Виды конденсаторов. Виды и применение конденсаторов: полное руководство

Какие бывают типы конденсаторов. Чем отличаются керамические, пленочные и электролитические конденсаторы. Где применяются разные виды конденсаторов. Как выбрать подходящий конденсатор для схемы.

Основные типы конденсаторов и их особенности

Конденсаторы являются одними из самых распространенных компонентов в электронике. Существует несколько основных типов конденсаторов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки:

• Керамические конденсаторы
• Пленочные конденсаторы
• Электролитические конденсаторы
• Танталовые конденсаторы
• Слюдяные конденсаторы

Рассмотрим особенности каждого из этих типов подробнее.

Керамические конденсаторы

Керамические конденсаторы состоят из керамического диэлектрика, покрытого с двух сторон металлическими обкладками. Их основные характеристики:

• Небольшие размеры при высокой емкости
• Низкая стоимость
• Высокая стабильность параметров
• Возможность работы на высоких частотах

Керамические конденсаторы широко применяются в высокочастотных цепях, цепях развязки и фильтрации.

Пленочные конденсаторы

Пленочные конденсаторы используют в качестве диэлектрика тонкие полимерные пленки. Их особенности:

• Высокая точность номинала
• Низкие потери на высоких частотах
• Высокая надежность
• Возможность работы при высоких напряжениях

Пленочные конденсаторы часто применяются в фильтрах, резонансных контурах, цепях развязки.

Электролитические конденсаторы: преимущества и недостатки

Электролитические конденсаторы позволяют получить очень высокую емкость при небольших габаритах. Рассмотрим их основные плюсы и минусы:

Преимущества электролитических конденсаторов:

• Большая емкость при малых размерах
• Низкая стоимость
• Возможность получения очень высоких емкостей (до тысяч микрофарад)

Недостатки электролитических конденсаторов:

• Полярность (нельзя подключать в обратном направлении)
• Ограниченный срок службы
• Высокий ток утечки
• Низкая стабильность параметров

Электролитические конденсаторы широко применяются в источниках питания, фильтрах низких частот, цепях развязки по питанию.

Области применения различных типов конденсаторов

Выбор типа конденсатора зависит от требований конкретной схемы. Рассмотрим основные области применения разных видов конденсаторов:

Керамические конденсаторы

• Высокочастотные цепи
• Цепи развязки и фильтрации
• Генераторы

Пленочные конденсаторы

• Фильтры
• Резонансные контуры
• Высоковольтные цепи

Электролитические конденсаторы

• Источники питания
• Фильтры низких частот
• Цепи развязки по питанию

Танталовые конденсаторы

• Портативная электроника
• Авиационная и космическая техника
• Медицинское оборудование

Правильный выбор типа конденсатора позволяет оптимизировать характеристики схемы и снизить ее стоимость.

Как правильно выбрать конденсатор для схемы

При выборе конденсатора для конкретной схемы необходимо учитывать следующие факторы:

• Требуемая емкость
• Рабочее напряжение
• Допустимые отклонения емкости
• Температурный коэффициент емкости
• Рабочая частота
• Габаритные размеры
• Стоимость

Последовательность выбора конденсатора:

1. Определить требуемую емкость и рабочее напряжение
2. Выбрать подходящий тип конденсатора
3. Проверить соответствие характеристик требованиям схемы
4. Учесть условия эксплуатации (температура, влажность и т.д.)
5. При необходимости выбрать альтернативные варианты

Правильный выбор конденсатора обеспечит надежную и стабильную работу электронного устройства.

Маркировка и обозначение конденсаторов

Для правильной идентификации конденсаторов используется специальная маркировка. Основные способы маркировки:

• Цветовая маркировка
• Буквенно-цифровая маркировка
• Маркировка SMD-компонентов

Цветовая маркировка применяется для керамических и пленочных конденсаторов малой емкости. Значение емкости кодируется с помощью цветных полос.

