Какие бывают основные типы конденсаторов. Как классифицируются конденсаторы по конструкции и материалам. Для чего применяются различные виды конденсаторов в электронике и электротехнике. В чем особенности керамических, пленочных, электролитических и других типов конденсаторов.
Классификация конденсаторов по различным признакам
Конденсаторы являются одним из самых распространенных компонентов электронных схем. Существует множество типов конденсаторов, которые различаются по конструкции, материалам и характеристикам. Основные способы классификации конденсаторов:
- По характеру изменения емкости: постоянной емкости, переменной емкости, подстроечные
- По материалу диэлектрика: керамические, пленочные, электролитические, воздушные, слюдяные и др.
- По способу монтажа: для печатного или навесного монтажа
- По назначению: общего и специального назначения
Рассмотрим подробнее основные типы конденсаторов и их особенности.
Керамические конденсаторы: особенности и применение
Керамические конденсаторы относятся к наиболее распространенным типам. Их диэлектриком служит специальная керамика с высокой диэлектрической проницаемостью. Основные преимущества керамических конденсаторов:
- Компактные размеры при относительно большой емкости
- Высокая стабильность параметров
- Низкая стоимость
- Широкий диапазон рабочих температур
Керамические конденсаторы широко применяются в высокочастотных цепях, для фильтрации и разделения сигналов. Их емкость обычно находится в пределах от единиц пикофарад до десятков микрофарад.
Пленочные конденсаторы: разновидности и характеристики
В пленочных конденсаторах в качестве диэлектрика используются различные виды пластиковых пленок. Основные типы пленочных конденсаторов:
- Полиэстеровые (майларовые)
- Полипропиленовые
- Поликарбонатные
- Полистирольные
Пленочные конденсаторы отличаются высокой надежностью и стабильностью параметров. Они применяются в фильтрах, резонансных контурах, цепях развязки. Диапазон емкостей обычно от десятков пикофарад до единиц микрофарад.
Электролитические конденсаторы: алюминиевые и танталовые
Электролитические конденсаторы позволяют получить большую емкость при относительно небольших размерах. Основные типы:
- Алюминиевые электролитические
- Танталовые электролитические
Особенности электролитических конденсаторов:
- Большая удельная емкость
- Полярность (есть плюс и минус)
- Относительно высокие токи утечки
- Ограниченный срок службы
Применяются в основном в цепях питания, фильтрах низких частот, цепях развязки. Емкость может достигать тысяч микрофарад.
Подстроечные и переменные конденсаторы
Подстроечные и переменные конденсаторы позволяют регулировать емкость в процессе работы устройства. Их особенности:
- Подстроечные: разовая или периодическая регулировка емкости
- Переменные: постоянное изменение емкости в процессе работы
Применяются в настраиваемых фильтрах, генераторах, приемно-передающей аппаратуре. Позволяют точно подобрать нужное значение емкости.
Высоковольтные и силовые конденсаторы
Для работы в высоковольтных цепях и силовой электронике применяются специальные типы конденсаторов:
- Высоковольтные керамические
- Пленочные силовые
- Специальные электролитические
Их особенности:
- Высокое рабочее напряжение (сотни и тысячи вольт)
- Способность работать при больших токах
- Повышенная надежность
Применяются в импульсных источниках питания, преобразователях напряжения, системах электропривода.
Конденсаторы для поверхностного монтажа (SMD)
Для применения в современной электронике с плотным монтажом используются специальные типы конденсаторов для поверхностного монтажа (SMD):
- Керамические чип-конденсаторы
- Танталовые SMD
- Полимерные SMD
Их особенности:
- Миниатюрные размеры
- Отсутствие выводов
- Возможность автоматизированного монтажа
SMD конденсаторы применяются практически во всех современных электронных устройствах с высокой плотностью монтажа.
Маркировка и обозначение конденсаторов
Для маркировки конденсаторов используются буквенно-цифровые обозначения:
- Буквенный код типа конденсатора (К — постоянной емкости, КТ — подстроечные и т.д.)
- Цифровое обозначение материала диэлектрика
- Цифры, обозначающие номинальную емкость
Например, маркировка К10-17 обозначает керамический конденсатор постоянной емкости. Емкость обычно указывается в пикофарадах или микрофарадах.
