Конденсаторы разновидности. Разновидности конденсаторов по типу диэлектрика: основные виды и их характеристики

Какие бывают основные типы конденсаторов по диэлектрику. Чем отличаются электролитические, керамические, пленочные и другие конденсаторы. Каковы особенности и области применения разных видов конденсаторов.

Электролитические конденсаторы: особенности и применение

Электролитические конденсаторы являются одним из наиболее распространенных типов. Их главные особенности:

• Большая емкость при относительно небольших размерах (от 0,1 мкФ до 100000 мкФ)
• Полярность (есть четкое разделение на «+» и «-«)
• Рабочее напряжение до 450-500 В
• Используется жидкий или твердый электролит

Основные области применения электролитических конденсаторов:

• Сглаживающие фильтры в блоках питания
• Разделительные цепи в усилителях звуковой частоты
• Накопители энергии

Важно соблюдать полярность при подключении и не превышать максимальное рабочее напряжение, иначе конденсатор может выйти из строя со взрывом.

Керамические конденсаторы и их разновидности

Керамические конденсаторы широко используются в радиоэлектронике благодаря ряду преимуществ:

• Широкий диапазон емкостей (от единиц пФ до десятков мкФ)
• Высокая стабильность параметров
• Низкие потери на высоких частотах
• Компактные размеры

Различают следующие основные типы керамических конденсаторов:

Однослойные керамические конденсаторы

Имеют простую конструкцию из одного слоя керамики между обкладками. Емкость обычно до 1000 пФ. Применяются в ВЧ и СВЧ цепях.

Многослойные керамические конденсаторы (MLCC)

Состоят из чередующихся слоев керамики и металлических обкладок. Позволяют получить большую емкость при малых размерах. Широко используются в современной электронике.

Высоковольтные керамические конденсаторы

Рассчитаны на рабочее напряжение до 15-30 кВ. Применяются в мощной радиоаппаратуре, системах зажигания, высоковольтных источниках питания.

Пленочные конденсаторы: виды и характеристики

Пленочные конденсаторы используют в качестве диэлектрика различные полимерные пленки. Их основные преимущества:

• Низкие диэлектрические потери
• Высокая стабильность параметров
• Возможность работы при высоких напряжениях
• Самовосстанавливающиеся свойства при пробоях

Наиболее распространенные типы пленочных конденсаторов:

Полипропиленовые конденсаторы

Отличаются очень низкими потерями и стабильностью. Применяются в фильтрах, резонансных цепях, цепях компенсации реактивной мощности.

Полиэстеровые (лавсановые) конденсаторы

Имеют хорошие частотные свойства, компактны. Широко используются в бытовой электронике, системах связи, промышленном оборудовании.

Поликарбонатные конденсаторы

Характеризуются высокой температурной стабильностью. Применяются в прецизионных схемах, измерительной технике.

Танталовые конденсаторы: особенности и применение

Танталовые конденсаторы являются разновидностью электролитических, но имеют ряд отличительных особенностей:

• Очень высокая удельная емкость
• Низкие токи утечки
• Высокая надежность и длительный срок службы
• Стабильность параметров в широком диапазоне температур

Основные области применения танталовых конденсаторов:

• Портативная электроника (смартфоны, ноутбуки)
• Автомобильная электроника
• Медицинское оборудование
• Аэрокосмическая техника

Танталовые конденсаторы бывают двух основных типов:

Жидкостные танталовые конденсаторы

Используют жидкий электролит. Имеют большую емкость, но чувствительны к температуре и вибрации.

Твердотельные танталовые конденсаторы

Применяется твердый электролит на основе оксида марганца или проводящих полимеров. Более надежны и стабильны.

Воздушные конденсаторы переменной емкости

Воздушные конденсаторы переменной емкости имеют следующие особенности:

• Диэлектрик — воздух
• Емкость изменяется поворотом ротора
• Низкие диэлектрические потери
• Высокая стабильность параметров

Основные области применения:

• Радиоприемники (настройка частоты)
• Измерительные приборы
• Передающие радиоустройства

В современной электронике воздушные конденсаторы во многом вытеснены варикапами и цифровыми системами настройки, но по-прежнему применяются в некоторых областях.

Особенности выбора конденсаторов для различных применений

При выборе конденсаторов для конкретного применения необходимо учитывать множество факторов:

• Требуемую емкость и допуск
• Рабочее напряжение
• Частотный диапазон работы схемы
• Температурный диапазон эксплуатации
• Допустимые габариты и вес
• Требования к надежности и сроку службы
• Стоимость

Для каждой конкретной задачи оптимальным может оказаться свой тип конденсатора. Например:

• Для фильтров в импульсных источниках питания хорошо подходят многослойные керамические конденсаторы
• В аудиотехнике часто применяют полипропиленовые пленочные конденсаторы из-за низких искажений
• Для накопления энергии в импульсных схемах используют специальные высоковольтные конденсаторы

Правильный выбор типа и параметров конденсаторов во многом определяет характеристики и надежность электронных устройств.

Разновидности конденсаторов по типу диэлектрика

Электролитические конденсаторы

В радиоэлектронике используются огромное количество всевозможных конденсаторов. Все они различаются по таким основным параметрам как номинальная ёмкость, рабочее напряжение и допуск.

Но это лишь основные параметры. Ещё одним немаловажным параметрам может служить то, из какого диэлектрика состоит конденсатор. Рассмотрим более подробно, какие бывают конденсаторы по типу диэлектрика.

В радиоэлектронике применяются полярные

и неполярные конденсаторы. Отличие полярных конденсаторов от неполярных заключается в том, что полярные включаются в электронную схему в строгом соответствии с указанной полярностью. К полярным конденсаторам относятся так называемые электролитические конденсаторы. Наиболее распространены радиальные алюминиевые электролитические конденсаторы. В отечественной маркировке они имеют обозначение К50-35.

Радиальный электролитический конденсатор

У аксиальных конденсаторов проволочные выводы размещены по бокам цилиндрического корпуса, в отличие от радиальных конденсаторов, выводы которых размещаются с одной стороны цилиндрического корпуса. Аксиальными электролитами являются конденсаторы с маркировкой К50-29 К50-12, К50-15 и К50-24.

Аксиальные электролитические конденсаторы серии К50-29 и импортный фирмы PHILIPS

В обиходе радиолюбители называют электролитические конденсаторы “электролитами”.

Обнаружить их можно в блоках питания радиоэлектронной аппаратуры. В основном они служат для фильтрации и сглаживания выпрямленного напряжения. Также электролитические конденсаторы активно применяются в усилителях звуковой частоты (усилках) для разделения постоянной и переменной составляющей тока.

Электролитические конденсаторы обладают довольно значительной ёмкостью. В основном, значения номинальной ёмкости простираются от 0,1 микрофарады (0,1 мкФ) до 100.000 микрофарад (100000 мкФ).

Номинальное рабочее напряжение электролитических конденсаторов может быть в диапазоне от 10 вольт до нескольких сотен вольт (100 – 500 вольт). Конечно, не исключено, что есть и другие образцы, с другой ёмкостью и рабочим напряжением, но на практике встречаются они довольно редко.

Стоит отметить, что номинальная ёмкость электролитических конденсаторов уменьшается по мере роста срока их эксплуатации.

Поэтому, для сборки самодельных электронных устройств, стоит применять либо новые купленные, либо те конденсаторы, которые эксплуатировались в электроаппаратуре небольшой срок. В противном случае, можно столкнуться с ситуацией неработоспособности самодельного устройства по причине неисправности электролитического конденсатора. Наиболее распространённый дефект “старых” электролитов – потеря ёмкости и повышенная утечка.

Перед повторным применением стоит тщательно проверить конденсатор, ранее бывший в употреблении.

Опытные радиомеханики могут многое рассказать про качество электролитических конденсаторов. В пору широкого распространения советских цветных телевизоров в ходу была очень распространённая неисправность телевизоров по причине некачественных электролитов. Порой доходило до того, что телемастер заменял практически все электролитические конденсаторы в схеме телевизора, после чего аппарат исправно работал долгие годы.

В последнее время всё большее распространение получают компактные электролитические конденсаторы для поверхностного монтажа. Их габариты значительно меньше, чем классических выводных.

Конденсаторы электролитические алюминиевые для SMD монтажа на плате CD — привода

Также существуют миниатюрные танталовые конденсаторы. Они имеют довольно малые размеры и предназначены для SMD монтажа. Обнаружить их легко на печатных платах миниатюрных МР3 плееров, мобильных телефонов, материнских платах ноутбуков и компьютеров.

Танталовые электролитические конденсаторы на печатной плате MP-3 плеера

Несмотря на свои маленькие размеры, танталовые конденсаторы имеют значительную ёмкость. Они аналогичны алюминиевым электролитическим конденсаторам для поверхностного монтажа, но имеют значительно меньшие размеры.

Танталовый SMD конденсатор ёмкостью 47 мкФ и рабочее напряжение 6 вольт.
Печатная плата компьютерного CD-привода

В основном в компактной аппаратуре встречаются танталовые конденсаторы на 6,3 мкФ, 10 мкФ, 22 мкФ, 47 мкФ, 100 мкФ, 470 мкФ и на рабочее напряжение 10 -16 вольт. Столь небольшое рабочее напряжение связано с тем, что напряжение источника питания в малогабаритной электронике редко превышает порог в 5 – 10 вольт. Конечно, есть и более высоковольтные экземпляры.

Кроме танталовых конденсаторов в миниатюрной электронике используются и полимерные для поверхностного монтажа. Такие конденсаторы изготавливаются с применением твёрдого полимера. Он выполняет роль отрицательной обкладки – катода. Плюсовым выводом – анодом — в полимерном конденсаторе служит алюминиевая фольга. Такие конденсаторы хорошо подавляют электрические шумы и пульсации, обладают высокой температурной стабильностью.

На танталовых конденсаторах указывается полярность, которую необходимо учитывать при их использовании в самодельных конструкциях.

Кроме танталовых конденсаторов в SMD корпусах есть и выводные с танталовым диэлектриком. Их форма напоминает каплю. Отрицательный вывод маркируется полосой на корпусе.

Такие конденсаторы также обладают всеми преимуществами, что и танталовые для поверхностного монтажа, а именно низким током утечки, высокой температурной и частотной стабильностью, более высоким сроком эксплуатации по сравнению с обычными конденсаторами. Активно применяются в телекоммуникационном оборудовании и компьютерной технике.

Выводной танталовый конденсатор ёмкостью 10 микрофарад и рабочее напряжение 16 вольт

Среди электролитических конденсаторов есть и неполярные. Выглядят они, так же как и обычные электролитические конденсаторы, но для них не важна полярность приложенного напряжения. Они применяются в схемах с переменным или пульсирующим током, где использование полярных конденсаторов невозможно. К неполярным относятся конденсаторы с маркировкой К50-6. Отличить полярный конденсатор от неполярного можно, например, по отсутствию маркировки полярности на его корпусе.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Какие бывают конденсаторы? Типы конденсаторов, их характеристики (8 фото). Виды конденсаторов, их классификация

Конденсатор – устройство, способное накапливать электрический заряд. В зависимости от назначения и конструкции конденсаторы делятся на ряд видов.В статье рассмотрим основные электрические параметры конденсаторов.

Электрические параметры конденсаторов

Основные характеристики и единицы их измерения приведены в таблице

Фарада – физическая величина, названная в честь английского физика Майкла Фарадея. Она слишком велика для использования в электротехнике. На практике емкость измеряют в микрофарадах (1мкФ = 10 -6 Ф), нанофарадах (1нФ = 10 -9 Ф) или пикофарадах (1пФ=10 -12 Ф)

При нанесении величины емкости на корпус конденсатора для обозначения «нФ» дополнительно используют символы «nF», «пФ» — «рФ», а микрофараду обозначают сокращением «мкФ» или «μФ».

Емкость конденсаторов не может принимать произвольные значения. Они унифицированы и выбираются из стандартных рядов емкостей.

Допустимое отклонение емкости указывает, с какой точностью изготовлен конденсатор. Она указывает, в каком допустимом диапазоне может находиться величина емкости в процентах от номинала. Для измерительных устройств этот параметр выбирается как можно меньшим.

Номинальное напряжение – это напряжение, которое выдерживают обкладки конденсатора длительное время. При превышении этого параметра конденсатор выйдет из строя. Для переменного тока руководствуются не действующим, а амплитудным значением напряжения. Например, при выборе конденсатора для пуска электродвигателя на номинальное напряжение 380 В нужно использовать конденсатор на рабочее напряжение U>380∙√2=537, то есть, на 600 В.

Температурная стабильность характеризует диапазон, в котором изменяется емкость при изменении температуры окружающей среды. Для устройств, сохраняющих работоспособность в широком диапазоне температур, значение этого параметра выбирается более низким.

Конструктивные исполнения конденсаторов

Конденсаторы, емкость которых не может изменяться, называются конденсаторами постоянной емкости .

Но в некоторых цепях для обеспечения возможности регулировки работы схемы и установки точных параметров ее работы применяются подстроечные конденсаторы . Емкость их изменяется при помощи отвертки.

В отличие от них конденсаторы переменной емкости применяются для выполнения пользовательских регулировок, например, для настройки радиоприемника на нужную волну.

Существуют конденсаторы специального назначения. Например, конденсаторы для защиты от радиопомех и сглаживающих фильтров, располагающихся парами в одном корпусе.

Отдельно выделяются конденсаторы для поверхностного монтажа или . Они технологичны для монтажа на автоматических конвейерных линиях, а размеры позволяют минимизировать габаритные размеры устройств.

Классификация конденсаторов по виду диэлектрика

Воздух в качестве диэлектрика использовался только для конденсаторов переменной емкости старого образца. Чем меньше материал между обкладками конденсатора проводит электрический ток, тем меньших размеров может быть изготовлен этот элемент на то же рабочее напряжение. При использовании определенных материалов можно получить конденсаторы с необходимыми свойствами.

В зависимости от материала диэлектрика между обкладками выпускаются конденсаторы:

Из всего этого перечня самыми распространенными в электротехнике являются бумажные и металлобумажные конденсаторы, использующиеся для схем запуска однофазных двигателей и для компенсации реактивной мощности. Всем известны электролитические конденсаторы, используемые в выпрямителях для сглаживающих фильтров. Их главная особенность – невозможность работы на переменном токе.

При ошибках в полярности подключения электролитических конденсаторов они выходят из строя, иногда – со взрывом. То же произойдет при превышении номинального напряжения электролитического и металлобумажного конденсатора, так как они выпускаются в герметичных корпусах.

Условные обозначения конденсаторов

Подстроечный конденсатор
Электролитический конденсатор
Два конденсатора в общей обкладкой в одном корпусе

Электрический конденсатор — один из самых распространених радио элементов, служит он для накопления электроэнергии (заряда). Самый простой конденсатор можно представить в виде двух металлических пластин (обкладок) и диэлектрика который находится между ними.

Когда к конденсатору подключают источник напряжения, то на его обкладках (пластинах) появляются противоположные заряды и возникнет электрическое поле притягивающие их друг к другу, и даже после отключения источника питания, такой заряд остается некоторое время и энергия сохраняется в электрическом поле между обкладками.

В электронных схемах роль конденсатора также может состоять не только в накоплении заряда но и в разделения постоянной и переменной составляющей тока, фильтрации пульсирующего тока и разных других задачах.
В зависимости от задач и факторов работы, конденсаторы используются очень разных типов и конструкций. Здесь мы рассмотрим наиболее популярные типы конденсаторов.

Конденсаторы алюминиевые электролитические

Это может быть, например, конденсатор К50-35 или К50-2 или же другие более новые типы.
Они состоят из двух тонких полосок алюминия свернутых в рулон, между которыми в том же рулоне находится пропитанная электролитом бумага в роли диэлектрика.
Рулон находится в герметичном алюминиевом цилиндре, чтобы предотвратить высыхание электролита.
На одном из торцов конденсатора (радиальный тип корпуса) или на двух торцах которого (аксиальный тип корпуса) располагаются контактные выводы. Выводы могут быть под пайку либо под винт.

В электролитических конденсаторах емкость исчисляется в микрофарадах и может быть от 0.1 мкф до 100 000 мкф. Как правило большая емкость и характеризует этот тип конденсаторов.
Еще одним из важных параметров есть максимальное рабочее напряжение, которое всегда указывается на корпусе и в конденсаторах этого типа может быть до 500 вольт!

Среди недостатков данного типа можно рассмотреть 3 причины:
1. Полярность. Полярные конденсаторы недопустимы с работой в переменном токе. На корпусе обозначаются соответствующими значками выводы конденсатора, как правило конденсаторы с одним выводом минусовой контакт имеют на корпусе, а плюсовой на выводе.
2. Большой ток утечки. Естественно такие конденсаторы не годятся для длительного хранения энергии заряда, но они хорошо себя зарекомендовали в качестве промежуточных элементов, в фильтрах активных схем и пусковых установках двигателей.
3.Снижение емкости с увеличением частоты. Такой недостаток легко устраняется с помощью параллельно подключенного керамического конденсатора с очень маленькой ёмкостью.

Керамические однослойные конденсаторы

Такие типы, например как К10-7В, К10-19, КД-2. Максимальное напряжения такого типа конденсаторов лежит в пределах 15 — 50 вольт, а ёмкость от 1 пФ до 0.47 мкф при сравнительно небольших размерах довольно не плохой результат технологии.
У данного типа характерны малые токи утечки и низкая индуктивность что позволяет им легко работать на высоких частотах, при постоянном, переменном и пульсирующих токах.
Тангенс угла потерь tgδ не превышает обычно 0,05, а максимальный ток утечки – не более 3 мкА.
Конденсаторы данного типа спокойно переносят внешние факторы, такие как вибрация с частотой до 5000 Гц с ускорением до 40 g, многократные механические удары и линейные нагрузки.

Маркировка на корпусе конденсатора обозначает его номинал. Три цифры расшифровываются следующим образом. Если две первые цифры умножать на 10 в степени третьей цифры, то получится значение емкости данного конденсатора в пф. Так, конденсатор с маркировкой 101 имеет емкость 100 пф, а конденсатор с маркировкой 472 — 4,7 нф. Для удобства составлены таблицы наиболее «ходовых» ёмкостей конденсаторов и их маркировочные коды.
Наиболее часто применяются в фильтрах блоков питания и как фильтр поглощающий высокочастотные импульсы и помехи.

Керамические многослойные конденсаторы

Например К10-17А или К10-17Б.
В отличии от вышеописанных, состоят уже из нескольких слоев металлических пластин и диэлектрика в виде керамики, что позволяет иметь им большую ёмкость чем у однослойных и может быть порядка нескольких микрофарад, но максимальное напряжение у данного типа все также ограничено 50 вольтами.
Применяются в основном как фильтрующие элементы и могут исправно работать как с постоянным так и с переменным и пульсирующим током.

Керамические высоковольтные конденсаторы

Например К15У, КВИ и К15-4
Максимальное рабочее напряжение данного типа может достигать 15 000 вольт! Но ёмкость у них небольшая, порядка 68 — 100 нФ.

Работают они как с переменным так и с постоянным током. Керамика в качестве диэлектрика создает нужное диэлектрическое свойство выдерживать большое напряжение, а особая форма защищает конструкцию от пробоя пластин.

Применение у них самое разнообразное, например в схемах вторичных источников питания в качестве фильтра для поглощения высокочастотных помех и шумов, или в конструирование катушек Тесла, мощной и ламповой радиоаппаратуре.

Танталовые конденсаторы

Например К52-1 или smd А. Основным веществом служит — пентоксид тантала, а в качестве электролита — диоксид марганца.

Твердотельный танталовый конденсатор состоит из четырех основных частей: анода, диэлектрика, электролита (твердого или жидкого) и катода.
По рабочим свойствам танталовые конденсаторы схожи с электролитическими, но рабочее максимальное напряжение ограничено 100 вольтами, а ёмкость как правило не превышает 1000 мкФ.
Но в отличии от электролитических, у данного типа собственная индуктивность намного меньше что дает возможность их использования на высоких частотах, до несколько сотен килогерц.

Основной причиной выхода из строя бывает превышение максимального напряжения.
Применение у них в большинстве наблюдается в современных платах электронных устройств, что возможно из за конструктивной особенности smd-монтажа.

Полиэстеровые конденсаторы

Например K73-17 или CL21, на основе металлизированной пленки…
Весьма популярные из за небольшой стоимости конденсаторы встречающиеся в почти всех электронных устройствах, например в балластах энергосберегающих ламп. Их корпус состоит из эпоксидного компаунда что придает конденсатору устойчивость к внешним неблагоприятным факторам, химическим растворам и перегревам.

Ёмкость таких конденсаторов идет порядка 1 нф — 15мкф и максимальное рабочее напряжение у них от 50 до 1500 вольт.
Большой диапазон максимального напряжения и ёмкости дает возможность использования полиэстеровых конденсаторов в цепях постоянного, переменного и импульсных токов.

Полипропиленовые конденсаторы

Например К78-2 и CBB-60.
В данного типа конденсаторов в качестве диэлектрика выступает полипропиленовая пленка. Корпус изготовлен из негорючих материалов, а сам конденсатор призначен для работы в тяжелых условиях.
Ёмкость, как правило в пределах 100пф — 10мкф, но в последнее время выпускают и больше, а по поводу напряжение то большой запас может достигать и 3000 вольт!

Преимущество этих конденсаторов заключается не только в высоком напряжении, но и в чрезвычайно низком тангенсе угла потерь, поскольку tg? может не превышать 0,001, что позволяет использовать конденсаторы на больших частотах в несколько сотен килогерц и применять их в индукционных обогревателях и пусковых установках асинхронных электродвигателей.

Пусковые конденсаторы (CBB-60) могут иметь ёмкость и до 1000мкф что стает возможным из за особенностей конструкции такого типа конденсаторов. На пластиковый сердечник наматывается металлизированная полипропиленовая пленка, а сверху весь этот рулон покрывается компаундом.

Накопление и преобразование электрической энергии можно отнести к базовым задачам, которые решают вспомогательные элементы радиоаппаратуры. Конденсатор относится к пассивным компонентам и выступает своего рода емкостью для поступающего заряда. Конструкция стандартных устройств предусматривает наличие пластинчатых электродов, которые разделяются тонкими диэлектриками. Более сложные типы конденсаторов могут содержать несколько электродных слоев, формирующих цилиндрическую намотку. Есть и другие отличительные признаки, обуславливающие возможности применения элементов для той или иной аппаратуры.

Назначение конденсаторов

На сегодняшний день едва ли найдется область радиотехники, в которой бы не использовались данные устройства. Наиболее распространены комбинации конденсаторов с резисторами и катушками индуктивности, участвующие в построении электрических цепей. Такие узлы поддерживают функции частотных фильтров, колебательных контуров и линий с обратной связью. Еще одна их распространенная задача — сглаживание пульсаций напряжения, требуемое во вторичных источниках энергоснабжения. В лазерных установках, системах вспышки и магнитных ускорителях электрический конденсатор используется для выдачи разового заряда с большим показателем мощности. И напротив, электротехнические приборы оснащаются данными элементами с целью компенсации реактивной мощностной энергии. Хотя такие элементы нельзя рассматривать в качестве полноценных емкостных накопителей энергии, в некоторых системах они выступают и как носители информации.

Маркировка устройств

Для визуального определения принадлежности конденсатора к той или иной категории используются специальные обозначения. В первую очередь указывается емкостный потенциал, выражаемый микрофарадами (мкФ). Могут применяться и другие единицы измерения, о чем также будет свидетельствовать соответствующая маркировка. Не всегда отмечается тип используемого в конструкции материала — как правило, без маркировки выпускаются керамические и пленочные неполярные модели. В свою очередь, обозначение танталовых конденсаторов соответствует резисторам — за исключением наличия знака µ и цифр 104 или 107. Такие устройства могут иметь оранжевый, желтый или черный цвет. В знаковой маркировке также указываются размерные параметры и емкость. Высоковольтные и электролитические модели помечаются величиной максимального напряжения, а для переменных конденсаторов указывается диапазон емкости.

Основные характеристики

Главным рабочим параметром является емкость, от которой зависит способность конкретной модели накапливать заряд. Следует разделять номинальную и фактическую емкость, так как на практике использования вторая величина может быть меньше. Диапазон значений по объему может варьироваться от 1 до 50 мкФ, а в некоторых случаях максимум достигает и 10 000 мкФ. Важен и показатель энергетической плотности, во многом определяемый конструкцией изделия. Наибольшей плотностью характеризуются крупноформатные типы конденсаторов, у которых масса обкладки с электролитом существенно превышает вес корпуса. К примеру, при емкости в 10 000 мкФ с напряжением в 0,45 кВт и массой порядка 2 кг плотность может достигать 600-800 Дж/кг. Как раз такие модели выгодно использовать для длительного хранения энергии. Помимо этого, рабочие свойства конденсаторов определяются допуском. Речь идет как раз о погрешности в соотношении показателей реальной и номинальной емкости. Данная величина выражается в процентах и в среднем составляет 20-30 %. В некоторых направлениях радиотехники применяются изделия с 1 % допуска.