Буквенно-цифровая маркировка используется для конденсаторов большей емкости. Например, маркировка «104» означает емкость 100000 пФ или 0.1 мкФ.

Для SMD-конденсаторов применяется специальный код, состоящий из трех или четырех символов.

Правильная расшифровка маркировки позволяет быстро определить параметры конденсатора и выбрать подходящий компонент для схемы.

Новые технологии в производстве конденсаторов

Развитие технологий приводит к появлению новых типов конденсаторов с улучшенными характеристиками:

• Суперконденсаторы (ионисторы)
• Полимерные конденсаторы
• Многослойные керамические конденсаторы (MLCC)

Суперконденсаторы обладают очень высокой емкостью (до тысяч фарад) и применяются в качестве накопителей энергии.

Полимерные конденсаторы сочетают преимущества электролитических и пленочных конденсаторов, обеспечивая высокую емкость и надежность.

Многослойные керамические конденсаторы позволяют получить высокую емкость при малых размерах и широко применяются в современной электронике.

Новые технологии позволяют создавать конденсаторы с улучшенными характеристиками для различных применений.

Виды конденсаторов — основы электроники

Содержание

Виды конденсаторов

Бумажные и металлобумажные конденсаторы

У бумажного конденсатора диэлектриком, разделяющим фольгированные обкладки, является специальная конденсаторная бумага. В электронике бумажные конденсаторы могут применяться как в цепях низкой частоты, так и в высокочастотных цепях.

Хорошим качеством электрической изоляции и повышенной удельной емкостью обладают герметичные металлобумажные конденсаторы, у которых вместо фольги (как в бумажных конденсаторах) используется вакуумное напыление металла на бумажный диэлектрик.

Бумажный конденсатор не имеет большую механическую прочность, поэтому его начинку помещают в металлический корпус, служащий механической основой его конструкции.

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор
Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Электролитические конденсаторы

В электролитических конденсаторах, в отличии от бумажных, диэлектриком является тонкий слой оксида металла, образованный электрохимическим способом на положительной обложке из того же металла.

Вторую обложку представляет собой жидкий или сухой электролит. Материалом, создающим металлический электрод в электролитическом конденсаторе, может быть, в частности, алюминий и тантал. Традиционно, на техническом жаргоне «электролитом» называют алюминиевые конденсаторы с жидким электролитом.

Но, на самом деле, к электролитическим также относятся и танталовые конденсаторы с твердым электролитом (реже встречаются с жидким электролитом). Почти все электролитические конденсаторы поляризованы, и поэтому они могут работать только в цепях с постоянным напряжением с соблюдением полярности.

В случае инверсии полярности, может произойти необратимая химическая реакция внутри конденсатора, ведущая к разрушению конденсатора, вплоть до его взрыва по причине выделяемого внутри него газа.

К электролитическим конденсаторам так же относится, так называемые, суперконденсаторы (ионисторы) обладающие электроемкостью, доходящей порой до нескольких тысяч Фарад.

Алюминиевые электролитические конденсаторы

В качестве положительного электрода используется алюминий. Диэлектрик представляет собой тонкий слой триоксида алюминия (Al₂O₃),

Свойства:

• работают корректно только на малых частотах;
• имеют большую емкость.

Характеризуются высоким соотношением емкости к размеру: электролитические конденсаторы обычно имеют большие размеры, но конденсаторы другого типа, одинаковой емкости и напряжением пробоя были бы гораздо больше по размеру.

Характеризуются высокими токами утечки, имеют умеренно низкое сопротивление и индуктивность.

Танталовые электролитические конденсаторы

Это вид электролитического конденсатора, в котором металлический электрод выполнен из тантала, а диэлектрический слой образован из пентаоксида тантала (Ta₂O₅).