Применение различных типов конденсаторов
Выбор типа конденсатора зависит от конкретной задачи. Основные области применения:
- Керамические — ВЧ цепи, фильтрация помех
- Пленочные — фильтры, цепи развязки
- Электролитические — источники питания, фильтры НЧ
- Подстроечные — настройка резонансных контуров
- Высоковольтные — силовая электроника, импульсные схемы
Правильный выбор типа конденсатора позволяет оптимизировать характеристики электронных устройств.
Типы конденсаторов и их применение
Похожие презентации:
3D печать и 3D принтер
Видеокарта. Виды видеокарт
Анализ компании Apple
Трансформаторы тока и напряжения
Транзисторы
Устройство стиральной машины LG. Электрика
Конструкции распределительных устройств. (Лекция 15)
Электробезопасность. Правила технической эксплуатации электроустановок
Магнитные пускатели и контакторы
Работа на радиостанциях КВ и УКВ диапазонов. Антенны военных радиостанций. (Тема 5.1)
Типы конденсаторов и
их применение.
Выполнила Мелентьева Н.Н.
Назначение
Конденсатор —
элемент электрической цепи, обладающий
электрической емкостью и предназначенный для накопления
электрических зарядов. Один из самых распространенных
электрических компонентов. Существует множество разных типов
конденсаторов, которые классифицируют по различным
свойствам.
Классификация
В основном типы конденсаторов разделяют:
● По характеру изменения емкости — постоянной
емкости, переменной емкости и подстроечные.
● По материалудиэлектрика — воздушные,
керамические, стеклокерамические,
стеклоэмалевые, слюдяные, бумажные,
металлобумажные, фторопластовые,
электролитические, оксидно-полупроводниковые,
Классификация
По способу монтажа — для печатного или
навесного монтажа.
По назначению :
1. Общего назначения
2. Специального назначения
1. Номинальная емкость (Сном) – значение электрической
емкости, обозначенное на корпусе конденсатора
2. Допускаемое отклонение емкости от номинального значения.
Фактическое значение емкости конденсатора Сф может
отличаться от номинального в пределах допускаемых
отклонений указывается в %
3. .Температурный коэффициент емкости (ТКЕ) – параметр,
учитывающий изменение емкости в зависимости от
температуры, может быть: положительным, нулевым;
отрицательным
4. 4. Номинальное напряжение (Uном) – значение напряжения,
обозначенное на конденсаторе
Керамические конденсаторы.
Керамические конденсаторы
или керамические дисковые конденсаторы сделаны из маленького
керамического диска, покрытого с двух сторон проводником
(обычно серебром).
Благодаря довольно высокой относительной диэлектрической
проницаемости (от 6 до 12) керамические конденсаторы могут
вместить достаточно большую емкость при относительно малом
физическом размере.
Пленочные конденсаторы.
Емкость конденсатора зависит от площади обкладок. Для того чтобы
компактно вместить большую площадь, используют пленочные
конденсаторы. Здесь применяют принцип «многослойности». Т.е. создают
много слоев диэлектрика, чередующегося слоями обкладок. Однако с
точки зрения электричества, это такие же два проводника разделенные
диэлектриком, как и у плоского керамического конденсатора.
Электролитические конденсаторы.
Электролитические конденсаторы обычно используются когда
требуется большая емкость. Конструкция этого типа
конденсаторов похожа на конструкцию пленочных, только здесь
вместо диэлектрика используется специальная бумага,
пропитанная электролитом.
Обкладки конденсатора создаются изТанталовые конденсаторы.
Танталовые конденсаторы физически меньше алюминиевых
аналогов. Вдобавок электролитические свойства оксида тантала
лучше чем оксида алюминия — у танталовых конденсаторов
значительно менше утечка тока и выше стабильность емкости.
Диапазон типичных емкостей от 47нФ до 1500мкФ.Танталовые
электролитические конденсаторы также являются полярными,
однако лучше переносят неправильное подключение полярности
чем их алюминиевые аналоги. Вместе с тем, диапазон типичных
напряжений танталовых компонентов значительно ниже – от 1В до
125В.
Переменные конденсаторы.
Переменные конденсаторы широко используются в устройствах,
где часто требуется настройка во время работы — приемниках,
передатчиках, измерительных приборах, генераторах сигналов,
аудио и видео аппаратуре. Изменение емкости конденсатора
позволяет влиять на характеристики проходящего через него
сигнала.
Подстроечные конденсаторы.
Подстроечные конденсаторы используются при разовом или
периодическом регулировании емкости, в отличии от
«стандартных» переменных конденсаторов, где емкость меняется
в «режиме реального времени». Такая настройка предназначена
для самих производителей аппаратуры, а не для ее
пользователей, и выполняется специальной настроечной
отверткой. Обычная стальная отвертка не подходит, так как может
повлиять на емкость конденсатора. Емкость подстроечных
конденсаторов как правило невелика – до 500 пикоФарад.