Керамические конденсаторы

Это устройства, базирующиеся на дисковых керамических элементах с диэлектриками из титаната бария. Такой конденсатор можно использовать в системах с напряжением до 50 000 В, но важно учитывать, что он имеет минимальную температурную стабильность и широкий спектр изменения емкости. Среди достоинств можно отметить небольшие утечки тока, скромные размеры (при большой емкости заряда) и способность работать на высокой частоте. Что касается назначения, то керамические конденсаторы применяются в цепях с пульсирующим, переменным и постоянным током. Чаще всего используют модели емкостью до 0,5 мкФ. В процессе работы конденсатор этого типа хорошо справляется с внешними нагрузками, среди которых механические удары. Нельзя сказать, что керамический корпус отличается большим эксплуатационным сроком и долговечностью, однако в заявленный период технические свойства поддерживает стабильно.

Полиэстеровые модели

На схемах устройства данного типа обозначаются маркировкой K73-17 или CL21. Их оболочку формирует металлизированная пленка, а для корпуса используется эпоксидный компаунд. Как раз наличие этого наполнителя в конструкции делает полиэстеровые конденсаторы устойчивыми к температурным, физическим и химическим воздействиям. Этот набор эксплуатационных качеств обусловил и широкое распространение конденсаторов типа K73-17 в производстве светотехнических приборов. Средняя емкость устройства составляет 15 мкФ при максимальном напряжении порядка 1500 В. Характеристики скромные, но это не мешает применять конденсатор в тех же цепях с импульсным и переменным током. К тому же и низкая стоимость устройства способствует его популярности на радиорынке.

Конденсатор на основе полипропилена

Тоже вариант относительно недорогого накопителя электрического заряда, который при этом отличается низким коэффициентом потерь и высокой диэлектрической прочностью. К плюсам можно отнести и оптимальную гигроскопичность. То есть один из главных врагов радиоэлементов в виде влажности полипропиленовым конденсаторам не страшен. В качестве изоляторов применяется металлизированная пленка или полоски фольги. В новейших версиях используют и технологию самовосстанавливающейся оболочки, что повышает надежность и долговечность конденсатора.

Устройство может работать на повышенных частотах с сохранением достаточной мощности. Это качество позволяет использовать конденсаторы в системах индукционного обогрева, дополненных водяным охлаждением. Распространено и применение таких элементов в оснастке электромоторов на 220 В. В данном случае они выступают как пусковые компоненты. Эту функцию лучше всего реализуют модели с рабочей емкостью в диапазоне 1-100 мкФ и напряжением в 440 В. Но и это не единственные накопители на синтетической основе. Какие бывают конденсаторы из термопластиков? Внимания заслуживают полисульфоновые и поликарбонатные элементы. Первые отличаются низким влагопоглощением и способностью поддерживать высокое напряжение при температурных перепадах, а вторые в процессе работы демонстрируют оптимальную электротехническую стабильность.

Танталовые конденсаторы

Основу устройства формирует пентоксид тантала с оксидным электролитическим наполнением. Конденсатор отличается высоким отношением емкости к объему, широким спектром поддерживаемых температур и компактностью. Используют такие компоненты в мелком приборостроении, компьютерах и другой вычислительной технике. В этом семействе можно выделить следующие типы конденсаторов: полярные и неполярные, твердотельные, жидкостные. Наиболее привлекательные по эксплуатационным качествам именно твердотельные устройства, так как они характеризуются способностью поддерживать большое напряжение. Однако в условиях критического превышения допустимой величины тока они могут выходить из строя. Емкость танталовых моделей составляет 1000 мкФ, но по сравнению с электролитическими аналогами их собственная индуктивность гораздо ниже, что допускает возможность применения элемента на высоких частотах.

Особенности высоковольтных моделей

Элементы такого типа могут применяться в системах с высокими показателями напряжения, достигающими 15 000 В. При этом емкость у высоковольтных конденсаторов небольшая — порядка 50-100 нФ. В качестве диэлектрического материала чаще используется керамика. Благодаря этой основе выдерживаются большие нагрузки напряжения, а корпус защищает начинку от пробоев пластин.

Распространены и стеклянные вакуумные изделия, также поддерживающие напряжение более 10 000 В. Они представляют собой колбы с концентрическими электродами, в процессе работы обеспечивающими небольшие частотные потери. Применяют высоковольтные конденсаторы такого типа для решения ответственных радиочастотных задач с индуктивным нагревом. Но стоят такие компоненты дороже, отличаются хрупкостью и большими размерами.

Многослойные и однослойные конструкции

Обычно данную классификацию применяют в отношении конденсаторов, выполненных из керамики. Так, однослойные конденсаторы (дисковые) имеют простое устройство, но это не сказывается на уменьшении размеров. В большинстве случаев они массивнее, чем многослойные аналоги. В итоге увеличивается емкость устройства, но крупные размеры все же ограничивают их распространение в отдельных областях.

Что касается многослойных элементов, то они по эксплуатационным качествам в целом схожи с дисковыми, но потенциал накопителей еще выше. Также существенное преимущество заключается в надежности и долговечности. Форм-фактор, в котором выполняются многослойные конденсаторы, делает их менее чувствительными к агрессивным средам, что расширяет область применения. Такие компоненты преимущественно используют в дорогой профессиональной аппаратуре.

Масляные конденсаторы с пропитками

Это отдельная группа радиотехнических элементов, в основе которых находятся бумажные наполнители. Они обрабатываются специальными растворами наподобие воска и эпоксидных смол. Какие бывают конденсаторы масляного типа? Принципиально отличаются модели для постоянного и переменного тока. Первые используются в целях частотной фильтрации, повышения напряжения и устранения электрической дуги. Конденсаторы на масляной пропитке для систем с переменным током применяют в промышленности. Такое устройство располагает большой емкостью и может справляться с большими пиковыми нагрузками. Как правило, его используют в качестве пускового компонента для электромоторов. К дополнительным функциям можно отнести разделение фаз, коррекцию мощности и выравнивание напряжения.

Негативные факторы применения конденсаторов

Одной из главных проблем использования конденсаторов является высокая вероятность взрыва при перегревах, которые происходят из-за больших утечек. Также повысить риск поломки элемента могут близко расположенные радиаторы с высоким тепловым излучением. Какие типы конденсаторов наиболее подвержены взрывам? Чаще всего это происходит с электролитическими устройствами, обеспеченными ненадежными корпусами. Оптимизация конструкции с целью уменьшения размеров изделия заставляет производителей использовать тонкие оболочки, поэтому может иметь место разлет частей конденсатора и разбрызгивание электролита при сильном перегреве или в условиях повышенного внутреннего давления.

Заключение

И простейшие однослойные, и многослойные высоковольтные модели конденсаторов выполняют важные для радиоаппаратуры задачи. Как минимум они корректируют параметры тока, что при схожих размерах не может обеспечить ни один другой технический компонент. В то же время электрический конденсатор вовсе не является идеальным решением, что обуславливает постоянные поиски новых форматов его исполнения. Производители сложной аппаратуры экспериментируют с конструкциями, наполнителями и физическими свойствами, стараясь предлагать оптимальные потребительские качества данного устройства. Среди наиболее важных целевых параметров в этом плане можно назвать устойчивость конденсатора к нагрузкам, широкие рабочие диапазоны, минимальное радиационное воздействие и высокий срок службы.

Если вы регулярно занимаетесь созданием электрических схем, вы наверняка использовали конденсаторы. Это стандартный компонент схем, такой же, как сопротивление, который вы просто берёте с полки без раздумий. Мы используем конденсаторы для сглаживания пульсаций напряжения/тока, для согласования нагрузок, в качестве источника энергии для маломощных устройств, и других применений.

Но конденсатор – это не просто пузырёк с двумя проводочками и парой параметров – рабочее напряжение и ёмкость. Существует огромный массив технологий и материалов с разными свойствами, применяемых для создания конденсаторов. И хотя в большинстве случаев для любой задачи сгодится практически любой конденсатор подходящей ёмкости, хорошее понимание работы этих устройств может помочь вам выбрать не просто нечто подходящее, а подходящее наилучшим образом. Если у вас когда-нибудь была проблема с температурной стабильностью или задача поиска источника дополнительных шумов – вы оцените информацию из этой статьи.

Начнём с простого

Лучше начать с простого и описать основные принципы работы конденсаторов, прежде чем переходить к настоящим устройствам. Идеальный конденсатор состоит из двух проводящих пластинок, разделённых диэлектриком. Заряд собирается на пластинах, но не может перетекать между ними – диэлектрик обладает изолирующими свойствами. Так конденсатор накапливает заряд.

Ёмкость измеряется в фарадах: конденсатор в один фарад выдаёт напряжение в один вольт, если в нём находится заряд в один кулон. Как и у многих других единиц системы СИ, у неё непрактичный размер, поэтому, если не брать в расчёт суперконденсаторы, о которых мы здесь говорить не будем, вы скорее всего встретитесь с микро-, нано- и пикофарадами. Ёмкость любого конденсатора можно вывести из его размеров и свойств диэлектрика – если интересно, формулу для этого можно посмотреть в Википедии. Запоминать её не нужно, если только вы не готовитесь к экзамену – но в ней содержится один полезный факт. Ёмкость пропорциональна диэлектрической проницаемости ε r использованного диэлектрика, что в результате привело к появлению в продаже различных конденсаторов, использующих разные диэлектрические материалы для достижения больших ёмкостей или улучшения характеристик напряжения.

Алюминиевые электролитические

Алюминиевые электролитические конденсаторы используют анодно-оксидированный слой на алюминиевом листе в качестве одной пластины-диэлектрика, и электролит из электрохимической ячейки в качестве другой пластины. Наличие электрохимической ячейки делает их полярными, то есть напряжение постоянного тока должно прикладываться в одном направлении, и анодированная пластина должна быть анодом, или плюсом.

На практике их пластины выполнены в виде сэндвича из алюминиевой фольги, завёрнутой в цилиндр и расположенной в алюминиевой банке. Рабочее напряжение зависит от глубины анодированного слоя.

У электролитических конденсаторов наибольшая среди распространённых ёмкость, от 0,1 до тысяч мкФ. Из-за плотной упаковки электрохимической ячейки у них наблюдается большая эквивалентная последовательная индуктивность (equivalent series inductance, ESI, или эффективная индуктивность), из-за чего их нельзя использовать на высоких частотах. Обычно они используются для сглаживания питания и развязывания, а также связывания на аудиочастотах.

Танталовые электролитические

Танталовый конденсатор поверхностного размещения

Танталовые электролитические конденсаторы изготавливаются в виде спечённого танталового анода с большой площадью поверхности, на которой выращивается толстый слой оксида, а затем в качестве катода размещается электролит из диоксида марганца. Комбинация большой площади поверхности и диэлектрических свойств оксида тантала приводит к высокой ёмкости в пересчёте на объём. В результате такие конденсаторы выходят гораздо меньше алюминиевых конденсаторов сравнимой ёмкости. Как и у последних, у танталовых конденсаторов есть полярность, поэтому постоянный ток должен идти в строго одном направлении.

Их доступная ёмкостью варьируется от 0,1 до нескольких сотен мкФ. У них гораздо меньше сопротивление утечки и эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), в связи с чем они используются в тестировании, измерительных приборах и высококачественных аудиоустройствах – там, где эти свойства полезны.

В случае танталовых конденсаторов необходимо особенно следить за состоянием отказа, бывает, что они загораются. Аморфный оксид тантала – хороший диэлектрик, а в кристаллической форме он становится хорошим проводником. Неправильное использование танталового конденсатора – например, подача слишком большого пускового тока может привести к переходу диэлектрика в другую форму, что увеличит проходящий через него ток. Правда, репутация, связанная с возгораниями, появилась у более ранних поколений танталовых конденсаторов, и улучшенные методы производства привели к созданию более надёжной продукции.

Полимерные плёнки

Целое семейство конденсаторов использует полимерные плёнки в качестве диэлектриков, а плёнка либо находится между витыми или перемежающимися слоями металлической фольги, либо имеет металлизированный слой на поверхности. Их рабочее напряжение может доходить до 1000 В, но высокими ёмкостями они не обладают – это обычно от 100 пФ до единиц мкФ. У каждого вида плёнки есть свои плюсы и минусы, но в целом всё семейство отличается более низкими ёмкостью и индуктивностью, чем у электролитических. Посему они используются в высокочастотных устройствах и для развязывания в электрически шумных системах, а также в системах общего назначения.

Полипропиленовые конденсаторы используются в схемах, требующих хорошей тепловой и частотной стабильности. Также они используются в системах питания, для подавления ЭМП, в системах, использующих переменные токи высокого напряжения.

Полиэстеровые конденсаторы, хотя и не обладают такими температурными и частотными характеристиками, получаются дешёвыми и выдерживают большие температуры при пайке для поверхностного монтажа. В связи с этим они используются в схемах, предназначенных для использования в некритичных приложениях.

Полиэтилен-нафталатовые конденсаторы. Не обладают стабильными температурными и частотными характеристиками, но могут выдерживать гораздо большие температуры и напряжения по сравнению с полиэстеровыми.

Полиэтилен-сульфидовые конденсаторы обладают температурными и частотными характеристиками полипропиленовых, и в дополнение выдерживают высокие температуры.

В старом оборудовании можно наткнуться на поликарбонатные и полистиреновые конденсаторы, но сейчас они уже не используются.

Керамика

История керамических конденсаторов довольно длинная – они использовались с первых десятилетий прошлого века и по сей день. Ранние конденсаторы представляли собою один слой керамики, металлизированной с обеих сторон. Более поздние бывают и многослойными, где пластины с металлизацией и керамика перемежаются. В зависимости от диэлектрика их ёмкости варьируются от 1 пФ до десятков мкФ, а напряжения достигают киловольт. Во всех отраслях электроники, где требуется малая ёмкость, можно встретить как однослойные керамические диски, так и многослойные пакетные конденсаторы поверхностного монтажа.

Проще всего классифицировать керамические конденсаторы по диэлектрикам, поскольку именно они придают конденсатором все свойства. Диэлектрики классифицируют по трёхбуквенным кодам, где зашифрована их рабочая температура и стабильность.

C0G лучшая стабильность в ёмкости по отношению к температуре, частоте и напряжению. Используются в высокочастотных схемах и других контурах высокого быстродействия.

X7R не обладают такими хорошими характеристиками по температуре и напряжению, посему используются в менее критичных случаях. Обычно это развязывание и различные универсальные приложения.

Y5V обладают гораздо большей ёмкостью, но характеристики температуры и напряжения у них ещё ниже. Также используются для развязывания и в различных универсальных приложениях.

Поскольку керамика часто обладает и пьезоэлектрическими свойствами, некоторые керамические конденсаторы демонстрируют и микрофонный эффект. Если вы работали с высокими напряжениями и частотами в аудиодиапазоне, например, в случае ламповых усилителей или электростатики, вы могли услышать, как «поют» конденсаторы. Если вы использовали пьезоэлектрический конденсатор для обеспечения частотной стабилизации, вы могли обнаружить, что его звук модулируется вибрацией его окружения.

Как мы уже упоминали, статья не ставит целью охватить все технологии конденсаторов. Взглянув в каталог электроники вы обнаружите, что некоторые технологии, имеющиеся в наличии, здесь не освещены. Некоторые предложения из каталогов уже устарели, или же имеют такую узкую нишу, что с ними чаще всего и не встретишься. Мы надеялись лишь развеять некоторые тайны по поводу популярных моделей конденсаторов, и помочь вам в выборе подходящих компонентов при разработке собственных устройств. Если мы разогрели ваш аппетит, вы можете изучить нашу статью по катушкам индуктивности.

Об обнаруженных вами неточностях и ошибках прошу писать через

Все виды конденсаторов имеют одинаковое основное устройство, оно состоит из двух токопроводящих пластин (обкладок), на которых концентрируются электрические заряды противоположных полюсов, и слоя изоляционного материала между ними.

Применяемые материалы и величина обкладок с разными параметрами слоя диэлектрика влияют на свойства конденсатора.

Классификация

Конденсаторы делятся на виды по следующим факторам.

Назначению

• Общего назначения . Это популярный вид конденсаторов, которые используют в электронике. К ним не предъявляются особые требования.
• Специальные . Такие конденсаторы обладают повышенной надежностью при заданном напряжении и других параметров при запуске электродвигателей и специального оборудования.

Изменению емкости

• Постоянной емкости . Не имеют возможности изменения емкости.
• Переменной емкости . Они могут изменять значение емкости при воздействии на них температуры, напряжения, регулировки положения обкладок. К конденсаторам переменной емкости относятся:
  Подстроечные конденсаторы не предназначены для постоянной работы, связанной с быстрой настройкой емкости. Они служат только для одноразовой наладки оборудования и периодической подстройки емкости.
  Нелинейные конденсаторы изменяют свою емкость от воздействия температуры и напряжения по нелинейному графику. Конденсаторы, емкость которых зависит от напряжения, называются варикондами , от температуры – термоконденсаторами .

Способу защиты

• Незащищенные работают в обычных условиях, не имеют никакой защиты.
• Защищенные конденсаторы выполнены в защищенном корпусе, поэтому могут работать при высокой влажности.
• Неизолированные имеют открытый корпус и не имеют изоляции от возможного соприкосновения с различными элементами схемы.
• Изолированные конденсаторы выполнены в закрытом корпусе.
• Уплотненные имеют корпус, заполненный специальными материалами.
• Герметизированные имеют герметичный корпус, полностью изолированы от внешней среды.

Виду монтажа

• Навесные делятся на несколько видов с;
  — ленточными выводами;
  — опорным винтом;
  — круглыми электродами;
  — радиальными или аксиальными выводами.
• Конденсаторы с винтовыми выводами оснащены резьбой для соединения со схемой, применяются в силовых цепях. Подобные выводы проще фиксировать на охлаждающих радиаторах для снижения тепловых нагрузок.
• Конденсаторы с защелкивающимися выводами являются новой разработкой, при монтаже на плату они защелкиваются. Это очень удобно, так как нет необходимости использовать пайку.
• Конденсаторы, предназначенные для поверхностной установки , имеют особенность конструкции: части корпуса являются выводами.
• Емкости для печатной установки изготавливают с круглыми выводами для расположения на плате.

По материалу диэлектрика

Сопротивление изоляции между пластинами зависит от параметров изоляционного материала. Также от этого зависят допустимые потери и другие параметры. Рассмотрим виды конденсаторов, которые имеют различные материалы диэлектрика.

• Конденсаторы с неорганическим изолятором из стеклокерамики, стеклоэмали, слюды. На диэлектрический материал нанесено металлическое напыление или фольга.
• Низкочастотные конденсаторы включают в себя изоляционный материал в виде слабополярных органических пленок, у которых диэлектрические потери зависят от частоты тока.
• Высокочастотные модели содержат пленки из фторопласта и полистирола.
• Импульсные модели высокого напряжения имеют изолятор из комбинированных материалов.
• В конденсаторах постоянного напряжени я в качестве диэлектрика используется политетрафторэлитен, бумага, либо комбинированный материал.
• Низковольтные модели работают при напряжении до 1,6 кВ.
• Высоковольтные модели функционируют при напряжении свыше 1,6 кВ.
• Дозиметрические конденсаторы служат для работы с малым током, имеют незначительный саморазряд и большое сопротивление изоляции.
• Помехоподавляющие емкости уменьшают помехи, возникающие от электромагнитного поля, имеют низкую индуктивность.
• Емкости с органическим изолятором выполнены с применением конденсаторной бумаги и различных пленок.
• Вакуумные, воздушные, газонаполненные конденсаторы обладают малыми диэлектрическими потерями, поэтому их применяют в аппаратуре с высокой частотой .

Форме пластин

• Сферические.
• Плоские.
• Цилиндрические.

Полярности

• Электролитические конденсаторы называют оксидными. При их подключении обязательным является соблюдение полярности выводов. Электролитические конденсаторы содержат диэлектрик, состоящий из оксидного слоя, образованный электрохимическим способом на аноде из тантала или алюминия. Катодом является электролит в жидком или гелеобразном виде.
• Неполярные конденсаторы могут включаться в схему без соблюдения полярности.

Конструктивные особенности

Рассмотренные выше виды конденсаторов далеко не все имеют большую популярность. Поэтому подробнее рассмотрим конструктивные особенности наиболее применяемых видов конденсаторов.

Воздушные виды конденсаторов

В качестве диэлектрика используется воздух. Такие виды конденсаторов хорошо зарекомендовали себя при работе на высокой частоте, в качестве настроечных конденсаторов с изменяемой емкостью. Подвижная пластина конденсатора является ротором, а неподвижную называют статором. При смещении пластин друг относительно друга, изменяется общая площадь пересечения этих пластин и емкость конденсатора. Раньше такие конденсаторы были очень популярны в радиоприемниках для настраивания радиостанций.

Керамические

Такие конденсаторы изготавливают в виде одной или нескольких пластин, выполненных из специальной керамики. Металлические обкладки изготавливают путем напыления слоя металла на керамическую пластину, затем соединяют с выводами. Материал керамики может применяться с различными свойствами.

Их разнообразие обуславливается широким интервалом диэлектрической проницаемости. Она может достигать нескольких десятков тысяч фарад на метр, и имеется только у такого вида емкостей. Такая особенность керамических емкостей позволяет создавать большие значения емкостей, которые сопоставимы с электролитическими конденсаторами, но для них не важна полярность подключения.

Керамика имеет нелинейную сложную зависимость свойств от напряжения, частоты и температуры. Из-за небольшого размера корпуса эти виды конденсаторов применяются в компактных устройствах.

Пленочные

В таких моделях в качестве диэлектрика выступает пластиковая пленка: поликарбонат, полипропилен или полиэстер.

Обкладки конденсатора напыляют или выполняют в виде фольги. Новым материалом служит полифениленсульфид.

Параметры пленочных конденсаторов

• Применяются для резонансных цепей.
• Наименьший ток утечки.
• Малая емкость.
• Высокая прочность.
• Выдерживают большой ток.
• Устойчивы к электрическому пробою (выдерживают большое напряжение).
• Наибольшая эксплуатационная температура до 125 градусов.

Полимерные

Эти модели имеют отличие от электролитических емкостей наличием полимерного материала, вместо оксидной пленки между обкладками. Они не подвергаются утечке заряда и раздуванию.

Параметры полимера обеспечивают значительный импульсный ток, постоянный температурный коэффициент, малое сопротивление. Полимерные модели способны заменить электролитические модели в фильтрах импульсных источников и других устройствах.

Электролитические

От бумажных моделей электролитические конденсаторы отличаются материалом диэлектрика, которым является оксид металла, созданный электрохимическим методом на плюсовой обкладке.

Вторая пластина выполнена из сухого или жидкого электролита. Электроды обычно выполнены из тантала или алюминия. Все электролитические емкости считаются поляризованными, и способны нормально работать только на постоянном напряжении при определенной полярности.

Если не соблюдать полярность, то может произойти необратимый химический процесс внутри емкости, которая приведет к выходу его из строя, или даже взрыву, так как будет выделяться газ.

К электролитическим можно отнести суперконденсаторы, которые называют ионисторами. Они обладают очень большой емкостью, достигающей тысячи Фарад.

Танталовые электролитические

Устройство танталовых электролитов имеет особенность в электроде из тантала. Диэлектрик состоит из пентаоксида тантала.

Параметры

• Незначительный ток утечки, в отличие от алюминиевых видов.
• Малые размеры.
• Невосприимчивость к внешним воздействиям.
• Малое активное сопротивление.
• Высокая чувствительность при ошибочном подключении полюсов.

Алюминиевые электролитические

Положительным выводом является электрод из алюминия. В качестве диэлектрика использован триоксид алюминия. Они применяются в импульсных блоках и являются выходным фильтром.

Параметры

• Большая емкость.
• Корректная работа только на низких частотах.
• Повышенное соотношение емкости и размера: конденсаторы других видов при одной емкости имели бы большие размеры.
• Большая утечка тока.
• Низкая индуктивность.

Бумажные

Диэлектриком между фольгированными пластинами служит особая конденсаторная бумага. В электронных устройствах бумажные виды конденсаторов обычно работают в цепях высокой и низкой частоты.

Металлобумажные конденсаторы обладают герметичностью, высокой удельной емкостью, качественной электрической изоляцией. В их конструкции применяется вакуумное металлическое напыление на бумажный диэлектрик, вместо фольги.

Бумажные конденсаторы не обладают высокой механической прочностью. В связи с этим его внутренности располагают в металлическом корпусе, который защищает его устройство.

Виды конденсаторов — какие типы конденсаторов существуют?

Конденсаторы очень широко применяются в электронных, радиотехнических устройствах и приборах. Они по количеству и ёмкости в электронных схемах может различаться, но они есть практически везде. Столь широкое использование приборов объясняется тем, что в схемах такие устройства могут выполнять различные функции и задачи.

В первую очередь, конденсаторы используются в фильтрах различных стабилизаторов и выпрямителей напряжения, кроме того, с их помощью осуществляется передача сигнала между каскадами, работают высокочастотные и низкочастотные фильтры, подбирается частота колебаний и интервалы выдержки времени на разных генераторах. Чтобы лучше разобраться в особенностях и применении таких устройств, следует подробно разобрать существующие типы и характеристики конденсаторов.