Свойства:

• высокая устойчивость к внешнему воздействию;
• компактный размер: для небольших (от нескольких сотен микрофарад), размер сопоставим или меньше, чем у алюминиевых конденсаторов с таким же максимальным напряжением пробоя;
• меньший ток утечки по сравнению с алюминиевыми конденсаторами.

Полимерные конденсаторы

В отличие от обычных электролитических конденсаторов, современные твердотельные конденсаторы вместо оксидной пленки, используемой в качестве разделителя обкладок, имеют диэлектрик из полимера. Такой вид конденсатора не подвержен раздуванию и утечке заряда.

Физические свойства полимера способствуют тому, что такие конденсаторы отличаются большим импульсным током, низким эквивалентным сопротивлением и стабильным температурным коэффициентом даже при низких температурах.

Полимерные конденсаторы могут заменять электролитические или танталовые конденсаторы во многих схемах, например, в фильтрах для импульсных блоков питания, или в преобразователях DC-DC.

Обозначение емкости на конденсаторах

Номинальную емкость и допускаемое отклонение от нее, а в некоторых случаях и номинальное напряжение указывают на корпусах конденсаторов.

В зависимости от их размеров номинальную емкость и допускаемое отклонение указывают в полной или сокращенной (кодированной) форме.

Полное обозначение емкости состоит из соответствующего числа и единицы измерения, причем, как и на схемах, емкость от 0 до 9 999 пФ указывают в пикофарадах (22 пФ, 3 300 пФ и т. д.), а от 0,01 до 9 999 мкФ —в микрофарадах (0,047 мкФ, 10 мкФ и т. д.).

В сокращенной маркировке единицы измерения емкости обозначают буквами П (пикофарад), М (микрофарад) и Н (нанофарад; 1 нано-фарад=1000 пФ = 0,001 мкФ).

При этом емкость от 0 до 100 пФ обозначают в пикофарадах, помещая букву П либо после числа (если оно целое), либо на месте запятой (4,7 пФ — 4П7; 8,2 пФ —8П2; 22 пФ — 22П; 91 пФ — 91П и т. д.).

Емкость от 100 пФ (0,1 нФ) до 0,1 мкФ (100 нФ) обозначают в нанофарадах, а от 0,1 мкФ и выше — в микрофарадах.

В этом случае, если емкость выражена в долях нанофарада или микрофарада, соответствующую единицу измерения помещают на месте нуля и запятой (180 пФ=0,18 нФ—Н18; 470 пФ=0,47 нФ —Н47; 0,33 мкФ —МЗЗ; 0,5 мкФ —МбО и т. д.), а если число состоит из целой части и дроби — на месте запятой (1500 пФ= 1,5 нФ — 1Н5; 6,8 мкФ — 6М8 и т. д.).

Емкости конденсаторов, выраженные целым числом соответствующих единиц измерения, указывают обычным способом (0,01 мкФ —10Н, 20 мкФ — 20М, 100 мкФ — 100М и т. д.). Для указания допускаемого отклонения емкости от номинального значения используют те же кодированные обозначения, что и для резисторов.

Проходные и опорные конденсаторы

Для защиты от помех, которые могут проникнуть в прибор через цепи питания и наоборот, а также для различных блокировок используют так называемые проходные конденсаторы. Такой конденсатор имеет три вывода, два из которых представляют собой сплошной токонесущий стержень, проходящий через корпус конденсатора.

К этому стержню присоединена одна из обкладок конденсатора. Третьим выводом является металлический корпус, с которым соединена вторая обкладка. Корпус проходного конденсатора закрепляют непосредственно на шасси или экране, а токоподводящий провод (цепь питания) припаивают к его среднему выводу.

Благодаря такой конструкции токи высокой частоты замыкаются на шасси или экран устройства, в то время как постоянные токи проходят беспрепятственно.

На высоких частотах применяют керамические проходные конденсаторы, в которых роль одной из обкладок играет сам центральный проводник, а другой — слой металлизации, нанесенный на керамическую трубку. Эти особенности конструкции отражает и условное графическое обозначение проходного конденсатора (рис. 3).