Применение конденсаторов
Важным свойством конденсатора в цепи переменного тока является его
способность выступать в роли емкостного сопротивления (индуктивное у
катушки). Если подключить последовательно конденсатор и лампочку к
батарейке, то она не будет светиться. Но если подключить к источнику
переменного тока, то она загорится. И светиться будет тем ярче, чем
применяются в качестве фильтра, который способен довольно успешно
подавлять ВЧ и НЧ помехи, пульсации напряжения и скачки переменного
тока.
Применение конденсаторов
Благодаря способности конденсаторов долгое время накапливать
заряд и затем быстро разряжаться в цепи с малым сопротивлением для
создания импульса, делает их незаменимыми при производстве
фотовспышек, ускорителей электромагнитного типа, лазеров и т. п.
Конденсаторы используются при подключении электродвигателя 380 на
220 Вольт. Он подключается к третьему выводу, и благодаря тому что он
сдвигает фазу на 90 градусов на третьем выводе- становится возможным
использования трехфазного мотора в однофазной сети 220 Вольт.
В промышленности конденсаторные установки применяются для
компенсации реактивной энергии.
Применение конденсаторов
Способность конденсатора накапливать и сохранять электрический
заряд на продолжительное время, сделало возможным использование его
в элементах для сохранения информации. А так же в качестве источника
питания для маломощных устройств. Например, пробника электрика,
который достаточно вставить в розетку на пару секунд пока не зарядится
в нем встроенный конденсатор и затем можно целый день прозванивать
цепи с его помощью.
Но к сожалению, конденсатор значительно уступает в способности
накапливать электроэнергию аккумуляторной батареи из-за токов утечки
(саморазряда) и неспособности накопить электроэнергию большой
величины.
Маркировка конденсаторов
Сокращенное обозначение состоит из трех элементов.
Первый элемент – буква (или сочетание букв), обозначающая
подкласс конденсаторов: К – постоянной емкости; КТ –
подстроечные; КП – переменной емкости; КС – конденсаторные
сборки.
Второй элемент – цифры, обозначающие тип диэлектрика и
назначение конденсатора, т.е. его группу;
Третий элемент – порядковый регистрационный номер разработки
Маркировка конденсаторов
Маркировка конденсаторов
Для обозначения емкости используются
буквы:
Русское – П Н
М
И
Ф
Латинское- p
n
μ
m
F
Множитель-10-12 10-9 10-6
1
10-3
Примеры: 10nF = 10нФ; 100пФ = 100pF = n10; μ10 = 100нФ =
100n; 3μ3 = 3,3мкФ.
Маркировка конденсаторов
Допустимое отклонение емкости и его кодирование буквой
Допустимое
отклонение в %
±0,1
±0,25
±0,5
В
С
D
±1
±2
±5
±10
±20
±30
Кодированное
обозначение
F
G
I
K
M
N
Маркировка конденсаторов
В обозначении ТКЕ буквы обозначают знак:
– минус; П – плюс; МП – близкое к нулю; Н — ненормировано.
-2
3
2
2
1
4
7
7｜Азбука электроники｜Узнайте о технологии с помощью конденсаторов TDK
, часть 4 «Пленочные конденсаторы [1]»
- фейсбук
- твиттер
- Линкедин
Эта статья переиздана. Прошлые статьи были реорганизованы и переписаны. Он включает информацию о прошлых технологиях и продуктах, которая в настоящее время не обрабатывается TDK.
Тип пленочных конденсаторов
Как следует из названия, в пленочных конденсаторах в качестве диэлектрика используется пластиковая пленка.
Техническим родоначальником этого типа конденсаторов является бумажный конденсатор, изобретенный во второй половине XIX века. Он состоял из бумаги, пропитанной маслом или парафином, зажатой между листами алюминиевой фольги и свернутой в круглую форму. Конденсатор, в котором металлическая фольга заменена слоем металла, нанесенным непосредственно на бумагу методом осаждения из паровой фазы, называется конденсатором МП (металлизированная бумага). На основе этой технологии в 19 в. были разработаны пленочные конденсаторы.30 с. По сравнению с многослойными керамическими чип-конденсаторами пленочные конденсаторы трудно сделать маленькими, но они обладают высоким сопротивлением изоляции и высокой надежностью. Пленочные конденсаторы используются, например, в бытовых электроприборах, электронных схемах автомобилей, промышленном оборудовании и устройствах силовой электроники.