Характеристики и параметры

Исчерпывающую информацию о типе и технических характеристиках конденсатора любой пользователь может получить на корпусе устройства, где также иногда указывается производитель прибора и дата его изготовления.

Важнейшим параметром любого конденсатора является его номинальная ёмкость. Правила обозначения номиналов ёмкости описываются в действующих нормативах ГОСТа. Согласно положениям ГОСТа, номинальная ёмкость конденсаторов до 9999 пФ обозначается на схемах без указания единицы измерения. Ёмкость устройств номиналом более 9999 пФ и до 9999 мкФ обозначается на схемах с указанием единицы измерения. Следующая характеристика, указываемая на корпусе устройства – допустимое отклонение от номинальных значений.

Второй по важности величиной конденсатора является его номинальное напряжение. Они могут быть предназначены для работы в сетях с разным напряжением: от 5 до 1000 В и более. Специалисты рекомендуют выбирать устройства с запасом по номинальному напряжению. Использование устройств низкого номинала может приводить к возникновению пробоев диэлектрика и выходу из строя приборов.

Остальные параметры считаются дополнительными и не всегда важными, потому на корпусах некоторых устройств описание может ограничиваться ёмкостью и номинальным напряжением. Если дополнительные технические характеристики указаны, то на корпусе можно найти также рабочую температуру устройства, рабочий номинальный ток и другие данные.

Следует учитывать также, что представленные сегодня на рынке конденсаторы могут быть трехфазными и однофазными, предназначенными для внешней или внутренней установки.

Какие типы конденсаторов бывают?

Существуют различные варианты классификации конденсаторов, используемых в электронных схемах. Чаще всего такие устройства разделяют на типы по виду используемого в них диэлектрика. По особенностям диэлектрика можно выделить следующие типы:

• с жидкими диэлектриками.
• вакуумные, в которых отсутствует диэлектрик.
• с твердым органическим диэлектриком.
• с газовым диэлектриком.
• электролитические или оксид-полупроводниковые с электрлитом или оксидным металлическим слоем.
• с твердым неорганическим диэлектриком.

Второй вариант классификации – по вероятности колебания величины ёмкости. По этой характеристике можно выделить следующие устройства:

• Переменные – которые могут менять ёмкость из-за воздействия напряжения или температурных условий.
• Постоянные – величина ёмкости не изменяется на протяжении срока службы.
• Подстроечные – с изменяемой ёмкостью, используемые для периодической или разовой подстройки схем.

По сфере эксплуатации все конденсаторы разделяются на следующие типы:

• Низковольтные, используемые в сетях с малым напряжением.
• Высоковольтные, применяемые в сетях высокого напряжения.
• Импульсные – способные выделять краткосрочный импульс.
• Пусковые – для стартового запуска электрического мотора.
• Помехоподавляющие.

Существуют и другие классы по сферам применения, но на практике они встречаются крайне редко.

В таблице ниже представлены наиболее распространенные конденсаторы и их обозначения на схемах.

 

Следующая статья будет про соединение конденсаторов.

Типы конденсаторов, теория и примеры

Определение и типы конденсаторов

Причем проводники (обкладки конденсатора) имеют такую форму и расположены так, по отношению друг к другу, что поле, создаваемое данной системой, в основном расположено во внутренней области пространства конденсатора. У реального конденсатора обкладки не являются полностью замкнутыми, однако, следует отметить, что приближение к идеальной картине довольно большое. На практике независимости внутреннего поля между обкладками конденсатора от внешних полей достигают тем, что пластины конденсатора располагают на очень малом расстоянии. В таком случае заряды находятся на внутренних поверхностях обкладок.

Основное назначение конденсатора состоит в накоплении электрического заряда. Способность конденсатора накапливать заряд связана с основной характеристикой конденсатора электроемкостью (C). Электрическая емкость конденсатора – это взаимная емкость принадлежащих ему обкладок:

   

q – величина заряда на обкладке; – разность потенциалов между обкладками. Емкость конденсатора зависит от размеров и устройства конденсатора.

Подходы к классификации конденсаторов могут быть разными. Выделяют, например:

1. Конденсаторы имеющие постоянную или переменную емкость, подстроечные конденсаторы.
2. Тип диэлектрика, заполняющий пространство между обкладками конденсатора, может влиять на то, к какому типу отнесут тот или иной конденсатор. (Электролит – электролитический конденсатор (см. раздел «Электролитический конденсатор»), воздух – воздушный конденсатор, тефлон – тефлоновый конденсатор и т.д).
3. Керамические (подробно о керамических конденсаторах см. раздел «Керамические конденсаторы»), пластиковые, металлические конденсаторы в зависимости от материала, который применяется в изготовлении корпуса конденсатора
4. Плоские, цилиндрические, шаровые (сферические) конденсаторы в соответствии с геометрией (строением) конденсатора.

Кроме этого конденсаторы можно разделить по их предназначению (см., например раздел «Пусковой конденсатор»), способу монтажа (для печатного, навесного, поверхностного монтажа; с защелкивающимися выводами; выводами под винт), принципам защиты от внешних воздействий (с защитой и без нее; изолированные и неизолированные; уплотненные и герметизированные).

Типы конденсаторов в разделе общая физика

В задачах по общей физике рассматривают обычно три типа конденсаторов: плоские, цилиндрические и сферические. Кроме того могут варьироваться типы диэлектрика между обкладками.

Для расчета емкости плоского конденсатора применяют формулу:

   

где – электрическая постоянная; S – площадь каждой (или наименьшей) пластины; d – расстояние между пластинами.

Емкость плоского конденсатора, содержащего N слоев диэлектрика (толщина i-го слоя равна , диэлектрическая проницаемость i-го слоя , определяется как:

   

Электрическая емкость цилиндрического конденсатора вычисляют как:

   

где l – высота цилиндров; – радиус внешней обкладки; – радиус внутренней обкладки.

Емкость сферического (шарового) конденсатора находят по формуле:

   

где – радиусы обкладок конденсатора.

Примеры решения задач

Конденсаторы: особенности применения и классификация

Электрические конденсаторы — это двухвыводные компоненты, которые используются для фильтрации и хранения энергии, подавления импульсов в сети и решения множества других задач. Самые простые разновидности состоят из параллельных пластин, разделенных между собой изоляцией (диэлектриком). Конденсаторы хранят электрические заряды, а их емкость измеряется в Фарадах (Ф).

Компоненты могут быть полярными и неполярными. В первую группу входят практически все разновидности электролитических и танталовых конденсаторов, которые подключаются с учетом полярности напряжения. Следовательно, если перепутать «+» и «–», произойдет замыкание. Неполярные представлены керамическими, слюдяными и пленочными модификациями. Они способны функционировать при любой полярности, что делает их оптимальным решением для использования в цепях переменного тока.

Виды конденсаторов

В настоящее время наибольшее распространение получили следующие типы конденсаторов:

Алюминиевые электролитические. Это полярные компоненты, которые подходят только для цепей постоянного напряжения. Могут обладать высокой номинальной емкостью, однако отклонения от номинальных значений могут доходить до 20 % и более.

Керамические. Могут быть многослойными (MLCC) и дисковыми. Первые считаются наиболее популярными и широко используются в электронных устройствах, так как имеют высокую стабильность и малый уровень потерь. Кроме того, характеризуются минимальным сопротивлением и номинальной погрешностью. Высокая удельная емкость обеспечивает компактность и простоту установки даже на печатных платах.

Танталовые конденсаторы. Это высокополяризационные компоненты, поэтому при их использовании следует проявлять осторожность, поскольку возможны частые отказы при повышении напряжения. При этом танталовые модели имеют оптимальную емкость и характеризуются временной стабильностью.

Пленочные конденсаторы. Они не полярны, поэтому могут использоваться в цепях переменного напряжения. Имеют малое эквивалентное сопротивление (ESR) и низкую последовательную индуктивность (ESL).

Слюдяные. Это также неполярные конденсаторы, которым характерны малые потери, высокая стабильность и отличные высокочастотные характеристики.

Полимерные твердотельные конденсаторы,, обладающие низким последовательным сопротивлением. Использование твердого диэлектрика делает данные компоненты чрезвычайно устойчивыми к экстремально высоким и низким температурам.

Особенности применения сборок конденсаторов

Конденсаторные сборки (capacitor array) — это группа конденсаторов, которые конструктивно объединены в один корпус. При этом каждый из элементов может подключаться к сети независимо от остальных. Сборки конденсаторов нашли широкое применение при создании мобильной и носимой аппаратуры, материнских плат, радиочастотных модемов. Также они незаменимы при сборке усилителей.

Несмотря на то, что конденсаторы чрезвычайно распространены, выбрать конкретную модель бывает достаточно сложно. Даже если знать емкость и показатели рабочего напряжения, которые требуются для конкретной проектной схемы, у компонентов существуют и другие характеристики (полярность, температурные коэффициенты, стабильность, показатели последовательного эквивалентного сопротивления), что делает каждый конкретный тип пригодным только для определенных решений.

Виды конденсаторов, которые принимают пункты скупки

12 декабря 2020

Во время сдачи радиодеталей следует внимательно изучить все элементы и знать, какие из них скупка принимает, а какие вовсе не представляют ценности. Некоторые радиолюбители отправляют посылки почтой и теряют время впустую. Они ошибочно относят обычные конденсаторы к тем, которые подлежат приему. Чтобы разобраться, что можно отправлять, а на что не стоит обращать внимание, следует изучить вопрос более детально.

Можно перед отправкой внимательно просмотреть фото деталей и посмотреть их маркировку. Наиболее ценные виды конденсаторов, которые принимают пункты скупки, будут маркироваться серией КМ. Также, важно учитывать оболочку этих элементов и не пропустить стеклокерамические, маркированные буквой «К».

Какие виды конденсаторов можно продать в пункты скупки

На сегодняшний день используются конденсаторы не только импортного производства, но и те, которые остались со времен существования Советского Союза. Эти детали могут иметь разный внешний вид, отличаются формой, размером, цветом, материалом, из которого изготавливаются и прочими параметрами. Их можно найти на разных млатах и схемах. Данные элементы находятся практически у каждого человека дома, и многие даже не подозревают, что на этом можно заработать приличную сумму денег.

Одним из самых ценных видов конденсаторов, которые можно сдать в скупку, считается устройство с маркировкой КМ (3, 4, 5, 6, 10 и прочие). В них имеется значительная доля платины и палладия. Конденсаторы с буквой «К» тоже содержат драгметалл. В них получится обнаружить не только палладий и платину, но и золото, серебро, в некоторых – тантал. Чтобы это узнать, можно посмотреть паспорт, где указана полная маркировка и количество драгоценного металла в конкретном изделии.

При сдаче радиодеталей в пункты скупки часто получается так, что количество золота, серебра или другого содержимого может отличаться. В паспорте указано одно количество, но по факту в детали содержится драгметалла немного меньше. Специалисты в скупке могут проконсультировать каждого клиента перед продажей и заранее оговорить все нюансы. Наличие золота или другого металла определяется при помощи профессионального оборудования или путем проведения химического анализа в лабораторных условиях.

Ценными видами конденсаторов также считаются детали, маркированные буквой К, КП, КСГ, ЭТО, СГО, МБП, КОМП, ФТ, КИВ, КВК, КВИ. Если дома имеются ненужные устройства с данной маркировкой, их также можно сдать в скупку и получить неплохое денежное вознаграждение. Важно учитывать, что перед отправкой посылки следует внимательно пересмотреть все детали и исключить те, которые не подлежат продаже. Эту информацию можно получить у специалиста или посмотреть таблицу содержания драгметаллов в конденсаторах.

Где применяются конденсаторы

Эти устройства имеют большое количество разновидностей, встретить их можно в самой разнообразной аппаратуре и технике. Конденсаторы с драгметаллами могут иметь разный внешний вид и наружную оболочку. Она изготавливается из синтетических материалов, стеклокерамики, стекла или керамики. Также бывают слюдяные конденсаторы, оксидно-полупроводниковые, керамические низко- и высоковольтные, электролитические фольговые, оксидно-металлические, лакопленочные и многие другие.

Кроме того, что данные устройства имеют разную наружную оболочку, они могут быть полярными и неполярными. Их используют в радиоприемниках, радиолах и других радиотехнических устройствах, принтерах, сканерах, разнообразных измерительных приборах, используемых на производстве. Чтобы сдать радиодетали, следует детально изучить виды конденсаторов, которые принимают в пунктах скупки, при необходимости можно обратиться к специалисту и получить все необходимые сведения.

◄ Назад к новостям

Конденсаторы

Принцип действия
В конденсатор обычно поступают перегретые пары теплоносителя, которые охлаждаются до температуры насыщения и, конденсируясь, переходят в жидкую фазу. Для конденсации пара необходимо отвести от каждой единицы его массы теплоту, равную удельной теплоте конденсации. В зависимости от охлаждающей среды (теплоносителя) конденсаторы могут быть разделены на следующие типы: с водяным охлаждением, с водо-воздушным (испарительным) охлаждением, с воздушным охлаждением, с охлаждением кипящим холодильным агентом в конденсаторе-испарителе, с охлаждением технологическим продуктом. Выбор типа конденсатора зависит от условий применения.

Применение
Конденсаторы применяются на тепловых и атомных электростанциях для конденсации отработавшего в турбинах пара. При этом на каждую тонну конденсирующегося пара приходится около 50 тонн охлаждающей воды. Поэтому потребность ТЭС и особенно АЭС в воде очень велика — до 600 тысяч м³/час. В маловодных районах охлаждение конденсаторов турбин может производиться воздухом (примером могут служить воздушно-конденсационные установки на Разданской ГРЭС, Армения), однако это ухудшает КПД турбин, вследствие повышения температуры конденсации. В турбинах с противодавлением конденсатор отсутствует — в этом случае весь отработанный пар поступает на производственные нужды.

Конденсатор холодильника «Минск-10»
В холодильных установках конденсаторы используются для конденсации паров хладагентов, например, фреона. В химической технологии конденсаторы используют для получения чистых веществ (дистиллятов) после перегонки или ректификации. Принцип конденсации успешно применяется также для разделения смеси паров различных веществ, так как их конденсация происходит при различных температурах.

Разновидности
По принципу теплообмена конденсаторы разделяются на смешивающие (конденсаторы смешения) и поверхностные. В смешивающих конденсаторах водяной пар непосредственно соприкасается с охлаждающей водой, а в поверхностных пары рабочего тела отделены стенкой от охлаждающего теплоносителя. Поверхностные конденсаторы разделяются по следующим особенностям:

по направлению потоков теплоносителя: прямоточные, противоточные и с поперечным потоком теплоносителей;
по количеству изменений направления движения теплоносителя — на одноходовые, двухходовые и др.;
по количеству последовательно соединённых корпусов — одноступенчатые, двухступенчатые и др.
по конструктивному исполнению: кожухотрубные, пластинчатые и др.
Смешивающие конденсаторы
В смешивающем конденсаторе тепло- и массообменный процесс происходит путём прямого смешения сред. Охлаждающая вода разбрызгивается в пространстве смешивающего конденсатора. Пар конденсируется на поверхности капель воды и стекает вместе с ней в поддоны, откуда откачивается конденсатными насосами. Взаимное расположение потоков пара и воды может быть параллельным, противоточным или поперечноточным. При противотоке теплообмен более эффективен. Наиболее распространены пароводяные струйные аппараты, использующие струйные инжекторы. Поскольку в конденсат попадает охлаждающая вода с растворённым в ней воздухом и другими примесями, такая смесь не может быть использована для современных паровых котлов, которые предъявляют высокие требования к подготовке питательной воды. Поэтому смешивающие конденсаторы применяются либо в малых паровых машинах, либо в системах охлаждения с т. н. «сухими градирнями», где роль охладителей выполняют закрытые радиаторы. Поэтому охлаждающая вода, проходя через радиаторы, мало загрязняется и может быть присоединена к потоку конденсата.

Поверхностные конденсаторы
В поверхностных конденсаторах нет прямого контакта конденсата с охлаждающей водой, поэтому они применяются для любых систем прямого и оборотного охлаждения, в том числе и с охлаждением морской водой.

В корпусе 1 поверхностного конденсатора установлены трубные доски 2, в отверстия которых завальцованы тонкостенные трубки 3. Охлаждающая поверхность конденсатора образуется совокупностью поверхностей трубок, называемых «трубными пучками». Трубки выполняются из латуни или нержавеющей стали, они имеют, как правило, диаметр 24-28 мм и толщину 1-2 мм. Места вальцовки — основной путь попадания примесей в конденсат. Пространство между трубными досками и боковыми стенками конденсатора 4 представляют собой водяные камеры 5 и могут быть разделены перегородками на несколько отделений. Охлаждающая циркуляционная вода подводится под напором через патрубок 6 к нижнему отсеку водяной камеры, проходит по трубкам в поворотную камеру, проходит по другому пучку трубок и удаляется через патрубок 7. При этом вода нагревается примерно на 10 °C. Такой конденсатор называется двухходовым. Могут быть также одноходовые, трёхходовые и даже четырёхходовые конденсаторы. Одноходовые конденсаторы применяются, как правило, в судовых установках, где увеличение расхода охлаждающей воды не имеет практического значения, а также в конденсаторах турбоустановок АЭС, где это диктуется технико-экономическими соображениями.

Пар входит в конденсатор через горловину 8 цилиндра низкого давления турбины, попадает на холодную поверхность трубок 3, конденсируется, стекает вниз и скапливается в сборнике конденсата 9, откуда откачивается конденсатными насосами. Большая часть пара (свыше 99 %) конденсируется в т. н. зоне массовой конденсации, куда проникает сравнительно мало воздуха. Температура насыщенного пара не превышает обычно 50-60 °C. В зоне охлаждения парциальное давление пара меньше и температура паровоздушной смеси ниже. В этой зоне возможно переохлаждение конденсата, что неблагоприятно сказывается на эффективности установки в целом. Зону охлаждения отделяют перегородкой.

При конденсации в паровой части конденсатора образуется разрежение, то есть давление становится ниже атмосферного. При этом через неплотности в корпусе и через места вальцовки трубок проникает наружный воздух и воздух, растворённый в воде (примерно 0,05-0,1 % массового расхода пара). Попадание кислорода в конденсат влечёт возможность коррозии оборудования. Кроме того, примесь воздуха значительно ухудшает теплотехнические характеристики конденсатора, так как коэффициент теплоотдачи при конденсации пара составляет несколько тысяч кВт/(м²°С), а для паровоздушной смеси с большим содержанием воздуха — всего несколько десятков кВт/(м²°С). Воздух отсасывается пароструйным или водоструйным эжектором через патрубок 10. Так как воздух в конденсаторе смешан с паром, то отсасывать приходится паровоздушную смесь. Попадание в конденсат сырой охлаждающей воды приводит к солевому загрязнению пароводяного тракта, поэтому химический состав конденсата необходимо контролировать. На электростанциях после конденсатных насосов устраивают системы очистки конденсата.

Для расчёта теплотехнических свойств конденсатора используются заводские характеристики конденсаторов. Коэффициент теплопередачи в поверхностном конденсаторе зависит от паровой нагрузки, диаметра и чистоты трубок, скорости воды в трубках, числа ходов и других факторов. Коэффициент теплопередачи резко падает при снижении паровой нагрузки в связи с неравномерностью процесса распространения пара. Для определения коэффициента теплопередачи часто используют эмпирические зависимости, полученные Львом Давыдовичем Берманом (1903—1998), долгие годы проработавшим в ВТИ.

Эксплуатация конденсаторов

Пример системы шарикоочистки.
В конденсаторах турбин ТЭЦ устраивают отдельный встроенный пучок, который в летнее время используется для охлаждения, а в зимнее время — для предварительного подогрева сетевой воды. При этом система охлаждения может быть полностью отключена, так как на ТЭЦ зимой в конденсатор попадает небольшое количество пара — в основном он используется для теплофикации.

В процессе работы поверхность трубок конденсатора, в которые поступает вода из водоёмов (рек, прудов, озёр и т. д.), загрязняется биологическими и минеральными отложениями, что ухудшает экономичность работы турбин. Во избежание обрастания водяного тракта биологическими организмами охлаждающую воду обычно хлорируют. В замкнутых системах охлаждения целесообразно проводить «продувку», то есть добавление свежей воды. Фильтрация охлаждающей воды, как правило, неэкономична из-за огромного расхода воды. Большинство современных конструкций конденсаторов позволяет производить механическую очистку части трубок без перерыва работы с отключением некоторых пучков. Широко применяются также системы очистки конденсаторов эластичными шариками из пористой резины, которые прогоняются по трубкам напором воды.

Типы и характеристики конденсаторов | Newark

Конденсаторы — это пассивные компоненты, накапливающие электрический заряд. Однако эту единственную функцию можно использовать разными способами в самых разных приложениях — переменного и постоянного тока, аналоговых и цифровых. Примеры включают схемы синхронизации и формирования сигналов, связь и развязку, фильтры и сглаживание формы сигналов, настройку телевидения и радио, генераторы и, с суперконденсаторами, накопители заряда для таких устройств, как лампы-вспышки для фотоаппаратов. Это разнообразие в сочетании с масштабированием для соответствия различным уровням мощности, тока и напряжения означает, что конденсаторы бывают разных форм, размеров и технологий изготовления.

В этой статье исследуются конденсаторы и значение их электрической емкости. Затем он смотрит на свойства, помимо емкости, которые определяют производительность компонентов и влияют на его целевую схему. Далее показано, как эти свойства по-разному проявляются в различных типах конденсаторов, доступных в настоящее время, и как они влияют на выбор конструктором типа конденсатора.

Иногда, однако, очевидный первый выбор проекта может быть не лучшим путем; по какой-то причине может оказаться желательным заменить одну конденсаторную технологию на другую.Соответственно, статья завершается кратким примером того, как полимерные конденсаторы могут заменить многослойные керамические конденсаторы.

Что такое конденсатор?

Как показано на рисунке 1, конденсатор состоит из двух проводящих пластин, находящихся в непосредственной близости друг от друга, разделенных изолятором или диэлектриком. Подайте постоянный ток на пластины, и они будут накапливать равные и противоположные заряды; отрицательный на одной пластине и положительный на другой. Удалите источник питания, и пластины сохранят свой заряд, за исключением утечки.Затем, если пластины подключены к нагрузке, такой как лампа-вспышка камеры, они будут выделять в нее всю свою энергию для питания вспышки.

Рис.1 Символы конденсаторов — Правообладание на изображение Premier Farnell

Обратите внимание, что конструкция конденсатора означает, что он блокирует постоянный ток, но проводит переменный ток. Как правило, чем выше частота переменного напряжения, тем лучше конденсатор проводит переменный ток.

Количество энергии, которое может хранить конденсатор, определяется его емкостью, измеряемой в фарадах.Поскольку фарад является непрактично большой единицей емкости (за исключением суперконденсаторов), реальные компоненты оцениваются в одном из следующих диапазонов СИ:

• 1 мФ (миллифарад, одна тысячная (10−3) фарада)
• 1 мкФ (микрофарад, одна миллионная (10-6) фарада)
• 1 нФ (нанофарад, одна миллиардная (10-9) фарада)
• 1 пФ (пикофарад, одна триллионная (10-12) a фарад)

В любом случае емкость C в фарадах определяется уравнением:

Где q — заряд в кулонах (+ q и -q заряды на пластинах), а V — напряжение в вольтах на пластинах. .2

Первое из приведенных выше уравнений говорит нам, что увеличение емкости позволяет сохранять больший заряд для данного напряжения на конденсаторе. Емкость можно увеличить, увеличив размер пластин, сдвинув пластины ближе друг к другу или улучшив изоляционные свойства диэлектрика. Конденсаторы всех типов достигают заданных значений емкости, регулируя эти три переменные в соответствии с требованиями. Следовательно, если требуемое значение емкости может быть получено с помощью конденсаторов различных типов, как нам решить, какой тип лучше всего подходит для любого конкретного применения?

Ответ заключается в том, что, хотя идеальные конденсаторы должны иметь только емкость, реальные устройства также имеют множество других параметров и характеристик, которые влияют на их производительность в рамках их целевого применения и на пригодность для них.Эти факторы зависят от используемой конденсаторной технологии, и все это необходимо учитывать при выборе оптимального решения.

Критерии включают рабочее напряжение, размер устройства, частотную характеристику, старение (высыхание влажного электролита), вызывающее потерю емкости, максимальную рекомендуемую рабочую температуру, воспламеняемость и свойства самовосстановления. Иногда чрезвычайно низкое паразитное сопротивление (известное как эквивалентное последовательное сопротивление или ESR) необходимо для минимизации потерь I2R в приложениях с высоким током.

Далее мы более внимательно рассмотрим эти и другие свойства конденсаторов, а затем то, как они отражаются в различных типах конденсаторов.

Свойства конденсаторов

Публикация KEMET «Введение в конденсаторные технологии» содержит много полезной информации и дает основу для обсуждения свойств конденсаторов, приведенного ниже.