Рис. 3. Внешний вид и изображение на схемах проходных и опорных конденсаторов.

Наружную обкладку обозначают либо в виде короткой дуги (а), либо в виде одного (б) или двух (в) отрезков прямых линий с выводами от середины. Последнее обозначение используют при изображении проходного конденсатора в стенке экрана.

С той же целью, что и проходные, применяют опорные конденсаторы, представляющие собой своего рода монтажные стойки, устанавливаемые на металлическом шасси. Обкладку, соединяемую с ним, выделяют в обозначении такого конденсатора тремя наклонными линиями, символизирующими «заземление» (рис. 3,г).

Принцип работы

Теперь, когда мы знаем, как обозначается данный элемент на схемах, нужно рассмотреть принцип работы конденсатора. Когда обкладки конденсатора подключают к источнику питания, электрические заряды от положительного и отрицательного зажима ИП устремляются к обкладкам, скапливаясь на них.

Электрический ток прерывается после заряда конденсатора до номинальной ёмкости, так как между обкладками находится слой диэлектрика он не может протекать постоянно. Когда источник питания отключат, на конденсаторе останутся заряды, а значит и останется напряжение на его выводах.

Заряды, скопившиеся на каждой из обкладок, противоположны. Соответственно та обкладка, что была подключена к плюсовому выводу источника питания – заряжена положительно, а та, что к минусовому – отрицательно. Принцип работы этого изделия основан на притяжении разноименных зарядов в электрической цепи.

Простыми словами конденсатор сохранит ту энергию, которая была передана от источника питания – в этом и кроется его назначение. Однако на практике есть разнообразные потери и утечки.

Интересно! Лейденская банка – это прообраз современных конденсаторов, родившийся на свет в 1745 году. Это устройство было способно накапливать энергию и извлекать искры при замыкании его обкладок. Внешний вид и конструкцию вы видите ниже.

А на рисунке ниже вы видите конструкцию простейшего плоского конденсатора – две обкладки, разделенные диэлектриком:

Так как ёмкость прямо пропорциональна площади обкладок и обратно пропорциональна расстоянию между ними – то чтобы увеличить ёмкость, инженеры разработали ряд других форм конденсаторов. Например, свёрнутые в спираль обкладки – так их площадь становилась во много раз больше при тех же габаритных размерах, а также цилиндрические и сферические решения.

Один из законов коммутации гласит, что напряжение на обкладках конденсатора не может изменится скачком, что и иллюстрирует следующая миниатюра.

Особенности и требования к конденсаторам

В зависимости от того, в какой цепи используют конденсаторы, к ним предъявляют и разные требования. Так, конденсатор, работающий в колебательном контуре, должен иметь малые потери на рабочей частоте, высокую стабильность емкости во времени и при изменении температуры, влажности, давления и т. д.

Потери в конденсаторах, определяемые в основном потерями в диэлектрике, возрастают при повышении температуры, влажности и частоты. Наименьшими потерями обладают конденсаторы с диэлектриком из высокочастотной керамики, со слюдяными и пленочными диэлектриками, наибольшими — конденсаторы с бумажным диэлектриком и из сегнетокерамики.

Это обстоятельство необходимо учитывать при замене конденсаторов в радиоаппаратуре. Изменение емкости конденсатора под воздействием окружающей среды (в основном, ее температуры) происходит из-за изменения размеров обкладок, зазоров между ними и свойств диэлектрика.

В зависимости от конструкции и примененного диэлектрика конденсаторы характеризуются различным температурным коэффициентом емкости (ТКЕ), который показывает относительное изменение емкости при изменении температуры на один градус; ТКЕ может быть положительным и отрицательным. По значению и знаку этого параметра конденсаторы разделяются на группы, которым присвоены соответствующие буквенные обозначения и цвет окраски корпуса.