В зависимости от того, как сформирован внутренний электрод, пленочные конденсаторы делятся на две основные категории, а именно типы электродов из фольги и типы электродов для осаждения из паровой фазы (металлизированная пленка).
Подкатегории в зависимости от конструкции включают типы с обмоткой, ламинированные типы, индуктивные и неиндуктивные типы и т. д.
Основные диэлектрики, используемые для пленочных конденсаторов, и их характеристики
Перечисленные ниже пластиковые пленки используются в качестве диэлектриков пленочных конденсаторов. Конденсаторы, использующие ПЭТ в качестве диэлектрика, также называются майларовыми конденсаторами по названию торговой марки ПЭТ-пленки производства DuPont. Так называемые стирольные конденсаторы представляют собой пленочные конденсаторы, в которых в качестве диэлектрика используется полистирол (стироловая смола). Этот тип был в значительной степени заменен типами из полипропилена и сегодня больше не производится в значительных количествах.
Сравнение производительности пленочных конденсаторов по диэлектрику
Характеристики пленочных конденсаторов различаются в зависимости от типа диэлектрика. Поэтому необходимо выбрать правильный тип в соответствии с условиями использования.
Конструкция пленочных конденсаторов
● Пленочные конденсаторы с фольгированным электродом
Конденсаторы пленочные обмоточные с внутренними электродами изготавливаются из металлической фольги (алюминиевой, оловянной, медной и др.
), зажатой между слоями полиэтиленовой пленки и свернутой в рулон. Они бывают индуктивными и неиндуктивными. Индуктивные типы имеют подводящие провода, прикрепленные к внутренним электродам перед намоткой, в то время как неиндуктивные типы имеют подводящие провода или концевые электроды, подключенные к торцам. По сравнению с индуктивными пленочные конденсаторы без индуктивности имеют меньшую индуктивную составляющую и обладают лучшими высокочастотными характеристиками.
● Тип электрода для осаждения паров (тип металлизированной пленки)
Вместо использования фольги в качестве электрода в пленочном конденсаторе этого типа используется слой металла (алюминий, цинк и т. д.), нанесенный на саму пластиковую пленку для формирования внутреннего электрода. Поскольку осаждаемая пленка очень тонкая, конденсатор может быть меньше, чем у электрода из фольги.
Конденсаторы с осаждением из паровой фазы относятся к неиндуктивному типу, в которых электрод соединен с торцом. По способу изготовления различают намотанные и ламинированные типы.
Процесс производства пленочных конденсаторов
9Типы электролитических конденсаторов 0000｜Азбука электроники｜Узнайте о технологии с помощью TDK Конденсаторы, часть 6 «Электролитические конденсаторы [1]»
- фейсбук
- твиттер
- Линкедин
Эта статья переиздана. Прошлые статьи были реорганизованы и переписаны.
Он включает информацию о прошлых технологиях и продуктах, которая в настоящее время не обрабатывается TDK.
Электролитические конденсаторы типа
Электролитический конденсатор представляет собой конденсатор, в котором в качестве диэлектрика используется оксидная пленка из алюминия, тантала или другого окисляемого металла. Из-за потенциальной большой емкости конденсаторы этого типа широко используются в цепях электропитания и подобных устройствах. Существует две основные категории, использующие либо электролит на водной основе (влажный), либо твердый электролит. Эти категории могут быть дополнительно подразделены, как показано ниже. Электролитические конденсаторы обычно имеют полярность, но бывают и неполярные.
Основной принцип конструкции электролитического конденсатора
Емкость конденсатора рассчитывается по приведенной ниже формуле.
Как видно из формулы, чем больше площадь поверхности электрода и чем меньше расстояние между электродами, тем выше емкость конденсатора.
Для многослойных керамических конденсаторов и пленочных конденсаторов используется диэлектрик листового типа. Напротив, диэлектрик в алюминиевом электролитическом конденсаторе представляет собой оксидный слой, образованный на металлической поверхности посредством электрохимической обработки поверхности. Поверхность фольги электрода становится шероховатой в процессе травления для увеличения эффективной площади поверхности и, следовательно, емкости.
Структура алюминиевого электролитического конденсатора
Алюминиевый электролитический конденсатор представляет собой конденсатор, в котором в качестве диэлектрика используется пленка оксида алюминия.