Диэлектрические характеристики и конденсатор CV

Диэлектрические свойства влияют на объемный КПД конденсаторов, т.е.е. количество емкости на данный объем. Это выражается в виде значения CV, где C = емкость, а V — напряжение. Значения CV являются важными факторами при проектировании портативных систем или очень плотно установленных печатных плат, где важна высокая емкость при минимальном объеме.

Некоторые диэлектрики, например тантал, известны своими высокими характеристиками CV. CV также можно увеличить за счет максимального увеличения полезной площади поверхности электрода и минимизации накладных расходов на упаковку.

Практические проблемы с емкостью

Полезная емкость конденсатора может отличаться от его номинального значения из-за нескольких факторов.К ним относятся:

• Температура
• Влажность
• Напряжение переменного и постоянного тока
• Частота сигнала
• Возраст конденсатора
• Механический
• Пьезоэлектрический эффект

При выборе конденсатора для применения необходимо учитывать его номинальные характеристики для этих факторов. во внимание.

Допуски — еще одно важное соображение. Конденсаторы имеют коды допусков, наиболее распространенные коды:

• ± 20% = M
• ± 10% = K
• ± 5% = J
• ± 2.5% = H
• ± 2% = G
• ± 1% = F

Зависимость тока утечки от сопротивления изоляции

Диэлектрические материалы в конденсаторах не являются идеальными изоляторами; они могут пропускать небольшой постоянный ток утечки по разным причинам, характерным для каждого типа диэлектрика. Это приведет к медленному падению напряжения на клеммах заряженного конденсатора, поскольку ток утечки истощает его заряд.

Как правило, сопротивление изоляции имеет тенденцию к уменьшению с увеличением значений емкости.Ток утечки увеличивается с ростом температуры.

Связь между током утечки (LC) и сопротивлением изоляции диэлектрика конденсатора (IR) определяется простой формулой:

I (LC) = V / R (IR)

Заряд / разряд

Напряжение постоянного тока подается на конденсатор последовательно с резистором, конденсатор заряжается со скоростью, установленной приложенным напряжением, состоянием заряда относительно его конечного значения, последовательным сопротивлением и собственной емкостью.Произведение сопротивления на емкость, RC, известно как постоянная времени цепи. Точнее, постоянная времени RC — это время, необходимое для зарядки конденсатора на 63,2% разницы между начальным и конечным значениями. То же значение RC также определяет время, необходимое для разряда конденсатора через последовательный резистор.

Диэлектрическая прочность

Если напряжение на конденсаторе достаточно увеличивается, электрическое поле в конечном итоге вызовет пробой диэлектрика и проведение тока.С некоторыми диэлектриками эффект остается постоянным, поэтому конденсатор разрушается.

Однако некоторые диэлектрики могут самовосстановиться. Например, пленочные и бумажные конденсаторы с очень тонкими электродами могут самовосстанавливаться, поскольку большой ток пробоя нагревает электродные слои, заставляя металлы испаряться и окисляться вдали от пораженной области, тем самым изолируя путь короткого замыкания от остальной части конденсатора. Этот процесс может происходить даже в приложениях с очень большой мощностью до нескольких киловатт.

Рассеивание энергии

Когда переменное напряжение подается на конденсатор, ток течет через его диэлектрический материал и проводящие части. На практике часть этого тока рассеивается в небольшом сопротивлении внутри конденсатора. Это рассеяние проявляется в повышении температуры конденсатора. Общее сопротивление конденсатора, называемое эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR), складывается из двух элементов:

• Сопротивление диэлектрического материала
• Сопротивление проводящих частей

Индуктивность

Электроды и подводящие провода или выводы конденсатора металлические проводники, с которыми связана некоторая индуктивность.Эта индуктивность имеет тенденцию сопротивляться изменениям переменного тока через конденсатор. Он известен как эквивалентная последовательная индуктивность или ESL.

Описание эквивалентной схемы конденсатора

Проводящие части конденсатора имеют соответствующее омическое сопротивление, которое в сочетании с диэлектрическим сопротивлением образует эквивалентное последовательное сопротивление (ESR). Практический конденсатор можно описать с помощью так называемой эквивалентной схемы, как на рисунке 2, где резистор (ESR) и индуктор (ESL) включены последовательно с чистой емкостью параллельно с резистором, равным сопротивлению изоляции диэлектрик.

Рис. 2: Эквивалентная схема конденсатора с паразитной индуктивностью и сопротивлением — Изображение с помощью KEMET

Различные типы конденсаторов

На Рис. 3 показаны различные типы конденсаторов, доступные в настоящее время. Ниже мы рассмотрим типы конденсаторов постоянной емкости.

Рис. 3: Иерархия типов конденсаторов — Изображение предоставлено Würth Elektronik

Caoacitorguide.com предоставляет подробные объяснения различных типов конденсаторов и их конструкции; приведенная ниже информация о типе конденсатора (кроме Glass и Feedthru) основана на этом содержании.

Пленочные

Пленочные конденсаторы используют тонкую пластиковую пленку в качестве диэлектрика; он может быть металлизирован или оставлен без обработки, в зависимости от требуемых свойств конденсатора. Эти типы обеспечивают стабильность, низкую индуктивность и низкую стоимость. Различные варианты пленки включают полиэфирную, металлизированную, полипропиленовую, PTFE и полистирол. Емкость колеблется от менее 1 нФ до 30 мкФ.

Эти типы конденсаторов неполяризованы, что делает их пригодными для передачи сигналов переменного тока и питания. Пленочные конденсаторы могут иметь очень высокие значения емкости конденсаторов, которые они сохраняют дольше, чем другие типы конденсаторов.Они очень надежны, имеют длительный срок хранения и срок службы, а процесс старения обычно происходит медленнее, чем у других типов, таких как электролитические. У них низкие значения ESR и ESL, следовательно, очень низкие коэффициенты рассеяния. Их можно сделать так, чтобы они выдерживали напряжения в диапазоне киловольт и могли обеспечивать очень сильные импульсы импульсного тока.

Доступны силовые пленочные конденсаторы, которые могут выдерживать реактивную мощность более 200 вольт-ампер. Они используются в устройствах силовой электроники, фазовращателях, рентгеновских вспышках и импульсных лазерах.Варианты с низким энергопотреблением используются в качестве развязывающих конденсаторов, фильтров и аналого-цифровых преобразователей. Другими известными приложениями являются предохранительные конденсаторы, подавление электромагнитных помех, балласты люминесцентных ламп и демпфирующие конденсаторы.

Рис.4: Конденсаторы из полиэфирной пленки — изображение с Wikimedia Commons

Керамика

В керамических конденсаторах в качестве диэлектрика используется керамический материал. Многослойный чип-конденсатор (MLCC) и керамический дисковый конденсатор являются наиболее часто используемыми типами в современной электронике.MLCC изготавливаются по технологии поверхностного монтажа (SMT) и широко используются из-за своего небольшого размера. Значения емкости обычно находятся в диапазоне от 1 нФ до 1 мкФ, хотя доступны значения до 100 мкФ. Они неполяризованы, поэтому могут использоваться в цепях переменного тока. Они обладают отличной частотной характеристикой благодаря низкому резистивному и индуктивному паразитным эффектам.

Сегодня доступны два класса керамических конденсаторов: класс 1 и класс 2. Керамические конденсаторы класса 1 используются там, где требуются высокая стабильность и низкие потери.Они очень точны, а значение емкости стабильно в зависимости от приложенного напряжения, температуры и частоты.

Конденсаторы класса 2 имеют высокую емкость на единицу объема и используются для менее чувствительных приложений. Их термическая стабильность обычно составляет ± 15% в диапазоне рабочих температур, а допуски по номинальным значениям составляют около 20%.

MLCC предлагают высокую плотность упаковки для монтажа на печатной плате, хотя также доступны физически мощные керамические компоненты, которые могут выдерживать напряжения от 2 кВ до 100 кВ с номинальной мощностью выше 200 ВА.

Рис. 5: Керамический конденсатор — Изображение из Википедии

Электролитический

В электролитических конденсаторах используется электролит для обеспечения большей емкости, чем в конденсаторах других типов. Почти все электролитические конденсаторы поляризованы, поэтому их необходимо использовать в цепях постоянного тока и правильно смещать. Электролитические конденсаторы могут быть либо с жидким электролитом, либо с твердым полимером. Обычно их делают из тантала или алюминия. Алюминиевые конденсаторы обычно имеют емкость от 1 мкФ до 47 мФ с рабочим напряжением до нескольких сотен вольт постоянного тока.Однако суперконденсаторы, иногда называемые двухслойными конденсаторами, также доступны с емкостью в сотни или тысячи фарад.

К недостаткам относятся большие токи утечки, большие допуски значений, обычно составляющие 20%, эквивалентное последовательное сопротивление и ограниченный срок службы. Значения емкости также меняются со временем. Конденсаторы могут перегреться или даже взорваться при воздействии напряжений обратной полярности.

Электролитические конденсаторы используются в приложениях, где не требуются жесткие допуски и поляризация переменного тока, но требуются большие значения емкости.Примеры включают в себя этапы фильтрации в источниках питания для удаления пульсаций переменного тока или для сглаживания входа и выхода в качестве фильтра нижних частот для сигналов постоянного тока со слабой составляющей переменного тока.

Рис.6: Электролитический конденсатор — Изображение с flickr

Суперконденсаторы

Суперконденсаторы — это тип электролитических, как описано выше. Они могут накапливать чрезвычайно большое количество электроэнергии, используя два механизма; двухслойная емкость и псевдоемкость. Первый является электростатическим, а второй — электрохимическим, поэтому суперконденсаторы сочетают в себе характеристики обычных конденсаторов с характеристиками обычных батарей.

Фактически, они используются в качестве альтернативы батареям во многих приложениях, включая автомобильные системы рекуперации кинетической энергии (KERS), фотовспышки и статическую память RAM. Возможности будущего включают мобильные телефоны, ноутбуки и электромобили; их самым захватывающим преимуществом является их очень высокая скорость перезарядки, что означает, что электромобиль можно зарядить за несколько минут.

Эта технология позволяет достичь значений емкости до 12000 F. Они имеют очень быстрое время зарядки и разрядки, сравнимое с обычными конденсаторами, из-за их низкого внутреннего сопротивления.Напротив, для полной зарядки батарей может потребоваться до нескольких часов. Суперконденсаторы также имеют удельную мощность в 5-10 раз больше, чем батареи; например, 10 кВт / кг по сравнению с 1–3 кВт / кг для литий-ионных аккумуляторов. Суперконденсаторы при неправильном обращении нагреваются не так сильно, как батареи, и имеют практически неограниченный срок службы по сравнению с 500+ циклами, типичными для батарей.

К недостаткам суперконденсаторов относятся низкая удельная энергия (Втч / кг), линейная характеристика напряжения разряда (суперконденсатор рассчитан на 2.Выходное напряжение 7 В упадет до 1,35 В при разряде 50%, например) и высокой стоимости. До сих пор это не позволяло суперконденсаторам заменять батареи в большинстве приложений.

Рис.7: Технологии суперконденсаторов — Изображение с Wikimedia Commons

Слюдяные

Слюдяные конденсаторы сегодня означают серебряные слюдяные конденсаторы, изготовленные из листов слюды, покрытых металлом с обеих сторон. Значения емкости небольшие, обычно от нескольких пФ до нескольких нФ, хотя самые крупные типы слюды могут достигать 1 мкФ.Номинальное напряжение обычно составляет от 100 до 1000 вольт, хотя некоторые конденсаторы рассчитаны на напряжение до 10 кВ для радиочастотных передатчиков. Они также используются в других высоковольтных устройствах из-за высокого напряжения пробоя.

Они обладают малыми потерями, позволяют использовать на высоких частотах, надежны, и их стоимость остается стабильной с течением времени. Конденсаторы также стабильны в широком диапазоне напряжения, температуры и частоты. Обычно они имеют относительно небольшую емкость. Они обеспечивают точность с допусками до +/- 1%.Однако конденсаторы громоздкие и дорогие.

Рис.7: Серебряные слюдяные конденсаторы — Изображение с Wikimedia Commons

Стекло

Стеклянные конденсаторы используются в ВЧ схемах, где требуется максимальная производительность. Они предлагают низкий температурный коэффициент без гистерезиса, нулевую скорость старения, отсутствие пьезоэлектрического шума, нулевую скорость старения и чрезвычайно низкие потери. Они также обладают высокой способностью к высокочастотному току с высокими рабочими температурами, часто до 200 ° C.

Feedthru

AVX предлагает линейку проходных конденсаторов, которые доступны как в стандартном размере 0805, так и в размере 1206.Эти конденсаторы — идеальный выбор для подавления электромагнитных помех, широкополосной фильтрации ввода-вывода или кондиционирования линии питания Vcc. Уникальная конструкция проходного конденсатора обеспечивает низкую параллельную индуктивность и обеспечивает отличную развязку для всех сред с высоким di / dt и обеспечивает значительное снижение шума в цифровых схемах до 5 ГГц. AVX предлагает проходные конденсаторы автомобильного класса, соответствующие требованиям AEC-Q200. Эти конденсаторы доступны в диэлектриках NP0 и X7R с вариантами заделки, включая никель и олово с гальваническим покрытием.

Взаимозаменяемость типов конденсаторов

Хотя различные типы конденсаторов оптимизированы для разных приложений, возможно или желательно заменить один тип другим. Например, Panasonic подготовила подробный технический документ, в котором показано, как полимерные конденсаторы могут заменить MLCC в различных приложениях. Информация из этой статьи представлена ​​ниже.

Современные разработки ИС и связанные с ними ожидания в отношении их производительности предъявляют более строгие требования к соответствующим компонентам, включая конденсаторы.Эта тенденция очевидна, например, в конструкциях преобразователей постоянного тока в постоянный. Это способствует повышению энергоэффективности, увеличению токов нагрузки, миниатюризации и повышению частоты переключения. Для таких тенденций требуются конденсаторы, способные выдерживать более высокие токовые нагрузки при меньшем объеме. Существует возрастающая потребность в сочетании высокой производительности и удельной мощности с длительным сроком службы, высокой надежностью и безопасностью.

Выходные конденсаторы необходимы для преобразователей постоянного тока в постоянный, потому что вместе с основной катушкой индуктивности они обеспечивают резервуар электрической энергии на выходе и сглаживают выходное напряжение.Входные конденсаторы должны хорошо работать с точки зрения рассеивания мощности и пульсаций. Они должны поддерживать напряжение и обеспечивать стабильное напряжение шины для инвертора.

Для этих входных и выходных ролей преобразователя постоянного тока в постоянный можно использовать конденсаторы различных типов. На Рис.8 показаны некоторые варианты, включая электролитические конденсаторы, OSCON, SP-Cap, POS-Caps, пленочные конденсаторы и многослойные керамические конденсаторы (MLCC), и ранжированы их характеристики в соответствии с каждой характеристикой. Хотя лучший выбор зависит от приложения, мы можем сравнить относительные характеристики каждого типа.

Рис. 8: Типы и характеристики конденсаторов — Изображение предоставлено Panasonic

В то время как электролитические конденсаторы обеспечивают наибольшее ESR, их емкость и характеристики тока утечки значительно ухудшаются при более высоких температурах и частотах. Керамические конденсаторы с очень низким ESR и ESL обеспечивают отличные переходные характеристики, но у них есть ограничения на снижение емкости. Они также могут работать при очень высоких токах пульсаций, но они склонны к отказу из-за старения и требуют более низких рабочих электрических полей.

Полимерные электролитические конденсаторы широко используются в источниках питания для схем ИС для функций буфера, байпаса и развязки, особенно в устройствах плоской или компактной конструкции. Поэтому они конкурируют с MLCC, но предлагают более высокие значения емкости и, в отличие от керамических конденсаторов классов 2 и 3, не проявляют микрофонного эффекта.

Для входных и выходных фильтров преобразователей DC-DC конденсаторы MLCC были наиболее широко используемым типом из-за их низкой стоимости, а также низкого ESR и ESL. Однако у них есть недостатки, в том числе:

• Малая емкость на единицу объема, особенно для диэлектрических материалов класса 1 (NO / COG)
• Большой размер корпуса, склонный к растрескиванию при изгибе печатной платы
• Нестабильность смещения постоянного тока
• Пьезоэффект (пение)

Именно здесь полимерные конденсаторы находят свое применение.Panasonic производит твердотельные полимерные алюминиевые конденсаторы: SP-Caps и OS-CON, тантал-полимерные конденсаторы (POS-CAP) и полимерные гибридные алюминиевые электролитические конденсаторы. Эти типы полимерных конденсаторов расширяют сферу применения. Они обладают большой емкостью и превосходными характеристиками смещения, намного превосходящими характеристики MLCC, а также обладают чрезвычайно низкими характеристиками ESR и ESL.

Кроме того, полимерные конденсаторы обеспечивают очень высокую надежность и превосходные низкотемпературные характеристики за счет использования твердых полимерных материалов в качестве электролита.

Схема на рис. 9 ниже показывает пару примеров того, как различные полимерные конденсаторы могут улучшить характеристики конденсаторов MLCC.

Рис. 9: Пример схемы, сравнивающей MLCC и полимерные конденсаторы — Изображение предоставлено Panasonic

Конденсаторы источника

Различные типы конденсаторов с широким диапазоном переменных производительности можно найти на веб-сайте Farnell element14.

Заключение

В этой статье объясняется, что такое конденсатор и как чистая емкость функционирует в электрической цепи.Однако он также признает, что в реальном мире нет такой вещи, как чистый конденсатор. Соответственно, он исследовал различные физические и электрические характеристики, которые неизбежно составляют реальный конденсаторный компонент, и обсудил широкий диапазон типов конденсаторов и их изменяющиеся характеристики, доступные в настоящее время для различных приложений.

Также было рассмотрено, как иногда один тип конденсатора может быть заменен другим, на примере замены полимерного конденсатора для MLCC.

Типы и характеристики конденсаторов — Дата публикации: 15 октября 2018 г. компанией Farnell element14

Типы конденсаторов | Электролитические переменные и пленочные конденсаторы

На рынке доступны различные типы конденсаторов. Ключевым фактором при различении различных типов конденсаторов является диэлектрик, используемый в их конструкции. Некоторые из распространенных типов конденсаторов — керамические, электролитические (в том числе алюминиевые конденсаторы, танталовые конденсаторы и ниобиевые конденсаторы), пластиковая пленка, бумага и слюда.

Каждый тип конденсатора имеет свои преимущества и недостатки. Характеристики и области применения могут отличаться от одного конденсатора к другому. Следовательно, при выборе конденсатора необходимо учитывать несколько из многих факторов.

Размер : важны как физические размеры, так и значение емкости.

Рабочее напряжение : Это важная характеристика конденсатора. Он определяет максимальное напряжение, которое может быть приложено к конденсатору.

Ток утечки : через диэлектрик будет протекать небольшой ток, поскольку они не являются идеальными изоляторами. Это называется током утечки.

Эквивалентное последовательное сопротивление : выводы конденсатора имеют небольшое сопротивление (обычно менее 0,1 Ом). Это сопротивление становится проблемой, когда конденсатор используется на высоких частотах.

Эти факторы определяют, как и в каких приложениях можно использовать конкретный тип конденсатора.Например, номинальное напряжение электролитического конденсатора больше по сравнению с керамическим конденсатором в аналогичном диапазоне емкости.

Значит, они обычно используются в цепях питания. Точно так же некоторые конденсаторы имеют очень низкий ток утечки, а другие — очень высокий ток утечки. В зависимости от области применения следует выбирать соответствующий конденсатор.

Диэлектрики в конденсаторах

Конденсаторы постоянной емкости — более распространенные типы конденсаторов.Электронную схему без конденсатора найти сложно. Большинство конденсаторов названы в честь диэлектрика, используемого в конструкции. Некоторые из распространенных диэлектриков, используемых в конструкции конденсаторов:

• Керамика
• Бумага
• Пленка полиэтиленовая
• Слюда
• Стекло
• Оксид алюминия
• Пятиокись тантала
• Пятиокись ниобия

Последние три используются в электролитических конденсаторах.Несмотря на использование различных видов диэлектриков в конструкции конденсаторов, функциональные возможности конденсатора не меняются: хранить энергию в виде электрического заряда между параллельными пластинами.

Конденсаторы переменной емкости

Как и резисторы, конденсаторы бывают фиксированного и переменного типа. Переменные конденсаторы — это конденсаторы, емкость которых можно изменять механически или электронно. Такие конденсаторы обычно используются в резонансных цепях (LC-цепях) для настройки радио и согласования импеданса в антеннах.Эти конденсаторы обычно называются настраивающими конденсаторами.

Существует еще один тип переменных конденсаторов, называемый подстроечным конденсатором. Они закреплены на печатных платах и ​​используются для калибровки оборудования. Это неполяризованные конденсаторы очень маленького размера. Как правило, они недоступны для использования постоянным покупателем. Емкость переменных конденсаторов очень мала, обычно порядка нескольких пикофарад (обычно менее 500 пФ).

Рисунок 1.Обозначения переменных и подстроечных конденсаторов.

Механические переменные конденсаторы состоят из набора полукруглых металлических пластин, закрепленных на оси ротора. Эта установка размещается между набором металлических пластин статора. Общее значение емкости (C) для этого типа конденсаторов определяется в соответствии с положением подвижных металлических пластин по отношению к неподвижным металлическим пластинам. Когда ось поворачивается, область перекрытия между пластинами статора и пластинами ротора будет изменяться, и емкость будет изменяться.

В этой конструкции, когда два набора металлических пластин полностью соединены вместе, значение емкости обычно находится на максимальном значении. Настроечные конденсаторы высокого напряжения имеют большие воздушные зазоры или промежутки между пластинами с относительно большими пробивными напряжениями порядка киловольт. По этой причине эти диэлектрические конденсаторы очень полезны при настройке схем.

конденсатор

В механических переменных конденсаторах в качестве диэлектрика обычно используется воздух или пластиковая фольга. Но использование вакуумных переменных конденсаторов увеличивается, поскольку они обеспечивают лучший диапазон рабочего напряжения и более высокую способность выдерживать ток.Емкость конденсаторов с механической настройкой можно изменять с помощью винта в верхней части конденсатора.

В случае конденсаторов переменной емкости с электронным управлением используется диод с обратным смещением, в котором толщина обедненного слоя будет изменяться в зависимости от приложенного постоянного напряжения. Такие диоды называются диодами переменной емкости или просто варикапами или варакторами.

Конденсаторы керамические

Керамические конденсаторы — наиболее часто используемые конденсаторы в электронной промышленности.Они также являются наиболее производимыми конденсаторами: ежегодно производится более 1000 миллиардов единиц. Название происходит от керамического материала, который является диэлектриком, используемым в его конструкции.

Керамические конденсаторы представляют собой конденсаторы с постоянной емкостью и обычно очень малы (как по физическим размерам, так и по емкости). Емкость керамических конденсаторов обычно находится в диапазоне от пикофарад до нескольких микрофарад (менее 10 мкФ). Это конденсаторы неполяризованного типа, поэтому их можно использовать как в цепях постоянного, так и переменного тока.

Конструкция этих конденсаторов очень проста. Небольшой керамический диск с обеих сторон покрыт серебром. Поэтому их также называют дисковыми конденсаторами. Керамика действует как диэлектрик (изолятор), а серебряное покрытие образует электроды.

Толщина и состав керамического слоя определяют электрические свойства конденсатора. Чтобы достичь больших значений емкости, несколько слоев такого диска уложены друг на друга, образуя многослойный керамический чип-конденсатор (MLCC).Современная электроника обычно состоит из конденсаторов MLCC.

Емкость керамических конденсаторов велика по сравнению с их размером. Для достижения такой большой емкости диэлектрическая проницаемость керамических конденсаторов очень высока. Керамические конденсаторы делятся на два класса в зависимости от области применения.

Керамические конденсаторы класса 1

Часто используется в резонансных цепях из-за их высокой стабильности и низких потерь. Наиболее распространенный тип керамики, используемый в конденсаторах класса 1, изготовлен из диоксида титана (TiO ₂ ) с небольшими порциями цинка и магния, используемых в качестве дополнительных соединений.Они добавляются для достижения максимально возможных линейных характеристик.

Конденсаторы

класса 1 имеют низкую диэлектрическую проницаемость и, следовательно, относительно невысокий объемный КПД. Следовательно, диапазон емкости конденсаторов класса 1 невелик. Электрические потери конденсаторов класса 1 очень низкие, а коэффициент рассеяния составляет 0,15 процента. Значение емкости не зависит от приложенного напряжения.

Имеют температурный коэффициент лайнера. Все эти характеристики керамических конденсаторов класса 1 делают их полезными в таких приложениях, как фильтры с высокой добротностью и схемы генераторов, такие как системы ФАПЧ.Керамические конденсаторы 1-го класса не боятся старения.

Керамические конденсаторы класса 2

Часто используется в буферах, цепях связи и байпасных системах из-за их высокой эффективности по объему. Такой высокий объемный КПД обусловлен их высокой диэлектрической проницаемостью. Емкость конденсаторов класса 2 будет зависеть от приложенного напряжения и имеет нелинейное изменение при изменении температуры.

Точность и стабильность ниже по сравнению с керамическими конденсаторами класса 1.Керамика для конденсаторов класса 2 изготовлена ​​из сегнетоэлектрических материалов, таких как титанат бария (BaTiO ₃ ), с добавками, такими как силикаты алюминия или магния и оксид алюминия.

Из-за высокой диэлектрической проницаемости конденсаторов класса 2 возможны высокие значения емкости при меньшем размере, чем у конденсаторов класса 1 с таким же номинальным напряжением. Следовательно, они используются в буферах, фильтрах и схемах связи, где требуется конденсатор для поддержания минимальной емкости.Конденсаторы класса 2 могут со временем стареть.

Также доступен другой класс керамических конденсаторов, называемый классом 3, с более высокой диэлектрической проницаемостью и лучшим объемным КПД. Но электрические характеристики этого класса хуже, а также низкая точность и стабильность.

Как правило, керамические конденсаторы имеют меньшее эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) и ток утечки по сравнению с электролитическими конденсаторами. Рабочее напряжение керамических конденсаторов 1-го класса до 1000 В, керамических конденсаторов 2-го класса — до 2000 В.

Основным преимуществом керамических конденсаторов является отсутствие катушек внутри их конструкции и отсутствие коэффициента индуктивности, вносимого во время работы схемы. Следовательно, керамические конденсаторы подходят для высокочастотных приложений.

Керамические конденсаторы

доступны в обычных двухвыводных структурах со сквозными отверстиями, в многослойном режиме поверхностного монтажа (SMT) и специальных бессвинцовых дисковых конденсаторах, которые разработаны специально для печатных плат. Часто используются как сквозные керамические конденсаторы, так и конденсаторы для поверхностного монтажа.Керамические конденсаторы обычно имеют 3-значное число, закодированное на их корпусе, чтобы идентифицировать значение емкости, как правило, в пикофарадах (пФ).

При этом первые две цифры используются для обозначения значения емкости, а третья цифра указывает количество добавляемых нулей. Например, керамический конденсатор с маркировкой 153 будет показывать 15 и 3 нуля в пикофарадах, что эквивалентно 15 000 пФ или 15 нФ.

Пленочный конденсатор

Пленочные конденсаторы — это наиболее часто используемый тип конденсаторов среди всех типов конденсаторов, которые имеют разные диэлектрические свойства.Пленочные конденсаторы — это конденсаторы с изолирующей пластиковой пленкой в ​​качестве диэлектрика, и это неполяризованные конденсаторы.

Диэлектрические материалы для этих конденсаторов существуют в виде тонкого слоя, снабженного металлическими электродами и намотанного на цилиндрическую обмотку. Оба электрода пленочных конденсаторов могут быть из цинка или металлизированного алюминия.

Основным преимуществом пленочного конденсатора является прямое соединение его внутренней конструкции с электродами на обоих концах обмотки.Этот прямой контакт с электродами приводит к сокращению длины всех путей прохождения тока. Такая конструкция ведет себя как большое количество отдельных конденсаторов, соединенных параллельно. Кроме того, конструкция конденсаторов такого типа обеспечивает низкие омические потери и низкие паразитные индуктивности. Эти пленочные конденсаторы используются в системах питания переменного тока, а также в высокочастотных приложениях.

Некоторыми примерами пластиковых пленок, которые используются в качестве диэлектрика для пленочных конденсаторов, являются полипропилен, полиэтиленнафталат, полиэстер, полифениленсульфид и политетрафторэтилен.На рынке представлены конденсаторы пленочного типа с диапазоном значений емкости от 5 пФ до 100 мкФ. Пленочные конденсаторы также доступны в различных формах и стилях, включая

.

• Wrap & Fill (овальный и круглый) тип : Концы конденсатора этого типа заделаны эпоксидной смолой, а конденсатор обернут плотной пластиковой лентой.
• Эпоксидный корпус (прямоугольный и круглый): Конденсаторы этого типа заключены в формованный пластиковый корпус, залитый эпоксидной смолой.
• Металлические герметично закрытые (прямоугольные и круглые): Эти типы конденсаторов заключены в металлическую трубку или баллончик и запечатаны эпоксидной смолой.

В настоящее время конденсаторы с вышеуказанным корпусом доступны как с радиальными, так и с осевыми выводами. Основное преимущество пластиковых пленочных конденсаторов заключается в том, что они хорошо работают при высоких температурах по сравнению с другими типами бумаги.

Эти конденсаторы обладают малым допуском, высокой надежностью, а также очень длительным сроком службы.Примерами конденсаторов пленочного типа являются цилиндрические пленочные, прямоугольные металлизированные пленки и пленочные пленки. Они приведены ниже.

Тип осевого вывода:

Рисунок 2. Цилиндрический пленочный конденсатор с осевыми выводами.

Тип радиального вывода:

Рис. 3. Пленочный конденсатор с прямоугольным выводом для повторного набора.

Рисунок 4. Пленочные конденсаторы фольгового типа.

Для этих пленочных конденсаторов требуется более толстый диэлектрический материал, чтобы избежать проколов и разрывов диэлектрической пленки.Следовательно, они подходят для малых значений емкости и больших размеров.

Пленочные силовые конденсаторы

Пленочные силовые конденсаторы также называются силовыми пленочными конденсаторами. Конструкционные технологии и материалы, которые используются для больших силовых пленочных конденсаторов, обычно аналогичны таковым для обычных пленочных конденсаторов. Однако эти конденсаторы с высокой номинальной мощностью используются в энергосистемах и электрических установках.

Силовые пленочные конденсаторы используются во множестве приложений.Эти конденсаторы служат демпфирующими или демпфирующими конденсаторами при последовательном подключении к ним резистора. Они также используются в схемах фильтров с близкой настройкой или с низкой расстройкой для фильтрации гармоник, а также в качестве конденсаторов импульсного разряда.

Рисунок 5. Силовой пленочный конденсатор.

Конденсаторы керамические

Керамические конденсаторы также называют «дисковыми конденсаторами». Как и электролитические, это также наиболее часто используемый тип конденсаторов. Керамический конденсатор состоит из двух или более чередующихся слоев керамики и металла.Здесь керамика действует как диэлектрик, а металл — как электроды. Эти керамические конденсаторы являются неполяризованными конденсаторами фиксированного типа. Обычно электрические свойства керамического материала можно разделить на два класса, связанных с его стабильностью. Они даны и объяснены ниже.

• Класс 1: керамические конденсаторы с высокой стабильностью и низкими потерями для компенсации влияния температуры в резонансных схемах.
• Класс 2: Конденсаторы этих типов обеспечивают высокую объемную эффективность для буферизации байпаса и связи.

Конденсаторы керамического типа обычно имеют 3-значное число, закодированное на их корпусе, чтобы идентифицировать значение емкости, как правило, в пикофарадах (пФ). При этом первые две цифры используются для обозначения номинала конденсаторов, а третья цифра указывает количество добавляемых нулей.

Например, керамический конденсатор с маркировкой 153 будет показывать 15 и 3 нуля в пикофарадах, что эквивалентно 15 000 пФ или 15 нФ.

Рисунок 6.Керамические конденсаторы.

Конденсатор полипропиленовый

Конденсатор полипропиленовый — одна из многих разновидностей конденсаторов пленочного типа. Полипропиленовые конденсаторы — это конденсаторы, которые имеют полипропиленовую пленку в качестве диэлектрика. Полипропиленовые конденсаторы доступны в диапазоне емкостей от 100 пФ до 10 мкФ.

Главной особенностью полипропиленового конденсатора является высокое рабочее напряжение до 3000 В. Эта особенность делает полипропиленовые (pp) конденсаторы полезными в цепях с очень высокими рабочими напряжениями, таких как усилители мощности, особенно клапанные усилители, цепи питания и т. Д. Схемы ТВ.Полипропиленовые конденсаторы используются, когда требуется более высокая устойчивость, чем может обеспечить полиэфирный конденсатор.

Полипропиленовые конденсаторы также используются в устройствах связи и накопления из-за их высоких значений сопротивления изоляции. А также они имеют стабильные значения емкости для частот ниже 100 кГц. Эти полипропиленовые конденсаторы используются в приложениях, где нам необходимо выполнять задачи по подавлению шума, связи, фильтрации по времени, блокировке, обходу и обработке импульсов.

Рисунок 7. Полипропиленовый конденсатор

Конденсатор из поликарбоната

Конденсаторы из поликарбоната — это конденсаторы, диэлектриком которых является поликарбонат. Эти типы конденсаторов доступны в диапазоне емкости от 100 пФ до 10 мкФ и имеют рабочее напряжение до 400 В постоянного тока. Эти поликарбонатные конденсаторы могут работать в диапазоне температур от -55 ° C до + 125 ° C без снижения номинальных значений.

Эти конденсаторы имеют очень хорошие температурные коэффициенты, по этой причине предпочтительны поликарбонатные конденсаторы.Эти конденсаторы не используются в высокоточных приложениях из-за их высоких уровней допуска от 5% до 10%. Конденсаторы из поликарбоната также используются для переменного тока. Иногда они также встречаются в импульсных блоках питания.

Рисунок 8 — Конденсатор из поликарбоната

Серебряный слюдяной конденсатор

Серебряные слюдяные конденсаторы — это конденсаторы, которые изготавливаются путем нанесения тонкого слоя серебра на слюдяной материал в качестве диэлектрика. Причина использования серебряных слюдяных конденсаторов заключается в их высоких характеристиках по сравнению с любыми другими типами конденсаторов.

Серебряные слюдяные конденсаторы могут быть получены с допуском +/- 1%. Это намного лучше, чем любой другой тип конденсатора, доступный на сегодняшнем рынке. Температурный коэффициент конденсаторов из серебряной слюды намного лучше, чем у конденсаторов других типов.

И это значение положительное, и обычно оно находится в диапазоне от 35 до 75 ppm / C, при среднем значении +50 ppm / C. Значения емкости для серебряных слюдяных конденсаторов обычно находятся в диапазоне от нескольких пикофарад до 3300 пикофарад.Серебряные слюдяные конденсаторы имеют очень высокий уровень добротности и небольшой коэффициент мощности. Конденсаторы из серебряной слюды имеют диапазон напряжений от 100 В до 1000 В.

Серебряные слюдяные конденсаторы используются в ВЧ генераторах. Серебряные слюдяные конденсаторы не используются в приложениях связи и развязки из-за их высокой стоимости. Из-за их размера, стоимости, а также улучшений в других типах конденсаторов они в настоящее время не используются.

Рисунок 9. Конденсатор из серебряной слюды

Конденсаторы электролитические Электролитические конденсаторы

обычно используются там, где требуются очень большие значения емкости.Электролитические конденсаторы имеют металлический анод, покрытый окисленным слоем, обычно используемым в качестве его диэлектрика. Другой электрод конденсатора — это нетвердый или твердый электролит.

Большинство электролитических конденсаторов поляризованы. Эти конденсаторы классифицируются в соответствии с их диэлектрическим материалом. В основном они делятся на три класса, они представлены как

.

• Алюминиевые электролитические конденсаторы: здесь алюминий выступает в качестве диэлектрика.
• Танталовые электролитические конденсаторы: в этом случае пятиокись тантала действует как ее диэлектрик.
• Ниобиевые электролитические конденсаторы: здесь пятиокись ниобия выступает в качестве диэлектрика

Обычно диэлектрическая проницаемость пятиокиси тантала почти в три раза больше диэлектрической проницаемости диоксида алюминия, но эта диэлектрическая проницаемость определяет только размеры. Обычно используются три типа электролитов:

• Не твердые (влажные или жидкие): эти конденсаторы имеют проводимость около 10 мс / см, и они доступны по низкой цене.
• Твердый оксид марганца: Эти конденсаторы имеют проводимость около 100 мс / см, а также обладают высоким качеством и стабильностью.
• Твердый проводящий полимер: конденсаторы этого типа имеют проводимость примерно 10000 мс / см, а также значение ESR <10 мОм.

Электролитические конденсаторы обычно используются в цепях постоянного (постоянного) питания. Они также используются в приложениях связи и развязки для уменьшения пульсаций напряжения из-за их больших значений емкости и небольшого размера. Одним из основных недостатков электролитических конденсаторов является их низкое напряжение.

Схема электролитического конденсатора

Рисунок 10.Схема электролитического конденсатора.

Алюминиевые электролитические конденсаторы

Алюминиевые конденсаторы — это конденсаторы, которые изготовлены из оксидной пленки на алюминиевой фольге с полосой абсорбирующей бумаги между ними, пропитанной раствором электролита, и все эти конструкции могут быть запечатаны в банке. В основном существует два типа алюминиевых электролитических конденсаторов: с простой фольгой и с протравленной фольгой.

Электролитические конденсаторы с простой фольгой в основном используются в качестве сглаживающих конденсаторов в цепях питания, в то время как конденсаторы с протравленной фольгой используются в соединительных цепях блокировки по постоянному току и шунтирующих цепях.

Электролитические алюминиевые конденсаторы покрывают диапазон емкости от 1 мкФ до 47000 мкФ и большой допуск в 20%. Диапазон рабочего напряжения составляет до 500 В. Это дешевле и легко доступно на рынке.

Значение емкости и номинальное напряжение либо напечатаны в мкФ, либо закодированы буквой, за которой следуют три цифры. Эти три цифры представляют значение емкости в пФ, где первые две цифры представляют собой число, а третья — цифру множителя.

Рисунок 11.Алюминиевый электролитический конденсатор.

Танталовые электролитические конденсаторы

Танталовые конденсаторы — это конденсаторы, изготовленные из пятиокиси тантала в качестве диэлектрического материала. Танталовые электролитические конденсаторы также являются поляризованными конденсаторами, как и алюминиевые конденсаторы. Танталовые электролитические конденсаторы выпускаются как мокрые (фольга), так и сухие (твердые).

Второй вывод танталовых электролитических конденсаторов меньше вывода эквивалентных алюминиевых конденсаторов, и этот вывод сделан из диоксида марганца.

Основным преимуществом танталовых электролитических конденсаторов над алюминиевыми конденсаторами является то, что они более стабильны, легче и меньше по размеру. Они имеют диапазон значений емкости от 47 нФ до 470 мкФ и максимальное рабочее напряжение до 50 В. Они дороже алюминиевых электролитов.

Свойства диэлектрика из оксида тантала — низкий ток утечки и лучшая стабильность емкости. Эти свойства диэлектрика из оксида тантала заставляют использовать их в приложениях блокировки, обхода, развязки, фильтрации и синхронизации.А также эти свойства намного лучше, чем у диэлектрика из оксида алюминия.

Рисунок 12. Танталовые конденсаторы.

Суперконденсаторы

Суперконденсатор также известен как ультраконденсатор или двухслойный электрический конденсатор. Эти конденсаторы сделаны с тонким разделителем электролита, который окружен ионами активированного угля. Он отличается от обычного конденсатора тем, что емкость суперконденсатора очень высока и составляет порядка миллифарад при диапазонах напряжения 2.От 3 до 2,75 В.

Суперконденсаторы делятся на три типа в зависимости от конструкции электродов:

• Двухслойные конденсаторы: Эти конденсаторы имеют угольные электроды или их производные.
• Псевдоконденсаторы: эти конденсаторы имеют электроды из оксида металла или проводящего полимера.
• Гибридные конденсаторы: Эти конденсаторы имеют асимметричные электроды.

Суперконденсаторы в основном используются в приложениях, где требуется очень большое количество циклов заряда / разряда, где требуется длительный срок службы и где требуется большое количество энергии за короткое время.Типичный диапазон применения суперконденсаторов — от тока в миллиампер и мощности в милливатт при продолжительности действия несколько минут до тока в несколько ампер и мощности в несколько киловатт за более короткий период. Эти суперконденсаторы обычно используются как временный источник питания, как замена батарей.

Рисунок 13. Суперконденсаторы.

Типы конденсаторов и их применение

Помимо резистора, конденсатор является одним из наиболее распространенных электронных компонентов.И, как и резисторы, существует множество различных типов конденсаторов, каждый из которых имеет свои плюсы, минусы и области применения, для которых он подходит.

Некоторое время назад я опубликовал сообщение о нескольких распространенных типах резисторов, с которыми вы, вероятно, столкнетесь.

Этот пост будет похож в том, что мы кратко рассмотрим распространенные типы конденсаторов. Такие темы, как теория конденсаторов или расшифровка их маркировки, появятся в следующих публикациях.

В этом сообщении дается краткий обзор некоторых приложений для каждого типа конденсатора, но не будут подробно рассказываться о приложениях (опять же, этот тип информации появится в будущих публикациях).

Это также даст читателю представление о различных распространенных конденсаторах, их сильных и слабых сторонах, а также краткий обзор их применения. Более экзотические типы конденсаторов (например, ультраконденсаторы и суперконденсаторы) или редкие типы, вероятно, появятся в следующей статье.

Это должно позволить тому, кто не совсем знаком с различными типами конденсаторов и их использованием, надеяться, что выбрать подходящий для своего применения.

Кроме того, я предлагаю добавить в закладки этот пост (и пост, посвященный резистору), поскольку он послужит кратким справочником на будущее.

В конце концов, если вы не работаете на производителя конденсаторов или не имеете памяти, похожей на стальную ловушку, вы можете задать вопросы вроде… какой конденсатор имеет требуемый мне допуск? или , какой диапазон напряжения у этого типа конденсатора?

И поверьте мне; вам НЕОБХОДИМО использовать конденсаторы в ваших схемах и творениях.

Достаточно сказать, давайте перейдем непосредственно к различным типам конденсаторов.

Как и резисторы, конденсаторы бывают двух основных типов: фиксированные и переменные.

Оба работают по одним и тем же основным принципам.

Конденсатор постоянной емкости как и звучит — его значение фиксировано и не может быть изменено.

Конечно, емкость переменного конденсатора может быть изменена на .

Тип диэлектрика (изолирующий материал между пластинами), используемый в конденсаторе, классифицирует его.

Для переменных колпачков у нас есть воздушные, слюдяные, керамические и пластиковые.

Конденсаторы постоянной емкости бывают слюдяных, керамических, пластиковых, металлических пленочных, электролитических и других типов.

Давайте начнем с рассмотрения двух интересных переменных конденсаторов.

Если вы работаете со старыми радиоприемниками и другим старым оборудованием, вы, вероятно, столкнулись с переменными конденсаторами, в которых в качестве диэлектрика используется воздух. Они также известны как конденсаторы с воздушным сердечником .

Они работают, удерживая один набор пластин неподвижным, в то время как другой набор подключается к вращающемуся валу. Вращение вала изменяет эффективную площадь пластин, тем самым изменяя емкость. Пластины обычно изготавливаются из алюминия для предотвращения коррозии.На рисунке 1 показан этот тип конденсатора.

Рисунок 1: переменный конденсатор старого образца.

Сверху мы видим реальную сделку, реальную картину конденсатора с переменным воздушным сердечником. Внизу представлена ​​несколько упрощенная схема работы устройства.

Эти конденсаторы очень стабильны в широком диапазоне температур и имеют низкие потери на утечку. Обратной стороной является то, что они большие и громоздкие. Конденсаторы других типов могут достигать такой же емкости в гораздо меньшем корпусе (хотя они могут быть не такими стабильными).

К сожалению, эти типы конденсаторов в наши дни появляются все реже и реже из-за новейших технологий и постоянно растущей потребности в уменьшении размеров электроники. Если вы натолкнетесь на одну из них, обязательно возьмите ее, даже если просто для ностальгии.

Второй распространенный тип переменного конденсатора часто используется на печатных платах — это подстроечный конденсатор .

Обычно они регулируются с помощью небольшого винта, который меняет расстояние между пластинами. Они хороши для точной настройки схем.Используйте только неметаллический инструмент для регулировки этих типов конденсаторов, потому что металлический инструмент может повлиять на емкость, что очень затруднит получение правильного значения.

На рисунке 2 изображен типичный триммерный колпачок. Обратите внимание, что в этих конденсаторах может использоваться несколько различных диэлектриков, в зависимости от области применения. Мы более подробно остановимся на конкретных типах диэлектриков при обсуждении конденсаторов постоянной емкости.

Рисунок 2: типичный подстроечный конденсатор печатной платы.

Сверху мы видим, как это выглядит.Обратите внимание, что они обычно меньше, чем кажется на картинке. Нижняя часть дает вам хорошее представление о том, как работает триммер.

Подстроечные конденсаторы обычно имеют значения в диапазоне пикофарад.

Типы конденсаторов: Слюдяные конденсаторы

Слюдяные конденсаторы состоят из тонких пластин из фольги (обычно алюминиевых или серебряных), которые поочередно уложены друг на друга, образуя две пластины крышки. Тонкий слой слюды изолирует пластины друг от друга. Вся шебанг запечатана в защитном кожухе.

На рисунке ниже показаны некоторые типичные серебряные слюдяные конденсаторы.

Станьте Создателем, которым вы были рождены. Попробуйте Arduino Academy БЕСПЛАТНО!

Эти колпачки очень устойчивы и имеют хороший температурный коэффициент. Минусы в том, что они обычно не имеют высоких значений емкости и могут быть более дорогими, чем другие типы (серебро дорого, я знаю).

Вы найдете их в высокочастотных фильтрах, резонансных цепях и даже в цепях высокого напряжения.У них хорошая изоляция, поэтому они могут работать при более высоких напряжениях.

Диапазон значений емкости от 1 мкФ до 0,1 мкФ.

Диапазон номинальных напряжений от 50 до 500 В.

Рисунок 3: конденсаторы из серебряной слюды.

Керамические конденсаторы

Эти типы конденсаторов бывают двух основных типов: однослойные и многослойные.

Керамические колпачки (наряду с электролитическими) являются наиболее широко доступными и популярными конденсаторами.

Возможно, вы знакомы с небольшими круглыми дисковыми конденсаторами, которые встречаются на многих печатных платах. Это однослойные керамические конденсаторы , которые состоят из двух пластин с керамическим диэлектриком между ними.

Они обладают низкой индуктивностью, поэтому могут найти применение в высокочастотных приложениях.

Использование различных типов керамики приводит к изменению диэлектрической проницаемости, что приводит к появлению нескольких различных типов керамических конденсаторов.

Следовательно, у них также есть разновидности (сверхстабильные или с температурной компенсацией), которые очень стабильны в широком диапазоне температур.Это может длиться много лет.

Полустабильный однослойный керамический колпачок не такой термостабильный, как указано выше, но он имеет более высокую емкость.

Наконец, керамический конденсатор HiK имеет высокую диэлектрическую постоянную (и емкость), но не обладает стабильностью и страдает от явления, известного как диэлектрическое поглощение.

Колпачки из однослойной керамики имеют диапазон емкости от 1 мкФ до 0,1 мкФ.

Диапазон номинальных напряжений от 50 В до 10 000 В.

На рисунке 4 показан типичный однослойный керамический конденсатор.

Рисунок 4: однослойные керамические конденсаторы.

Подобно слюдяным конденсаторам, многие керамические конденсаторы состоят из нескольких чередующихся слоев керамических и металлических пластин. Это многослойные керамические конденсаторы .

Они удовлетворяют спрос на керамические колпачки высокой плотности и, как и слюдяные колпачки, имеют много слоев для увеличения общей емкости.

Они также компактны и имеют лучшие температурные характеристики, чем однослойные.

Как и однослойные конденсаторы, они бывают ультрастабильными, стабильными и HiK.

Их емкость составляет от 0,25 мкФ до 22 мкФ в зависимости от типа.

Диапазон номинального напряжения от 25 В до 200 В, опять же, в зависимости от типа.

Многие конденсаторы для поверхностного монтажа являются многослойными, как видно на рисунке 5.

Рисунок 5: пример многослойных керамических конденсаторов.

Электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы бывают двух основных типов: алюминиевые и танталовые.

Алюминиевые электролиты содержат химическую пасту (электролит), заполняющую пространство между пластинами из фольги. При подаче напряжения в результате химической реакции на положительной пластине образуется слой изоляционного материала. Поскольку эта пленка очень тонкая, они могут вместить большую емкость в небольшом корпусе.

Пленка и пластины затем свертываются в цилиндрическую форму перед помещением в защитный футляр.

Химическая реакция также придает этим конденсаторам полярность, которую следует тщательно соблюдать.Они могут взорваться при превышении номинального напряжения или изменении полярности, поэтому не подключайте источник переменного тока к электролитической крышке.

Не пытайтесь делать это дома, но если подключить алюминиевый электролитический колпачок к источнику переменного тока 120 В, он взорвется. Конечно, если ты сделаешь это и поранишься, я не несу ответственности.

И алюминиевые, и танталовые электролитические конденсаторы будут иметь маркировку «+» или «-», чтобы указать, какая пластина какая.

Эти конденсаторы популярны из-за их низкой стоимости и способности обеспечивать относительно высокую емкость в небольшом корпусе.

Алюминиевые электролиты также плохо протекают, имеют плохие допуски и высокую индуктивность. Из-за этого они хороши для низкочастотных приложений и не очень хороши для высокочастотных.

Их также не следует использовать, если потенциал постоянного тока намного ниже номинального напряжения конденсатора.

Эти конденсаторы также имеют ограниченный срок службы, даже если они просто лежат в корзине с запчастями. Приобретая тот, которому больше нескольких лет, обязательно проверьте, соответствует ли он техническим характеристикам.

Типичные значения находятся в диапазоне от 0,1 мкФ до 500 000 мкФ или более.

Приложения включают фильтры пульсаций источника питания, аудиосвязь и обход.

Типичный алюминиевый электролитический конденсатор показан на рисунке 6.

Рисунок 6: алюминиевый электролитический конденсатор. Обратите внимание на полосу на стороне отрицательной пластины.

Танталовые электролитические конденсаторы изготовлены из пятиокиси тантала и поляризованы, как и их алюминиевые собратья.

Они также меньше и стабильнее. Они меньше пропускают ток и имеют меньшую индуктивность, чем алюминиевые электролиты. У них большая продолжительность жизни. Обратной стороной является то, что они более дорогие и имеют меньшее максимальное напряжение и емкость.

Подобно алюминиевым электролитам, танталовые крышки могут взорваться и / или загореться при изменении полярности.

Они часто устанавливаются в аналоговых сигнальных системах, в которых отсутствуют сильноточные всплески шума (выбросы могут их повредить). Другие приложения включают блокировку, обход, развязку и фильтрацию.

Танталовые колпачки не подходят для высокочастотных приложений. Как и алюминиевые версии, их не следует использовать, если потенциал постоянного тока намного ниже номинального напряжения.

На рисунке 7 изображен танталовый конденсатор. Обратите внимание, что они выглядят иначе, чем алюминиевые версии.

Рисунок 7: танталовый конденсатор. Обратите внимание на знак +, который отмечает положительный вывод.

Пластиковые пленочные конденсаторы

Эти типы конденсаторов пришли на смену бумажным конденсаторам, которые мы не будем обсуждать, поскольку они устарели.

Существует несколько разновидностей колпачков из пластиковой пленки, в том числе полиэфирная и полипропиленовая.

Конденсаторы с полиэфирной пленкой (также известные как майларовые конденсаторы) используют тонкую полиэфирную пленку в качестве диэлектрика (как может догадаться любой логический человек). Их допуск (обычно 5-10 процентов) не так хорош, как у полипропиленовых конденсаторов, но они обладают хорошей температурной стабильностью и дешевы.

Колпачки из полиэфирной пленки хороши для сцепления и хранения.Они часто находят применение в схемах звуковых сигналов и генераторов, а также в схемах умеренно высоких частот.

Диапазон значений емкости от 0,001 мкФ до 10 мкФ.

Диапазон номинальных напряжений от 50 до 600 В.

Рисунок 8: типичный конденсатор из полиэфирной пленки (майлара).

Конденсаторы из полипропиленовой пленки имеют более высокий допуск, чем крышки из полиэфирной пленки, поэтому используйте их вместо полиэфирных в тех случаях, когда требуются более жесткие допуски.

Как и полиэстер, они хороши для соединения и хранения, но также могут пригодиться для подавления шума, блокировки, обхода, фильтрации и синхронизации.

Диапазон значений емкости от 0,001 мкФ до 0,47 мкФ.

Диапазон номинального напряжения от 100 В до 600 В.

Рисунок 9: конденсатор из полипропиленовой пленки. Обратите внимание на внешнее сходство с версией из полиэфирной пленки.

Конденсаторы из полистирола — это не пленочные конденсаторы, но я все равно сосредоточил их здесь.

У них высокая индуктивность, поэтому они не подходят для высокочастотных приложений. Воздействие температур выше 160 ° F (около 70 ° C) приведет к их необратимому повреждению. Полистирол похож на пенополистирол (есть небольшая разница; пенополистирол — это торговая марка, отсюда и заглавная буква), а пенополистирол плавится. Полистирол тоже.

Из-за высокой индуктивности они подходят для схем фильтрации и синхронизации, работающих на частоте несколько сотен килогерц или меньше. К тому же они дешевы и обладают хорошей стабильностью.

Диапазон значений емкости от 100 до 0,027 мкФ.

Диапазон номинального напряжения от 30 В до 600 В.

Рисунок 10: различные конденсаторы из полистирола.

Металлизированные пленочные конденсаторы

Как и пластиковые пленки, они также бывают как из полиэстера, так и из полипропилена. Поскольку они оба обладают схожими характеристиками, мы не будем рассматривать их по отдельности, как мы это делали с крышками из пластиковой пленки.

Металлизированные пленочные конденсаторы изготавливаются с использованием процесса вакуумного напыления, при котором пленочная подложка ламинируется чрезвычайно тонким (буквально в несколько атомов) алюминиевым покрытием.

Они размещаются в цепях, использующих малые уровни сигналов (например, низкий ток и высокое сопротивление), где малый физический размер является приоритетом.

Они не подходят для приложений переменного тока с большим сигналом.

Одной из уникальных черт, которыми они обладают, является их способность к самовосстановлению. В то время как шорты навсегда разрушают другие типы конденсаторов, эти крышки могут лечить сами себя. Металлизированные пленочные конденсаторы также термостабильны с низким дрейфом.

Вы найдете их в импульсных источниках питания, аудиосхемах, где важно качество звука, схемах шумоподавления, демпферах и многом другом.

Диапазон значений емкости от 47 до 22 мкФ, в зависимости от типа.

Диапазон номинального напряжения от 63 В до 1250 В, опять же, в зависимости от типа.

Рисунок 11: различные металлизированные пленочные конденсаторы. Я не уверен, для чего нужны точки сбоку, но обратите внимание, что они могут быть похожи на своих родственников из пластиковой пленки.

Типы конденсаторов — вкратце

Теперь мы кое-что знаем о наиболее распространенных типах конденсаторов и о том, для чего они подходят, а для чего нет.

Не забудьте добавить этот пост в закладки. Пригодится.

Ниже приведена изящная небольшая таблица, которая суммирует некоторые характеристики некоторых из конденсаторов, о которых мы говорили.

Мы не обсуждали это, но ESR означает эквивалентное последовательное сопротивление. ESR — это мера внутреннего сопротивления конденсатора, включенного последовательно с ним. Возможно, ESR и другие характеристики конденсаторов, которые мы здесь не обсуждали, появятся в другой статье.

Рисунок 12: быстрый разряд нескольких распространенных типов конденсаторов.

До следующего раза прокомментируйте и расскажите нам: какие типы конденсаторов вы используете чаще всего? Кроме того, почему вы выбрали именно этот тип?

Станьте Создателем, которым вы были рождены. Попробуйте Arduino Academy БЕСПЛАТНО!

Ссылки:

1. Кук, Найджел П. Введение в электронику постоянного и переменного тока, 4-е изд. Prentice Hall, 1999. Печать.
2. Scherz, Paul & Monk, Simon. Практическая электроника для изобретателей, 4-е изд. McGraw Hill, 2016. Печать.
3. Байерс, TJ. «Обход колпачков демистифицирует [диаграмму]». Nuts and Volts Январь 2007: 18-19. Распечатать.

Основные сведения о конденсаторах: Типы конденсаторов

I Введение

Конденсатор — это электронный компонент, состоящий из изолятора между двумя проводниками, подобный сэндвичу. Мы можем понять его как контейнер, в котором хранится электрический заряд. В реальных конденсаторах два проводника заполнены изолирующим диэлектриком.Существует множество типов диэлектриков, поэтому типы конденсаторов также различаются. Например, в соответствии с диэлектрическими материалами конденсаторы можно разделить на конденсаторы с газовым диэлектриком, конденсаторы с жидким диэлектриком, конденсаторы с неорганическим твердым диэлектриком и конденсаторы с органическим твердым диэлектриком; по полярности их можно разделить на поляризованные конденсаторы и неполяризованные конденсаторы.

В этой статье будут подробно представлены различные типы конденсаторов и некоторые дополнительные базовые знания о них, в основном с точки зрения производственного процесса и структуры.

Конденсаторы: типы, применение и испытания.

Каталог

II Модель Basic P Принцип работы конденсаторов C

Конденсаторы, наряду с индукторами и резисторами, являются тремя основными пассивными устройствами в электронике. Конденсатор предназначен для хранения электрической энергии в виде энергии электрического поля.

На примере конденсатора с параллельными пластинами мы кратко рассмотрим основной принцип емкости.

Рисунок 1. Параллельный пластинчатый конденсатор

Как показано на рисунке выше, постоянное напряжение прикладывается к двум металлическим пластинам, которые расположены близко друг к другу и параллельны друг другу (диэлектрик между пластинами). После стабилизации металлическая пластина, подключенная к положительному электроду напряжения, будет демонстрировать определенное количество положительного заряда, в то время как металлическая пластина, подключенная к отрицательному электроду напряжения, будет иметь равное количество отрицательного заряда.Таким образом, между двумя металлическими пластинами образуется электростатическое поле, поэтому конденсатор накапливает электрическую энергию в виде энергии электрического поля, а накопленный заряд составляет Q.

Количество заряда, накопленного в конденсаторе Q, связано с напряжением U и его собственным свойством (то есть значением емкости C), то есть Q = U * C. Согласно теоретическому выводу, формула емкости конденсатора с параллельными пластинами выглядит следующим образом:

В этой формуле:

C — значение емкости, единица измерения — F (Фарады)

ε — диэлектрическая проницаемость среды, Ф / м

S — площадь металлической плоской пластины, м²

d — расстояние между металлическими пластинами, м

Идеальный конденсатор содержит диэлектрик, и в нем нет свободного заряда, поэтому невозможно произвести движение заряда, которое является током. Как идеальный конденсатор пропускает переменный ток?

Питание переменного тока

Напряжение может образовывать электрическое поле внутри конденсатора, а переменное напряжение создает переменное электрическое поле. По закону полного тока в уравнениях Максвелла:

Это означает, что магнитное поле может генерироваться либо током, либо изменяющимся электрическим полем. Максвелл определяет ε (∂E / ∂t) как ток смещения, который является эквивалентным током и представляет собой изменение электрического поля.(Ток здесь представляет собой плотность тока, или Дж)

Пусть напряжение переменного тока изменяется синусоидально, то есть:

Фактический ток смещения равен плотности тока, умноженной на площадь:

Следовательно, емкостное сопротивление конденсатора равно 1 / ωC. Когда частота высока, емкостное реактивное сопротивление будет очень маленьким, что означает пропускание высокой частоты.

Блокировка постоянного тока

Постоянное напряжение не меняется со временем, ток смещения ε (∂E / ∂t) равен 0, и постоянная составляющая не может проходить.

Характеристики реальных конденсаторов неидеальны и имеют некоторые паразитные эффекты; поэтому для представления реальных конденсаторов требуется более сложная модель. Обычно используется следующая эквивалентная модель:

Рисунок 2. Эквивалентная модель

• Поскольку среда не является абсолютно изолированной, существует определенная проводимость; следовательно, любой конденсатор имеет ток утечки, выраженный эквивалентным сопротивлением Rleak ;
• Проводники и электроды конденсатора обладают определенным удельным сопротивлением и диэлектрическими потерями в диэлектрике; эти потери равномерно выражаются как эквивалентное последовательное сопротивление ESR ;
• В проводнике конденсатора имеется определенная индуктивность, которая оказывает большее влияние на высоких частотах, выраженная как эквивалентная последовательная индуктивность. ESL ;

Кроме того, в любой среде существует определенный гистерезис, то есть после быстрой разрядки конденсатора напряжение внезапно отключается, и конденсатор восстанавливает часть заряда, что представлено RC-цепью серии （Связанный пост: LC-цепь）.

• В большинстве случаев основной проблемой является ESR и ESL конденсатора.

Фактор качества

Как и в случае катушек индуктивности, можно определить добротность конденсатора, которая представляет собой значение Q, которое представляет собой отношение накопленной мощности конденсатора к потерям мощности:

Qc = (1 / ωC) / СОЭ

Значение Q является относительно важным параметром высокочастотной емкости.

Частота саморезонанса

Из-за наличия ESL резонансный контур формируется вместе с C, и его резонансная частота является собственной резонансной частотой конденсатора.Перед собственной резонансной частотой сопротивление конденсатора становится меньше по мере увеличения частоты; после собственной резонансной частоты сопротивление конденсатора становится меньше по мере увеличения частоты, что является индуктивным. Как показано на следующем рисунке:

Рисунок 3. Частота саморезонанса

Согласно формуле емкости, помимо размера конденсатора, размер емкости связан с диэлектрической проницаемостью диэлектрика.Характеристики диэлектрика влияют на характеристики конденсатора, и для разных производственных процессов подходят разные среды.

Конденсаторы

можно разделить на три основные категории в зависимости от производственного процесса:

Пленочные конденсаторы изготавливаются путем наматывания двух пластиковых пленок с металлическими электродами в цилиндрическую форму и, наконец, герметизируют; потому что его среда обычно представляет собой пластик, также известный как конденсаторы с пластиковой пленкой . Его внутренняя структура грубая, как показано на следующем рисунке:

Рисунок 4.Структура пленочного конденсатора

Пленочные конденсаторы можно разделить на две категории в зависимости от процесса производства их электродов:

3.1 Пленочный конденсатор с металлической фольгой

Для пленочных конденсаторов с металлической фольгой тонкая металлическая фольга, обычно алюминиевая фольга, добавляется непосредственно к пластику. пленка как электрод. Этот процесс относительно прост, электрод легко выводится, и его можно применять в случаях с большим током.

3,2 Металлизированный пленочный конденсатор

Металлизированные пленочные конденсаторы образуют тонкую металлическую поверхность непосредственно на поверхности пластиковой пленки за счет процесса вакуумного осаждения в качестве электрода.Поскольку толщина электрода очень мала, его можно намотать в конденсатор большей емкости. Однако из-за толщины электрода он подходит только для приложений с небольшим током.

Рисунок 5. Конструкция из металлизированной пленки

Металлизированный пленочный конденсатор имеет функцию самовосстановления, то есть при наличии точки пробоя внутри конденсатора в поврежденном месте произойдет лавинный эффект, и испарившийся металл образует испаренную монтажную поверхность в поврежденном месте. , короткое замыкание исчезает, а поврежденная точка ремонтируется.Следовательно, надежность металлизированного тонкопленочного конденсатора очень высока, и он не выйдет из строя из-за короткого замыкания.

Существует два способа намотки пленочных конденсаторов:

• Индуктивный метод намотки Перед намоткой провод соединяется с внутренним электродом.
• После неиндуктивного метода намотки используется золочение и другие процессы для соединения внутренних электродов двух торцевых поверхностей в одну поверхность, так что можно получить меньший ESL, а высокочастотные характеристики должны быть выше.

Кроме того, есть неиндуктивный конденсатор ламинированного типа, структура аналогична MLCC, производительность лучше, и легко сделать корпус SMD.

Рисунок 6. Методы намотки

Пленочный конденсатор отличается большой емкостью и высоким выдерживаемым напряжением. Однако по технологическим причинам его размер трудно быть маленьким, и он обычно используется в сильных электрических цепях, таких как промышленность силовой электроники.

Рисунок7. Методы намотки

В электролитических конденсаторах в качестве анода используется металл, который образует пленку оксида металла на поверхности в качестве среды, а затем влажный или твердый электролит и металл в качестве катода. Электролитические конденсаторы в основном поляризованы. Если металл на катодной стороне также имеет оксидную пленку, это неполяризованный электролитический конденсатор.

В зависимости от используемого металла существует три типа электролитических конденсаторов:

4.1 Алюминий E лектролитический C конденсаторы

Алюминиевые электролитические конденсаторы должны быть наиболее широко используемыми электролитическими конденсаторами и самыми дешевыми.Его базовая структура показана на следующем рисунке:

Рисунок 8. Конструкция алюминиевого электролитического конденсатора

Процесс производства алюминиевых электролитических конденсаторов примерно следующий:

• Во-первых, алюминиевая фольга образует очень шероховатую поверхность в процессе электротравления, что увеличивает площадь поверхности электрода и может увеличить емкость;
• Анод окислен химическим методом с образованием оксидного слоя в качестве среды;
• Затем слой электролитической бумаги добавляется между анодной алюминиевой фольгой и катодной алюминиевой фольгой в качестве разделителя, прессуется и наматывается;
• Наконец, залейте электролит, электролитическая бумага впитает электролит, и упаковка будет отформована.

Алюминиевые электролитические конденсаторы с жидким электролитом, использующие электролит, являются наиболее широко используемыми, с преимуществами большой емкости, высокого номинального напряжения и низкой стоимости. Очевидны и недостатки: меньший срок службы, плохие температурные характеристики, большие значения ESR и ESL. При разработке оборудования необходимо избегать чрезмерного проектирования. В случае удовлетворения требований к производительности самым большим преимуществом является дешевизна.

Рекомендация: как тестировать алюминиевые электролитические конденсаторы

4.2 Тантал E лектролитический C конденсаторы

Наиболее широко используемый танталовый электролитический конденсатор должен использовать диоксид марганца в качестве твердого электролита. Внутренняя структура твердотельного танталового электролитического конденсатора грубая, как показано на рисунке ниже:

Рисунок 9. Внутренняя структура твердотельного танталового электролитического конденсатора

.

По сравнению с алюминиевыми электролитическими конденсаторами диэлектрическая проницаемость оксида тантала (пятиокиси тантала) намного выше, чем у оксида алюминия (оксида алюминия).При том же объеме емкость танталовых конденсаторов больше, чем у алюминиевых электролитических конденсаторов. Танталовые конденсаторы имеют более длительный срок службы и более стабильные электрические характеристики.

Рисунок 10. Внутренняя структура твердотельного танталового электролитического конденсатора

. В танталовых конденсаторах

также используется проводящий полимер в качестве электролита, структура аналогична танталовому конденсатору из диоксида марганца на приведенном выше рисунке, который предназначен для замены диоксида марганца на проводящий полимер.Проводящие полимеры имеют более высокую проводимость, чем диоксид марганца, поэтому ESR будет ниже.

Кроме того, существуют влажные танталовые конденсаторы, которые характеризуются сверхбольшой емкостью, высоким выдерживаемым напряжением и низким постоянным током утечки, которые в основном используются в военной и аэрокосмической областях.

Рисунок 11. Влажные танталовые конденсаторы

4.3 Ниобий E лектролитические C конденсаторы

Ниобиевые электролитические конденсаторы похожи на танталовые электролитические конденсаторы, в том, что ниобий и его оксиды заменяют тантал.Диэлектрическая проницаемость оксида ниобия (пятиокиси ниобия) выше, чем у оксида тантала (пятиокиси тантала). Ниобиевые конденсаторы работают более стабильно и надежно.

В Керамический конденсатор

В керамических конденсаторах в качестве диэлектрических материалов используются керамические материалы. Существует множество типов керамических материалов с разной диэлектрической проницаемостью и стабильностью, которые подходят для разных случаев.

К керамическим конденсаторам

в основном относятся следующие:

5.1 Керамический дисковый конденсатор

Основным преимуществом керамического конденсатора является то, что он выдерживает высокое напряжение и обычно используется в качестве предохранительного конденсатора, который выдерживает напряжение 250 В переменного тока . Его внешний вид и структура показаны ниже:

Рисунок 12. Структура керамического дискового конденсатора

5.2 Многослойный керамический конденсатор

Многослойные керамические конденсаторы, то есть многослойные керамические конденсаторы MLCC, в настоящее время являются наиболее широко используемыми типами конденсаторов в мире.Их стандартизированная упаковка и небольшой размер подходят для автоматизированного производства чипов высокой плотности.

Внутренняя структура многослойного керамического конденсатора показана ниже:

Рисунок 13. Внутренняя структура микросхемы многослойного керамического конденсатора

5.3 Монолитные конденсаторы

Поскольку многослойная керамика требует спекания и фарфора для образования интегрированной структуры, многослойные керамические конденсаторы в свинцовых корпусах также называются монолитными конденсаторами.

Конструкция монолитных конденсаторов такова, что несколько заготовок керамической пленки покрыты материалом электродной лопатки, и после ламинирования они наматываются в единое целое за один раз, а внешняя сторона залита смолой.

Монолитные конденсаторы — это новый тип конденсаторов с малым объемом, большой емкостью, высокой надежностью и термостойкостью. Низкочастотные монолитные конденсаторы с высокой диэлектрической проницаемостью также обладают стабильной производительностью и имеют активный малый размер.

5.4 Классификация C керамика M edia

Согласно EIA-198-1F-2002 керамические среды в основном делятся на четыре категории:

Класс I: Керамическая среда с температурной компенсацией, диэлектрическая проницаемость в основном низкая, не более 200. Обычно это параэлектрическая среда. При температуре, частоте и напряжении смещения диэлектрическая проницаемость относительно стабильна и изменяется незначительно.Потери также очень низкие, коэффициент рассеяния менее 0,01.

Рисунок14. Кодирование конденсаторов класса 1 в соответствии со спецификацией EIA

Самым стабильным и наиболее часто используемым является конденсатор C0G, или NP0. NP0 — это кодовое название стандарта IEC / EN 60384-1 как «отрицательный положительный ноль» с использованием N и P для положительных и отрицательных отклонений.

Из-за низкой диэлектрической проницаемости емкость конденсатора C0G мала и может достигать 0,1 мкФ. Упаковка 0402 обычно имеет максимум 1000 пФ.

Class II, III: Среди них температурная характеристика A-S относится ко II классу, а диэлектрическая проницаемость составляет около нескольких тысяч. Температурная характеристика T-V относится к классу III, а диэлектрическая проницаемость может достигать 20000. Видно, что характеристики класса III более нестабильны. Согласно классификации МЭК, классы II и III относятся ко второй категории — среды с высокой диэлектрической проницаемостью. Например, X5R и X7R относятся к конденсаторам класса II, которые широко используются для развязки источников питания, а Y5V относится к конденсаторам класса III, и их характеристики нестабильны.

Рисунок15. EIA-кодирование конденсаторов классов 2 и 3

Величина емкости конденсаторов классов II и III может достигать нескольких сотен мкФ, но из-за высокой диэлектрической проницаемости среды большинство из них являются сегнетоэлектрической средой (сегнетоэлектриком), а температурная стабильность оставляет желать лучшего. Кроме того, диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектрических сред будет уменьшаться под действием постоянного напряжения смещения.

Класс IV: Процесс производства отличается от обычных керамических материалов.Все внутренние керамические частицы представляют собой тонкий оксидный слой снаружи, а сердцевина является проводником. Этот тип конденсатора имеет большую емкость, но небольшое напряжение пробоя. Из-за нестабильной работы и больших потерь этих конденсаторов они были практически исключены.

Суперконденсатор — это новый тип накопителя энергии между традиционным конденсатором и аккумуляторной батареей. Есть два способа хранения заряда: EDLC и псевдоемкость .Он не только обладает характеристиками быстрой зарядки и разрядки конденсатора, но также обладает характеристиками аккумулирования энергии батареи.

Емкость суперконденсатора особенно велика. Он может заменить аккумулятор в качестве источника питания, а также может использоваться вместе с аккумулятором. Суперконденсаторы заряжаются быстро, могут быть полностью заряжены и разряжены, а также могут заряжаться до любого желаемого напряжения , если не превышается номинальное напряжение.

Суперконденсаторы находят множество применений, например, во многих городах Китая есть суперконденсаторные электрические автобусы. Есть также приложения в некоторых электронных продуктах, например, в некоторых записывающих устройствах, которые могут продолжать подавать питание в течение нескольких дней.

Рисунок16. Суперконденсаторы

VII F ixed, T rimmer и V ariable C apacitors

Конденсатор с фиксированной емкостью называется фиксированным конденсатором.По различным средствам массовой информации можно разделить на керамику, слюду, бумагу, пленку, электролиз. Описав пленочные конденсаторы, электролитические конденсаторы и керамические конденсаторы, давайте рассмотрим два других типа фиксированных конденсаторов.

7.1 Слюдяные C конденсатор

Слюдяные конденсаторы можно разделить на фольговых типа и серебряных типа . Гальваническое покрытие серебром наносится непосредственно на листы слюды методом вакуумного напыления или спекания.Благодаря устранению воздушного зазора температурный коэффициент значительно снижен, а стабильность емкости выше, чем у фольги. Слюдяные конденсаторы широко используются в высокочастотных электроприборах и могут использоваться как стандартные конденсаторы.

Конденсатор глазури изготовлен из специальной смеси с концентрацией, подходящей для распыления на пленку. Затем среду спекают электродом со слоем серебра, чтобы сформировать «монолитную» структуру. Конденсатор из стеклянной глазури по своим характеристикам сопоставим с слюдяным конденсатором и может выдерживать различные климатические условия.Обычно он может работать при 200 ℃ или выше, с номинальным рабочим напряжением до 500 В и потерей тангенса угла наклона = 0,0005 ~ 0,008.

Рисунок17. Серебряные слюдяные конденсаторы

7.2 Бумага C конденсатор

Бумажные конденсаторы широко используются в радио и электронном оборудовании. Обычно в качестве электродов используются две алюминиевые фольги, которые разделены перекрывающейся обмоткой конденсаторной бумаги толщиной 0,008 ~ 0,012 мм. Простой производственный процесс, низкая цена, позволяют получить большую емкость, обычно ниже нуля.25 F, но погрешность емкости велика и ее трудно контролировать, хорошее качество составляет ± 10%, потери (tan ≤ 0,015), стабильность температурных и частотных характеристик плохая.

Бумажные конденсаторы, обычно используемые в прошлом, не герметичны, пропитаны только молотым воском, парафиновым воском, хлорированным дифенилом и т. Д., Которые склонны к старению и имеют низкую стабильность. Они легко поддаются воздействию влаги, сопротивление изоляции снижается под воздействием влаги, на них также влияет атмосферное давление.Бумажный конденсатор, сердечник которого герметизирован внутри металлической или керамической трубки, хорошего качества и мало влияет на внешние климатические условия. Обычно его можно использовать при относительной влажности до 95 ~ 98%.

Электрод металлического бумажного конденсатора использует вакуумное испарение для непосредственного прикрепления металла к конденсаторной бумаге, которая составляет лишь около 1/4 объема обычного бумажного конденсатора. Его главная особенность — функция «самовосстановления», то есть может «самовосстанавливаться» после поломки.Это улучшенный тип бумажного конденсатора.

Масляные конденсаторы имеют более высокое напряжение, чем обычные бумажные конденсаторы, хорошую стабильность, подходят для высоковольтных цепей.

Бумажные конденсаторы — это конденсаторы промежуточной частоты, которые обычно используются в низкочастотных цепях и обычно не могут использоваться на частотах выше 3 ~ 4 МГц.

Рисунок 18. Бумажный конденсатор

7.3 Подстроечный конденсатор C Подстроечный конденсатор

Подстроечные конденсаторы, также называемые полупеременными конденсаторами, имеют емкость, которую можно регулировать в небольшом диапазоне и фиксировать на определенном значении емкости после регулировки.

Керамические подстроечные конденсаторы

отличаются высоким качеством и небольшими размерами, и обычно их можно разделить на два типа: круглые трубчатые и круглые микросхемы.

Подстроечные конденсаторы для слюдяных и полистирольных сред обычно имеют подпружиненную конструкцию, которая проста по конструкции, но менее стабильна.

Фарфоровый подстроечный конденсатор с проволочной обмоткой используется для изменения емкости путем удаления медного провода (внешнего электрода), поэтому емкость можно только уменьшить и не подходит для повторной отладки.

7.4 Переменная C конденсатор

Как следует из названия, переменный конденсатор означает, что значение емкости может изменяться в большом диапазоне и может быть определено до определенного значения. Переменные конденсаторы делятся на два вида: пленочные средние и воздушные. Он обычно используется в цепях связи и настройки, таких как двойные конденсаторы, керамические конденсаторы и т. Д.

8.1 Средний

Что такое среда? Грубо говоря, это вещество между двумя пластинами конденсатора.В большинстве поляризованных конденсаторов в качестве диэлектрического материала используется электролит. Как правило, конденсаторы одинакового объема имеют большую полярную емкость. Кроме того, разные электролитические материалы и процессы производят поляризованные конденсаторы одинакового объема. Кроме того, сопротивление давлению также тесно связано с использованием диэлектрических материалов. Также существует множество неполяризованных диэлектрических материалов для конденсаторов, в большинстве из которых используется пленка оксида металла и полиэстер. Поскольку обратимые или необратимые характеристики среды определяют среду использования поляризованных и неполяризованных конденсаторов.

8.2 Производительность

Производительность — это требование для использования, а максимальная потребность — это требование для использования. Если металлооксидный пленочный конденсатор используется для фильтрации в блоке питания телевизора, необходимо обеспечить емкость конденсатора и выдерживаемое напряжение, необходимое для фильтрации. Может быть, в этом случае можно установить только блок питания. Следовательно, для фильтрации можно использовать только поляризованные конденсаторы, и эти конденсаторы необратимы. Другими словами, положительный электрод должен быть подключен к концу с высоким потенциалом, а отрицательный электрод должен быть подключен к концу с низким потенциалом.

Как правило, электролитический конденсатор имеет емкость более 1 мкФ для связи, развязки, фильтрации источника питания и т. Д. Неполяризованные конденсаторы обычно менее 1 мкФ, участвуют в резонансе, связи, выборе частоты, ограничении тока и т. Д. а также крупнотоннажные и устойчивые к высокому давлению, которые в основном используются для компенсации реактивной мощности электроэнергии, фазовращателя двигателей и частотно-регулируемого источника питания. Существует много типов неполяризованных конденсаторов, поэтому в этой статье мы не будем вдаваться в подробности.

Рисунок19. Классификация конденсаторов

8.3 Емкость

Как упоминалось ранее, электрические среды одного и того же объема различаются, поэтому емкость не одинакова.

8.4 Конструкция

В принципе, конденсаторы любой формы могут использоваться в окружающей среде без учета разряда наконечника. Обычно используются электролитические конденсаторы (поляризованные конденсаторы) круглой формы, а квадратные — редко.Форма неполяризованных конденсаторов различна. Например, форма трубы, деформированный прямоугольник, форма листа, квадратная форма, комбинированная квадратная и круглая форма и т. Д., Посмотрите, где это используется. Конечно, есть невидимые. Нематериальное здесь относится к распределенной емкости. Распределенную емкость нельзя игнорировать в устройствах с высокой и промежуточной частотой.

8.5 Среда приложений и использование

При ремонте бытовой техники можно найти все вышеперечисленное. Если вы хотите понять простым способом, вы должны выяснить это сами.

Из-за взаимосвязи между внутренними материалами и конструкцией емкость поляризованных конденсаторов (например, электролизных алюминиевых) может быть очень большой, но их высокочастотные характеристики не очень хороши, поэтому они подходят для фильтрации источников питания и в других случаях. но есть и хорошие высокочастотные характеристики. Поляризованный конденсаторно-танталовый электролиз, цена его относительно высока;

Неполяризованные конденсаторы имеют небольшие размеры, низкую цену и удовлетворительные высокочастотные характеристики, но не подходят для большой емкости.Как керамические конденсаторы, монолитные конденсаторы и полиэтиленовые (CBB) конденсаторы, керамические конденсаторы обычно используются в высокочастотных фильтрующих и колебательных цепях.

Рисунок20. Конструкция осевого и радиального типа

IX Осевой и R adial L ead ed C apacitor s

Один из методов упаковки конденсаторов — это свинцовая структура.

Осевая емкость относится к емкости двух полюсных выводов на одной оси. Как правило, это неиндуктивная структура. Он изготовлен из металлизированной полиэфирной пленки в качестве диэлектрика / электрода. Проволока представляет собой стальную проволоку, плакированную луженой медью (или гибкую проволоку), внешний слой обернут полиэфирной лентой, а оба конца заделаны эпоксидной смолой.

Рисунок 21. Конструкция осевого вывода

Осевые выводы (выводы находятся в той же плоскости, что и ось конденсатора) являются радиальными выводами.На рисунке ниже показан пример радиального вывода. Вывод находится в радиальном положении конденсатора. Критическими размерами являются расстояние между выводами «S», высота «H», длина «L» и толщина «P». Потому что они вставляются на печатную плату, а не на поверхность печатной платы, как компоненты для поверхностного монтажа, осевые и радиальные. элементы в совокупности именуются «вставными элементами».

Рисунок22. Конструкция радиальных выводов

X Тест о типах конденсаторов

Вопрос:

Конденсаторы, которые используют химические реакции для накопления заряда, называются

.

А.керамические конденсаторы

В. Конденсаторы стационарные

C. конденсаторы с параллельными пластинами

D. Конденсаторы электролитические

Ответ:

D

Ⅺ FAQ

1. Как определить конденсатор?

Конденсаторы керамического типа обычно имеют трехзначный код, напечатанный на их корпусе, чтобы идентифицировать значение их емкости в пикофарадах. Как правило, первые две цифры указывают значение конденсатора, а третья цифра указывает количество добавляемых нулей.

2. Какие бывают 2 типа конденсаторов?

Конденсаторы

делятся на две механические группы: конденсаторы постоянной емкости с фиксированными значениями емкости и конденсаторы переменной емкости с регулируемыми (подстроечными) или регулируемыми (настраиваемыми) значениями емкости. Самая важная группа — это конденсаторы постоянной емкости. Многие получили свое название от диэлектрика.

3. Можно ли использовать конденсатор 440 В для приложения 230 В?

440 В, указанные на крышке, являются максимально допустимым напряжением, с которым может работать конденсатор.На самом деле вы можете использовать 370-вольтовый конденсатор на 230 вольт. … Конденсатор включен последовательно со вспомогательной обмоткой двигателя. Поскольку обмотка индуктивная, напряжение на конденсаторе намного выше, чем напряжение питания.

4. Какая сторона конденсатора положительная?

Электролитические конденсаторы имеют положительную и отрицательную стороны. Чтобы определить, какая сторона какая, поищите большую полосу или знак минуса (или и то, и другое) на одной стороне конденсатора. Вывод, ближайший к этой полосе или знаку минус, является отрицательным, а другой вывод (без маркировки) — положительным.

5. Что означает 50 мкФ на конденсаторе?

Это символ, обозначающий микро, поэтому 50 мкФ означает 50 микрофарад или 000050 фарад. Фарад — настолько большая единица, что микрофарад — это практическая единица измерения емкости.

6. Как называются конденсаторы, включенные параллельно?

При параллельном подключении конденсаторов общая емкость складывается из емкостей отдельных конденсаторов. Если два или более конденсатора соединены параллельно, общий эффект будет таким, как у одного эквивалентного конденсатора, имеющего сумму площадей пластин отдельных конденсаторов.

7. Взаимозаменяемы ли конденсаторы постоянного и переменного тока?

Вы можете использовать конденсаторы переменного тока на постоянном токе. Колпачки переменного тока имеют гораздо более высокий рейтинг постоянного тока. Все конденсаторы имеют микроскопические пузырьки воздуха между слоями фольги. Постоянный ток — это просто особый случай, когда полярность напряжения не меняется, поэтому вы можете использовать конденсаторы переменного тока — как есть — в приложении постоянного тока.

8. Конденсатор какого типа поляризованный?

Единственный тип конденсатора, который поляризован (работает по-разному в зависимости от того, в каком направлении течет ток) — это электролитический конденсатор.Электролитические конденсаторы имеют более высокую емкость, но для большинства целей предпочтительнее неполяризованный конденсатор.

9. Какова основная функция конденсатора?

Конденсатор — это электронный компонент, который накапливает и выделяет электричество в цепи. Он также пропускает переменный ток, не пропуская постоянный ток. Конденсатор является неотъемлемой частью электронного оборудования и поэтому почти всегда используется в электронных схемах.

10.Что произойдет, если вы используете конденсатор неправильного размера?

Если установлен неправильный рабочий конденсатор, у двигателя не будет равномерного магнитного поля. Это вызовет колебания ротора на неровных участках. Это колебание вызовет шум двигателя, увеличит потребление энергии, снизит производительность и приведет к перегреву двигателя.

Альтернативные модели

Часть	Сравнить	Производителей	Категория	Описание
Производитель.Часть #: RT114012	Сравнить: G2R-1-E-DC12 VS RT114012	Производитель: TE Connectivity	Категория: Силовые реле	Описание: Реле питания 12VDC 12A SPDT ((29мм 12.7 мм 15,7 мм)) Сквозное отверстие
Производитель Номер детали: G2R-2-DC12	Сравнить: Текущая часть	Производитель: Omron	Категория: Силовые реле	Описание: Реле питания 12VDC 5A DPDT ((29 мм 13 мм 25.5 мм)) Сквозное отверстие
Производитель Номер детали: JW2SN-DC12V	Сравнить: G2R-2-DC12 VS JW2SN-DC12V	Производитель: Panasonic	Категория: Силовые реле	Описание: Реле питания 12VDC 5A DPDT (28.6 мм 12,8 мм 20 мм) THT
Номер детали: R25-11D10-12	Сравнить: G2R-2-DC12 VS R25-11D10-12	Производитель: NTE Electronics	Категория: Силовые реле	Описание: NTE ELECTRONICS R25-11D10-12 Реле питания, DPDT, 12 В постоянного тока, 10 А, серия R25, сквозное отверстие

Типы конденсаторов

| Конденсаторы постоянной и переменной емкости

Конденсаторы переменной емкости

Конденсаторы переменной емкости отличаются тем, что их емкость можно изменять.По сути, существует два наиболее распространенных типа таких конденсаторов, которые называются подстроечными конденсаторами и роторно-статорными конденсаторами.

Конденсатор ротор-статор

Конденсатор ротор-статорного типа состоит из двух комплектов металлических пластин. Подвижные пластины вместе прикреплены к валу и образуют ротор, тогда как неподвижные пластины связаны вместе и составляют статор. Емкость изменяется путем поворота вала таким образом, чтобы пластины ротора и пластины статора зацеплялись друг с другом, в то время как воздух действует как диэлектрик.Когда пластины полностью сцепляются (сцепляются), эффективная площадь максимальна, и возникает пиковая емкость. С другой стороны, когда пластины не контактируют (не входят в зацепление), эффективная площадь значительно уменьшается, и в результате возникает минимальная емкость. Теоретически бесчисленное количество переменных емкостей может быть реализовано между максимальным и минимальным пределами.

Два различных типа конденсаторов ротор-статор показаны на рисунках 1 (a) и 1 (b) с их символами. Конденсатор с разделенным статором на рисунке 1 (а) аналогичен типу конденсатора, который используется для настройки старых радиоприемников.Миниатюрный конденсатор, показанный на рисунке 1 (b), используется для настройки высокочастотных цепей. Рассеянная линия, соединяющая символы на рисунке 1 (а), предполагает, что конденсаторы собраны вместе; то есть роторы обоих конденсаторов действуют одновременно, поскольку они подключены к общему валу. Тем не менее, их статоры электрически изолированы друг от друга.

Рис.1: Переменные конденсаторы (а) Разделенный статор. (b) Малый одиночный

Подстроечный конденсатор

Подстроечные конденсаторы, как показано на рисунке 2, представляют собой малогабаритные конденсаторы переменной емкости, состоящие из двух металлических пластин, обычно разделенных тонким куском слюды.Емкость изменяется путем изменения пространства между пластинами с помощью крошечного винта, который сдвигает пластины вместе. Подстроечные конденсаторы широко используются в радиоприемниках, позволяя точно изменять емкость настроенной цепи.

Рис. 2: Подстроечный конденсатор

Фиксированные конденсаторы

Фиксированные конденсаторы сконструированы для определенных емкостей и не могут быть изменены. Большинство конденсаторов, используемых в промышленности, подпадают под эту категорию.Они имеют разные формы и размеры в зависимости от необходимой емкости, номинального напряжения, требований к установке и допустимой утечки. Обычно они описываются в соответствии с используемым в них типом диэлектрика. Вот восемь типов таких конденсаторов:

1. Бумажные конденсаторы

2. Пластиковые пленочные конденсаторы с расширенной фольгой

3. Слюдяные конденсаторы

4. Керамические конденсаторы

5. керамические чип-конденсаторы

6. Термокомпенсирующие керамические конденсаторы

7. Алюминиевые электролитические конденсаторы

8. Танталовые электролитические конденсаторы

Бумажные конденсаторы

такого типа очень дешевые , поэтому широко используются конденсаторы постоянной емкости.Диэлектрик (изолирующий материал между пластинами) представляет собой крафт-бумагу, сравнительно плотную и очень прочную сульфатную бумагу, между пластинами алюминиевых пластин, скрученную вместе и пропитанную смолой. Вся конструкция заключена в пластиковый или металлический корпус, чтобы избежать попадания влаги и загрязнений. Осевые выводы обычно выводятся с каждого конца. Нормальные емкости такого типа находятся в диапазоне от 0,0001 до 2 мкФ при номинальном напряжении от 200 до 600 В.

Рис.3: Бумажный конденсатор (a) Принципиальная схема (b) Символ

Пластиковый пленочный конденсатор

В конденсаторах такого типа пластиковые пленки, такие как полистирол, значительно заменили бумагу (диэлектрик) для обычных конденсаторов. Пластик намного плотнее бумаги, и загрязняющие внешние частицы практически исчезли. Пластиковые пленки могут выдерживать более высокие температуры и считаются более стабильными, чем бумага. Детали конструкции показаны на рисунке 5; такой конденсатор называется конденсаторами с удлиненной фольгой.Принципиально он не является индуктивным, потому что все слои одной пластины связаны на одном конце. Разнообразие таких конденсаторов показано на рис. 4, а на рис. 5 показано типичное поперечное сечение (внутренняя структура) пластикового пленочного конденсатора.

Рис.4: Пластиковые конденсаторы различных типов и размеров

Рис.5: Поперечное сечение типичного пластикового конденсатора

Слюдяной конденсатор

Конденсаторы такого типа используются при высоких требуются номинальные напряжения.Слюда считается одним из лучших изоляторов и вызывает гораздо меньше потерь. Обычно в радиопередатчиках используются такие конденсаторы, потому что напряжение, а также электрический ток могут достигать 30 кВ и 100 А соответственно. Эти конденсаторы физически довольно велики, и их емкость не превышает 0,05 мкФ. Конструкция слюдяного конденсатора показана на рисунке 6.

Рис.6: Конструкция слюдяного конденсатора

Серебряный слюдяной конденсатор

Другая версия слюдяных конденсаторов известна как серебряно-слюдяные конденсаторы, как показано на следующем рисунке 7.В конденсаторах такого типа на поверхность слюды наносится очень тонкий слой серебра, и получаемый конденсатор обладает очень высокой стабильностью и устойчивостью. Такие блоки в основном используются для температурной компенсации в ВЧ-цепях из-за их неизбежных линейных температурно-емкостных колебаний.

Рис.7: Типичный серебряно-слюдяной конденсатор

Керамический конденсатор

Конденсаторы такого типа содержат керамический диск с серебряными электродами, прикрепленными к каждой плоской поверхности.К этим электродам прикреплены выводы для подключения к устройству. На рисунке 8 показана структура керамического дискового конденсатора. Конденсаторы этого типа используются в определенных приложениях в диапазоне от низкой до очень высокой частоты до 1000 мегагерц. Диэлектрические материалы изготавливаются из смесей титанатов бария и стронция в сочетании с редкоземельными элементами и другими добавками для улучшения электрических характеристик.

Рис.8: (a) Керамический дисковый конденсатор (b) Конструкция керамического дискового конденсатора

Монолитные керамические конденсаторы на микросхеме

Монолитные керамические конденсаторы на кристалле стали очень популярными, потому что они экономят место и достигают значений емкости, которые трудно достичь с помощью толстопленочных или тонкопленочных конденсаторов.Значения емкости, превышающие 100 000 пФ, легко достижимы с помощью керамических многослойных чипов размером 100 на 180 мил и менее. Эти конденсаторы широко используются во всех видах аналоговых и цифровых интегральных схем. В приложениях с байпасом вне кристалла используются многослойные микросхемы, поскольку они имеют более высокий объемный КПД, чем керамические диски. Также они могут быть получены в одно- и двухрядной конфигурациях.

Техника многослойной конструкции обеспечивает очень высокое отношение емкости к объему при минимальной самоиндукции.Секции конденсатора изготавливаются путем попеременного нанесения очень тонких слоев керамических диэлектрических материалов и металлических электродов до достижения желаемой емкости. Затем полученные конденсаторы превращаются в почти неразрушимый твердый блок. Детали конструкции типичного многослойного керамического конденсатора показаны на рисунке 9.

Рис.9: (a) Многослойный керамический конденсатор (b) Детальная конструкция многослойного керамического конденсатора

Керамические конденсаторы с температурной компенсацией

Керамические конденсаторы с температурной компенсацией демонстрируют контролируемые предсказуемые изменения емкости при изменении температуры.Если значение емкости увеличивается с повышением температуры, конденсатор имеет положительный температурный коэффициент и обозначается буквой P. этот тип конденсатора используется редко.

Керамические конденсаторы, которые остаются стабильными при изменении температуры, называются конденсаторами NP0 (отрицательно-положительно-ноль). Эти конденсаторы даже более стабильны, чем серебряно-слюдяные конденсаторы. Они используются во многих типах приемников и обычно имеют значения от 1 пФ до 0,033 мкФ.

Керамические конденсаторы с отрицательным температурным коэффициентом широко используются в телевизорах и качественных радиоприемниках для стабилизации настроенных цепей, которые в противном случае изменили бы частоту при любом изменении температуры.Поскольку радиочастотная катушка или трансформатор промежуточной частоты имеет положительный температурный коэффициент индуктивности, его индуктивность будет увеличиваться при любом повышении температуры, и поэтому настроенная частота будет уменьшаться. Если изменение емкости настроенного контура выбрано точно равным, но противоположным изменению индуктивности, их произведение останется постоянным, а резонансная частота не будет изменяться при изменении температуры.

Алюминиевые электролитические конденсаторы

Конденсаторы такого типа используются, когда требуется большая емкость и ток утечки не является важным фактором.Емкость таких устройств составляет от нескольких микрофарад до тысяч фарад. Как правило, они не рассчитаны на напряжение выше 450 В при значениях, равных нескольким сотням микрофарад. Номинальное напряжение конденсаторов уменьшается по мере увеличения емкости, поскольку используются более тонкие диэлектрики с большей емкостью и, как следствие, более низкое номинальное напряжение.

В своей наиболее распространенной форме электролитические конденсаторы аналогичны бумажным конденсаторам. Положительный вывод устройства выполнен из алюминиевой фольги, а одна сторона покрыта очень тонким оксидным слоем, который на самом деле является диэлектриком.В связи с этим слоем находится электролит в виде пасты, который функционирует как отрицательная пластина конденсатора. Вторую полоску алюминиевой фольги прикладывают к пасте для создания электрического контакта. Именно эта ассоциация становится отрицательной клеммой конденсатора. В таких типах конденсаторов достижимы большие емкости, поскольку металлическая фольга (алюминиевая фольга) химически выгравирована, чтобы выявить зернистую структуру металла, что фактически увеличивает эффективную площадь, подверженную воздействию электролита.

Конденсаторы такого типа поляризованные. В случае, если положительная пластина неожиданно подключится к отрицательной клемме источника напряжения, тонкий оксидный слой диэлектрика исчезнет, ​​и конденсатор сработает как короткое замыкание. Поскольку они чувствительны к полярности, конденсаторы электролитического типа обычно не используются в цепях постоянного тока.

Имеется некоторая утечка тока из-за электролита. Обычно она увеличивается с возрастом, особенно если конденсатор не использовался. Количество утечки является верным показателем качества, при этом более крупные устройства имеют больше, чем маленькие.На рисунке 10 показано несколько типов и стилей электролитических конденсаторов, а на рисунке 11 показана их схематическая структура. На рисунке 12 показаны детали конструкции типичного алюминиевого электролитического конденсатора с нетвердым электролитом.

Рис.10: Алюминиевые электролитические конденсаторы различных типов и размеров

Рис.11: Схематическое изображение алюминиевого электролитического конденсатора с нетвердым электролитом

Рис.12: Конструкция алюминиевого электролитического конденсатора с нетвердым электролитом

Танталовый электролитический конденсатор

Такие типы конденсаторов являются признанными высокостабильными электролитическими конденсаторами.Чистый тантал, который является редкоземельным металлом, имеет серебристо-серый цвет. Металл был назван танталом, так как он «заманчиво» не реагирует. Он остается неизменным при всасывании в большинстве кислот. Элемент обладает высокой устойчивостью к воздействию большинства химикатов при температуре 350 ^o F.

Очень тонкая пленка оксида тантала чрезвычайно устойчива и поддерживает превосходные диэлектрические характеристики. Соответственно, тантал идеально подходит для использования в электролитических конденсаторах. Танталовые электролитические конденсаторы идеально подходят для использования там, где надежность и длительный срок службы имеют особую важность.

Танталовый электролитический конденсатор имеет две проводящие поверхности, которые отделены от изоляционного материала. Этот изолирующий или диэлектрический материал представляет собой пятиокись тантала, и он обычно используется во всех типах танталовых электролитических конденсаторов. Пятиокись тантала является таким эффективным соединением, которое обладает очень высокой диэлектрической прочностью, а также диэлектрической проницаемостью. Тонкая пленка этого материала наносится на электроды танталового конденсатора электролитическим методом.Пятиокись тантала имеет диэлектрическую проницаемость 26, что примерно в три раза больше, чем у оксида алюминия. Эта высокая диэлектрическая проницаемость и тот факт, что с помощью электролитического метода могут быть нанесены чрезвычайно тонкие пленки, указывает на то, что танталовые конденсаторы очень эффективны с точки зрения количества микрофарад, доступных на единицу объема. Фольговые конденсаторы танталового типа составляют примерно одну треть размера алюминиевых электролитических конденсаторов. На рисунке 13 показаны танталовые конденсаторы различных форм и размеров в зависимости от их номинальных характеристик.

Рис. 13: Танталовые конденсаторы различных форм и размеров

В танталовых конденсаторах с твердым электролитом в качестве электролита используется сухое вещество, известное как диоксид марганца. Это твердое и проводящее вещество образует катодную (отрицательно заряженную) пластину конденсатора.

Танталовый конденсатор из фольги

Танталовые конденсаторы из фольги изготавливаются путем скатывания двух тонких полос фольги, отделенных бумагой, которая концентрируется (пропитывается) электролитом, в свернутый рулон.Танталовая фольга (которая действует как анод) химически вписана, чтобы увеличить ее эффективную площадь поверхности, тем самым обеспечивая большую емкость в доступном объеме. За процессом травления следует анодирование в химическом растворе при приложении постоянного напряжения. Этот процесс анодирования, в свою очередь, приводит к образованию диэлектрической пленки пятиокиси тантала на поверхности фольги. Фольговые танталовые конденсаторы широко предназначены для работы в диапазоне температур от -55 ° C до +125 ° C и используются в основном в промышленном и военном электронном оборудовании.

Танталовые конденсаторы с спеченным анодом и с мокрым электролитом и конденсаторы с спеченным анодом и твердым электролитом имеют одну общую черту; гранула из спеченного танталового порошка, к которому прикреплен свинец. Этот анод имеет огромную площадь поверхности из-за своей конструкции. Порошок тантала соответствующей крупности, иногда смешанный со связующими агентами, прессуется на машине в гранулы. Следующим шагом является операция спекания, при которой примеси, связующие и загрязнения испаряются, а частицы тантала спекаются (свариваются) в пористую массу с очень большой внутренней поверхностью.После спекания и перед проявлением диэлектрической (изоляционного материала) пленки на таблетке танталовую свинцовую проволоку соединяют путем приваривания проволоки к таблетке. На рисунке 14 показана конструкция типичного танталового электролитического конденсатора с твердым электролитом.

Рис. 14: Конструкция типичного танталового электролитического конденсатора с твердым электролитом

Пленка пятиокиси тантала образуется электрохимическим процессом на участках поверхности объединенных частиц тантала.При наличии достаточного времени и тока оксид достигнет толщины, установленной приложенным напряжением. Затем гранула помещается в танталовую или серебряную банку, в которой находится электролитический раствор. Большинство жидких электролитов желатинизируются, чтобы избежать независимого движения раствора внутри емкости и удерживать электролит в тесном контакте с катодом конденсатора. Соответствующая организация торцевого уплотнения предотвращает потерю электролита. Танталовый конденсатор со спеченным анодом в разрезе показан на рисунке 15.

Рис. 15: Поперечное сечение танталового электролитического конденсатора со спеченным анодом

Вы также можете прочитать:

Типы индукторов

и их обозначения

Типы резисторов

Что такое конденсатор? Какие бывают типы конденсаторов

Что такое конденсатор

Конденсаторы — это простые пассивные устройства, которые используются для хранения электроэнергии. Конденсатор обладает способностью или «емкостью» накапливать энергию в виде электрического заряда, создающего разность потенциалов ( статическое напряжение ) на своих пластинах, что очень похоже на небольшую перезаряжаемую батарею.

Обозначение конденсатора

Конденсатор образован двумя проводящими пластинами, разделенными воздухом или каким-либо хорошим изолирующим материалом, например, вощеной бумагой, слюдой, керамикой, пластиком или жидким гелем в какой-либо форме. Изолирующий слой между пластинами конденсатора обычно называют диэлектриком .

Благодаря этому изолирующему слою постоянный ток ток не может протекать через конденсатор, вместо этого на пластинах возникает напряжение в виде электрического заряда.

Если протекает ток i, положительное изменение q будет накапливаться на верхней пластине. Для сохранения нейтральности заряда на нижней пластине будет присутствовать уравновешивающий отрицательный заряд.

Следовательно, между пластинами будет разность потенциальной энергии (или напряжения v), которая пропорциональна заряду q.

где А — площадь пластин

д — их разделение

Ɛ ₀ — диэлектрическая проницаемость изоляционного слоя (Ɛ ₀ = 8.85 пФ / м для вакуума).

Емкость определяется следующим выражением:

Емкость измеряется в фарадах (Ф)

Таким образом, заряд q определяется выражением:

Ток i, который представляет собой скорость потока заряда, определяется по формуле:

Проводящие металлические пластины конденсатора могут быть квадратными, круглыми или прямоугольными, либо они могут иметь цилиндрическую или сферическую форму с общей формой, размером и конструкцией конденсатора с параллельными пластинами, в зависимости от его применения и номинального напряжения.

При использовании в цепи постоянного или постоянного тока конденсатор заряжается до напряжения питания, но блокирует прохождение тока через него из-за диэлектрика. Однако, когда конденсатор подключен к переменному току или цепи переменного тока, поток тока, кажется, проходит прямо через конденсатор с небольшим сопротивлением или без него.

Типы конденсаторов

На рынке доступно большое количество различных типов конденсаторов с их собственным набором характеристик и применений, от очень маленьких тонких подстроечных конденсаторов до больших мощных конденсаторов типа металлических банок, используемых в схемах коррекции и сглаживания высокого напряжения.

Типы конденсаторов различаются по материалу, из которого изготовлен изолятор.

Давайте теперь обсудим несколько распространенных типов доступных конденсаторов.

Конденсатор диэлектрический

Диэлектрические конденсаторы обычно бывают переменного типа, где для настройки передатчиков, приемников и транзисторных радиоприемников требуется непрерывное изменение емкости.

Обозначение переменного конденсатора

Символ переменного конденсатора

Конденсаторы с переменной диэлектрической проницаемостью представляют собой многопластинчатые конденсаторы с воздушным зазором, которые имеют набор неподвижных пластин (лопатки статора) и набор подвижных пластин (лопатки ротора), которые перемещаются между неподвижными пластинами.

Положение подвижных пластин по отношению к неподвижным пластинам определяет общее значение емкости.

Емкость обычно максимальна, когда два набора пластин полностью соединены вместе.

Настроечные конденсаторы

высокого напряжения имеют относительно большие промежутки или воздушные зазоры между пластинами с пробивным напряжением, достигающим многих тысяч вольт.

Пленочный конденсатор

Пленочные конденсаторы

являются наиболее доступными из всех типов конденсаторов

Эти конденсаторы имеют относительно большое семейство с разницей в их диэлектрических свойствах, которые включают полиэстер (майлар), полистирол, полипропилен, поликарбонат, металлизированную бумагу, тефлон и т. Д.

Пленочные конденсаторы

доступны в диапазоне емкостей от 5 пФ до 100 мкФ.

Пленочные конденсаторы

, в которых в качестве диэлектриков используется полистирол, поликарбонат или тефлон, иногда называют «пластиковыми конденсаторами». Основное преимущество пластиковых пленочных конденсаторов по сравнению с конденсаторами с пропитанной бумагой заключается в том, что они хорошо работают в условиях высоких температур, имеют меньшие допуски, очень долгий срок службы и высокую надежность.

Конденсаторы керамические

Керамические конденсаторы или дисковые конденсаторы

изготавливаются путем покрытия двух сторон небольшого фарфорового или керамического диска серебром, а затем их складывания вместе.

Для очень низких значений емкости используется один керамический диск размером около 3-6 мм.

Керамические конденсаторы имеют высокую диэлектрическую проницаемость и используются для получения относительно высокой емкости при небольшом физическом размере. Керамические конденсаторы имеют номиналы от нескольких пикофарад до одной или двух микрофарад (мкФ).

Они показывают большие нелинейные изменения емкости в зависимости от температуры и, следовательно, используются в качестве развязывающих или шунтирующих конденсаторов, поскольку они также являются неполяризованными устройствами.

Конденсаторы керамического типа обычно имеют трехзначный код, напечатанный на их корпусе, чтобы идентифицировать значение их емкости в пикофарадах. Обычно первые две цифры указывают на номинал конденсаторов, а третья цифра указывает количество добавляемых нулей. Например, керамический дисковый конденсатор с маркировкой 103 будет показывать 10 и 3 нуля в пикофарадах, что эквивалентно 10 000 пФ или 10 нФ. Буквенные коды иногда используются для обозначения их значения допуска, например: J = 5%, K = 10% или M = 20% и т. Д.

Конденсаторы электролитические

Электролитические конденсаторы

обычно используются, когда требуются очень большие значения емкости.

Здесь вместо использования очень тонкого слоя металлической пленки для одного из электродов используется полужидкий раствор электролита в виде желе или пасты, который служит вторым электродом (обычно катодом).

Диэлектрик представляет собой очень тонкий слой оксида, который электрохимически выращивается на производстве, при этом толщина пленки составляет менее десяти микрон.Этот изолирующий слой настолько тонкий, что можно изготавливать конденсаторы с большим значением емкости при небольшом физическом размере, поскольку расстояние между пластинами d очень мало.

Большинство электролитических типов конденсаторов поляризованы, что означает, что напряжение постоянного тока, приложенное к клеммам конденсатора, должно иметь правильную полярность, то есть положительную полярность к положительной клемме и отрицательную к отрицательной клемме, поскольку неправильная поляризация приведет к разрушению изолирующего оксида. слой и необратимо повредить конденсатор.

Следовательно, полярность всех поляризованных электролитических конденсаторов четко обозначена отрицательным знаком, указывающим на отрицательный вывод, и эта полярность должна соблюдаться.

Электролитические конденсаторы

обычно используются в цепях питания постоянного тока из-за их большой емкости и небольшого размера, чтобы помочь уменьшить пульсации напряжения или для приложений связи и развязки.

Одним из основных недостатков электролитических конденсаторов является их относительно низкое номинальное напряжение и из-за поляризации электролитических конденсаторов, что означает, что их нельзя использовать с источниками переменного тока.

Другими недостатками электролитических конденсаторов являются большие токи утечки, допуски на значения, эквивалентное последовательное сопротивление и ограниченный срок службы.

Электролитические конденсаторы могут быть либо с жидким электролитом, либо с твердым полимером.

Обычно они изготавливаются из тантала или алюминия, хотя могут использоваться и другие материалы.

Суперконденсаторы — это особый подтип электролитических конденсаторов, также называемых двухслойными электролитическими конденсаторами, с емкостью в сотни и тысячи фарад.

Электролитические конденсаторы обычно бывают двух основных типов;

1. Алюминиевые электролитические конденсаторы
2. Танталовые электролитические конденсаторы

1. Алюминиевые электролитические конденсаторы

Существует два основных типа алюминиевых электролитических конденсаторов: с простой фольгой и с вытравленной фольгой.

Толщина пленки оксида алюминия и высокое напряжение пробоя дают этим конденсаторам очень высокие значения емкости для их размера.

Фольговые пластины конденсатора анодированы постоянным током. Этот процесс анодирования устанавливает полярность материала пластины и определяет, какая сторона пластины является положительной, а какая — отрицательной.

Протравленная фольга отличается от простой фольги тем, что оксид алюминия на анодной и катодной фольгах подвергается химическому травлению для увеличения площади поверхности и диэлектрической проницаемости.

Это дает конденсатор меньшего размера, чем у плоского типа фольги эквивалентного номинала, но имеет недостаток, заключающийся в том, что он не может выдерживать большие токи постоянного тока по сравнению с обычным типом.Кроме того, их диапазон допуска довольно велик — до 20%.

Типичные значения емкости алюминиевого электролитического конденсатора находятся в диапазоне от 1 мкФ до 47 000 мкФ.

Электролитические фильтры из фольги

лучше всего использовать в цепях связи, блокировки по постоянному току и байпасных цепях, в то время как плоские типы из фольги лучше подходят в качестве сглаживающих конденсаторов в источниках питания.

2. Танталовые электролитические конденсаторы

Танталовые электролитические конденсаторы

выпускаются как с мокрым (фольга), так и с сухим (твердый) электролитическим типом, причем наиболее распространенным является сухой или твердый тантал.

В твердотельных танталовых конденсаторах в качестве второго вывода используется диоксид марганца, и они физически меньше, чем эквивалентные алюминиевые конденсаторы.

Диэлектрические свойства оксида тантала также намного лучше, чем у оксида алюминия, что дает более низкие токи утечки и лучшую стабильность емкости, что делает их пригодными для использования в приложениях блокировки, обхода, развязки, фильтрации и синхронизации.

Кроме того, танталовые конденсаторы, хотя и поляризованы, гораздо легче переносят подключение к обратному напряжению, чем алюминиевые, но рассчитаны на гораздо более низкие рабочие напряжения.

Твердотельные танталовые конденсаторы обычно используются в цепях, где напряжение переменного тока мало по сравнению с напряжением постоянного тока.

Однако некоторые типы танталовых конденсаторов содержат два конденсатора в одном, подключенных отрицательно к отрицательному, чтобы сформировать «неполяризованный» конденсатор для использования в низковольтных цепях переменного тока в качестве неполяризованного устройства.

Обычно положительный вывод идентифицируется на корпусе конденсатора знаком полярности, при этом корпус конденсатора с танталовыми шариками имеет овальную геометрическую форму.

Типичные значения емкости находятся в диапазоне от 47 нФ до 470 мкФ.

Типы конденсаторов

Эта статья о различных типах конденсаторов. Любая часть электронной схемы, оборудования имеет внутри множество конденсаторов. Когда дело доходит до выбора конденсатора для схемотехники электроники, у нас есть много вариантов. Есть несколько типов конденсаторов в зависимости от функциональности, электрических параметров, состава, размера и т. Д. Давайте поговорим о них.

Типы конденсаторов

Конденсаторы

бывают разных форм, размеров и электрических характеристик.Вы можете увидеть конденсатор того же типа в осевом, радиальном, а также поверхностном (SMD) типе. В зависимости от номинала конденсаторы делятся на две основные категории: конденсаторы постоянной емкости и конденсаторы переменной емкости. Эти типы могут быть дополнительно классифицированы на основе полярности и используемого диэлектрического материала.

Фиксированные конденсаторы

Многие типы конденсаторов постоянной емкости используются в электронике, а также в электрических цепях. Они рассчитаны на фиксированное значение емкости. Эти конденсаторы можно классифицировать по полярности.Поляризованный и неполяризованный конденсатор постоянной емкости можно дополнительно классифицировать по используемому диэлектрическому материалу. Обычно конденсаторы постоянной емкости называют в соответствии с используемым в них диэлектрическим материалом.

Керамический конденсатор

Они неполяризованы. Их значение колеблется от пФ до мкФ. Они доступны в широком диапазоне рабочих напряжений (от нескольких вольт до киловольт). Керамические конденсаторы делятся на две категории: дисковые конденсаторы и многослойные конденсаторы. Конденсаторы дискового типа имеют довольно простую конструкцию.У них есть небольшой керамический диск, покрытый серебром с обеих сторон, поэтому их также называют дисковыми конденсаторами . Этот диск и серебряное покрытие действуют как керамический электрод и электрод соответственно. Узел диска и серебряного электрода покрыт изолятором для защиты. Значение емкости дисковых конденсаторов находится в диапазоне от 0,5 до 1600 пФ. Диэлектрик также может иметь форму пластины для пластинчатого керамического конденсатора. Емкость этих конденсаторов находится в диапазоне от 1 пФ до 1 мкФ. напряжение пробоя находится в пределах от 500 В до 20 кВ.Многослойные керамические конденсаторы называются MLCC — Многослойный керамический конденсатор, используемый для достижения высокой емкости. Высокая диэлектрическая проницаемость увеличивает емкость керамических конденсаторов, сохраняя при этом небольшие физические размеры. Эти конденсаторы хорошо работают на высоких частотах. Это конденсаторы общего назначения, которые в основном используются для устранения шума (например, в схеме устранения дребезга ключа микроконтроллера, с микросхемой MAX232, с кварцевым генератором). Поскольку керамические конденсаторы неполяризованы; они могут использоваться как в цепях постоянного, так и переменного тока.

Неполярный конденсатор Керамический конденсатор

Пленочный конденсатор

Они также известны как пленочные конденсаторы или силовые пленочные конденсаторы. Пленочные конденсаторы изготавливаются из пластиковой (или бумажной, металлической) пленки, покрытой металлическими электродами, помещенных в обмотку с присоединенными выводами, а затем заключенных в кожух. Различные пленочные конденсаторы получили свое название на основе используемого диэлектрика. Конденсаторы с полиэфиром (майлар), полистиролом, поликарбонатом или тефлоном в качестве диэлектрического материала обычно называют пластиковым конденсатором.Емкость фольгового или металлизированного конденсатора составляет от 100 пФ до 100 мкФ, а емкость бумажного конденсатора — от 1 нФ до 1 мкФ. У них более высокое рабочее напряжение, чем у керамических конденсаторов. Диапазон напряжения составляет от 200 В до 1600 В для бумажных конденсаторов и от 50 до 600 В для пленочных конденсаторов фольгированного типа. Они широко используются в силовой электронике из-за их низкой стоимости и превосходных характеристик, таких как температурная стабильность, низкая самоиндукция и ESR. Пленочные конденсаторы не поляризованы, поэтому могут использоваться как в цепях переменного, так и постоянного тока.

Различные типы пленочных конденсаторов

Слюдяные конденсаторы

Эти конденсаторы содержат слюду в качестве диэлектрического материала, покрытого тонким слоем серебра. Следовательно, эти конденсаторы также называются серебряно-слюдяными конденсаторами. Слюдяные конденсаторы доступны в диапазоне от нескольких пФ до тысячи пФ с номинальным напряжением от нескольких сотен вольт до тысячи вольт. Диэлектрик в слюдяном конденсаторе используется в виде уложенных друг на друга листов. Емкость слюдяных конденсаторов составляет от 10 пФ до 5000 пФ, а напряжение пробоя аналогично керамическим конденсаторам.Слюдяные конденсаторы обеспечивают высокую точность, надежность и стабильность. Они доступны в небольших номиналах и обычно используются на высоких частотах и ​​в ситуациях, когда требуются низкие потери и низкая замена конденсатора с течением времени.

Различные типы слюдяных конденсаторов

Электролитические конденсаторы Электролитические или полярные конденсаторы

широко используются в электронных схемах из-за их низкой стоимости, высокой емкости и простоты доступности. Они бывают цилиндрической металлической формы с пластиковой внешней оболочкой.Эти типы конденсаторов используются в качестве фильтра пульсаций в источнике питания, как фильтр для обхода низкочастотных сигналов. Электролитические конденсаторы обычно измеряются в микрофарадах и редко в фарадах. Эти конденсаторы поляризованы, поэтому они в основном используются в цепях, где используются как сигналы переменного, так и постоянного тока.

Обозначения полярного конденсатора

Алюминиевый электролитический конденсатор

Алюминий используется в производстве алюминиевых электролитических конденсаторов. Эти конденсаторы доступны с емкостью от 1 мкФ до 47000 мкФ.Они имеют максимальное напряжение пробоя около 400 В. Они обладают высокой устойчивостью к пульсирующим токам, высокой утечкой, плохой переносимостью и сроком службы. Алюминиевые электролитические конденсаторы плохо работают на высоких частотах из-за ESR. Размер электролитических конденсаторов увеличивается с увеличением емкости. Эти конденсаторы широко используются в усилителях звука для уменьшения шума. Алюминиевый электролитический конденсатор имеет одну специальную конструкцию поверх него. Вы можете спросить, почему там такая маркировка? Что ж, эта маркировка связана с вашей защитой.Представление, что произойдет, если электролитический конденсатор будет подключен с неправильной полярностью? Подключение с обратной полярностью создает газ и увеличивает температуру в конденсаторе. Это необратимо повредит конденсатор и может взорвать его. Благодаря конструкторам электронных компонентов, электролитические конденсаторы имеют тонкий корпус (маркировку) на верхней стороне, который ломается вверх и позволяет сбросить это давление газа и предотвратить взрыв конденсатора.

Алюминиевый электролитический конденсатор

Танталовый электролитический конденсатор

Металлический тантал используется в производстве танталовых электролитических конденсаторов.Эти конденсаторы доступны с емкостью от 47 нФ до 330 мкФ. Обычно они имеют низкое рабочее напряжение от 1,5 В до 40 В. Танталовые электролитические конденсаторы обладают низкой способностью к пульсации тока, малой утечкой и высокой устойчивостью к обратному и перенапряжениям. У них плохая работа на высоких частотах. Высокая емкость при небольшом размере делает танталовый конденсатор лучшим выбором для разработчиков электронных схем для использования в сложных схемах, таких как материнская плата. Они также могут использоваться в военных целях и в чрезвычайно стабильных усилителях звука.

Танталовый электролитический конденсатор

Конденсаторы переменной емкости Условные обозначения цепей переменного конденсатора

Они разработаны, чтобы иметь переменное значение емкости. В этом типе пространство между двумя пластинами регулируется для изменения емкости конденсатора. Конструкция настроечных конденсаторов состоит из двух важных механических движений: угла движения шпинделя и движений пластины. В переменном конденсаторе проводящие пластины в воздушном конденсаторе зацеплены (перекрещиваются). Статорные (неподвижные) пластины соединяются с подвижными пластинами посредством движения шпинделя.Емкость изменяется движением шпинделя (вращением вала), чтобы подвижные пластины сцеплялись с пластинами статора. Изменение емкости такой механической структурой может быть следующих типов — линейное (движение шпинделя ∝ емкость), логарифмическое (перемещение шпинделя ∝ изменение частоты в процентах), четное (перемещение шпинделя ∝ емкость и частота) и квадратичное (квадрат движения шпинделя). ∝ емкость). Переменные конденсаторы обычно используются в LC-цепях для настройки частоты в радиоприемниках, поэтому такие конденсаторы также называются настраивающими конденсаторами.

Работа переменного конденсатора

Воздушный конденсатор

Это простейшие переменные неполяризованные конденсаторы. Емкость воздушного конденсатора небольшая, от 100 пФ до 1 нФ. Воздушные конденсаторы используют воздух в качестве диэлектрика на двух проводящих пластинах. Рабочее напряжение воздушного конденсатора составляет от десятков до тысяч вольт. Напряжение пробоя воздуха как диэлектрика ниже, следовательно, происходит изменение электрического пробоя в конденсаторе. Это приводит к неправильной работе конденсатора.Следовательно, иногда между пластинами конденсатора создается вакуум, диэлектрическая проницаемость которого почти такая же, как у воздуха. Напряжение пробоя выше для вакуума, следовательно, меньше вероятность электрического пробоя. Иногда воздушный конденсатор также называют «конденсатором банды». Групповой конденсатор представляет собой комбинацию двух или более переменных конденсаторов, установленных на общем валу. Эта регулировка позволяет одновременно изменять емкость сгруппированных конденсаторов. Вы можете видеть на картинке, что у конденсатора много выходных выводов, эти выводы группируются (сгруппированы) с помощью регулировочного винта для изменения емкости.Используется в радиосхемах AM и FM.

Пневматический конденсатор

Подстроечный конденсатор

Подобно подстроечным резисторам, конденсаторы также имеют подстроечные или предварительно настроенные конденсаторы. Они неполяризованы. Подстроечные конденсаторы используются, когда нет необходимости снова изменять емкость после первоначальной настройки. Этот конденсатор имеет диэлектрик, расположенный между двумя параллельно расположенными токопроводящими пластинами. Как правило, емкость подстроечных резисторов изменяется путем изменения площади перекрытия пластин с помощью регулировочного винта.Триммеры используют лист диэлектрического материала, такого как слюда, майлар и т. Д. Максимальное значение триммера находится в пределах от нескольких пФ до примерно 200 пФ. Эти конденсаторы рассчитаны на работу с низкими и средними напряжениями и обладают высокой эффективностью. Для изменения емкости подстроечных конденсаторов рекомендуется использовать неметаллические инструменты, поскольку использование металла может повлиять на значение емкости.

Подстроечный конденсатор

Характеристики и технические характеристики конденсатора

Каждый тип конденсатора имеет свой набор спецификаций и характеристик.Следовательно, нужно быть осторожным при выборе конденсатора. Технические характеристики конденсатора можно увидеть из информации, напечатанной на его внешнем корпусе, а его характеристики можно понять, найдя подробную информацию о его составе и физической структуре. Давайте посмотрим, какие факторы необходимо учитывать при выборе конденсатора.
1. Эквивалентное последовательное сопротивление — Каждый металл имеет определенное сопротивление. Конденсатор имеет металлические выводы и крошечное сопротивление (около 0.01 Ом). Это сопротивление вместе с током через конденсатор создает тепло, то есть потерю мощности.
2. Precision — Конденсаторы не имеют точной или точной емкости. Изменение значения емкости называется допуском конденсатора. Это значение зависит от типа и находится в диапазоне от ± 1% до ± 20% от фактического значения емкости конденсатора.
3. Номинальное напряжение — В зависимости от типа конденсаторы имеют максимальное номинальное напряжение, которое может быть приложено к ним. Это номинальное напряжение может варьироваться от 1 В до 100 В.
4. Размер — Размер конденсатора связан со значением емкости и его физическим размером. Чем выше значение емкости и номинальное напряжение, тем больше его размер.
5. Стабильность — Стабильность конденсатора определяет изменение значения емкости с температурой и временем.
6. Ток утечки — Практически, существует небольшое значение тока (в мА или нА), протекающего через конденсатор. Эта утечка приводит к уменьшению запасенной энергии конденсатора, и он постепенно разряжает конденсатор.
7. Старение — Емкость конденсатора со временем уменьшается, это называется старением.
8. Применение — В зависимости от типа конденсаторы могут применяться по-разному. Например. схема фильтра, схема настройки, байпасный конденсатор и т. д.

Это все для этого поста. Думаю, теперь вы знакомы с различными типами конденсаторов и их значением. В следующем посте мы узнаем о цветовой кодировке конденсаторов.