Для сохранения настройки колебательных контуров при работе в широком интервале температур часто используют последовательное и параллельное соединение конденсаторов, у которых ТКЕ имеют разные знаки. Благодаря этому при изменении температуры частота настройки такого термокомпенсированного контура остается практически неизменной.

Как и любые проводники, конденсаторы обладают некоторой индуктивностью. Она тем больше, чем длиннее и тоньше выводы конденсатора, чем больше размеры его обкладок и внутренних соединительных проводников.

Наибольшей индуктивностью обладают бумажные конденсаторы, у которых обкладки выполнены в виде длинных лент из фольги, свернутых вместе с диэлектриком в рулон круглой или иной формы. Если не принято специальных мер, такие конденсаторы плохо работают на частотах выше нескольких мегагерц.

Поэтому на практике для обеспечения работы блокировочного конденсатора в широком диапазоне частот параллельно бумажному подключают керамический или слюдяной конденсатор небольшой емкости.

Однако существуют бумажные конденсаторы и с малой собственной индуктивностью. В них полосы фольги соединены с выводами не в одном, а во многих местах. Достигается это либо полосками фольги, вкладываемыми в рулон при намотке, либо смещением полос (обкладок) к противоположным концам рулона и пропайкой их (рис. 1).

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.

Типы конденсаторов

Основная классификация конденсаторов проводится по типу используемого в нем диэлектрика, что определяет главные электротехнические характеристики конденсаторов: величину максимального напряжения, сопротивление изоляции, величину потерь, стабильность ёмкости и т. п.

Основные разновидности по виду диэлектрика:

1. С жидким диэлектриком.
2. Вакуумные, у которых обкладки  находятся в вакууме без диэлектрика.
3. С газообразным диэлектриком.
4. Электролитические и оксид-полупроводниковые конденсаторы. В качестве диэлектрика выступает оксидный слой металлического анода, а с другой электрод (катод)- это электролит, но в оксид-полупроводниковых- это полупроводниковый слой , нанесённый на оксидный слой с другой стороны. Данный тип конденсаторов обладает самой огромной удельной ёмкостью по сравнению с другими.
5. Конденсаторы с твёрдым органическим диэлектриком— пленочные, бумажные, метало-бумажные, а так же комбинированные — бумажно-плёночные и т. п.
6. Конденсаторы с твёрдым неорганическим диэлектриком— керамические,  стеклянные, слюдяные, из неорганических плёнок,  а так же комбинированные- стекло-керамические, стекло-эмалевые,  стекло-плёночные и др.

Различаются конденсаторы и по возможности изменения своей ёмкости:

• Самые распространенные постоянные конденсаторы, обладающие постоянной емкостью на протяжении всего срока службы.
• Переменные конденсаторы  применяются в радиоприемниках и не только. Они при работе аппаратуры обладают возможностью изменения ёмкости с использованием механического метода (реостат), либо изменения электрического напряжения (варикапы, вариконды) или температуры (термоконденсаторы).
• Подстроечные конденсаторы используются для периодической или разовой подстройки или регулировки  ёмкостей  в  цепях схем, в которых необходимо незначительное изменение ёмкости для нормального функционирования устройств.

По назначению использования конденсаторы делятся на:

• Низковольтные общего назначения, самый распространенный вид широко используемый в различных схемах.
• Высоковольтные, используемые в цепях с высоким напряжением.
• Пусковые, применяемые для запуска электродвигателей.
• Импульсные, создающие импульс необходимый для работы фотовспышки, лазеров и т. п..
• Помехоподавляющие и т. п.

Преимущества электролитических конденсаторов:

• Большая емкость;
• Компактность.

Недостатки:

• Со временем электролит высыхает, теряется емкость;
• Работает только на низких частотах;
• Ограничения по эксплуатационным условиям и риск вздутия/взрыва.

Разберём подробнее преимущества и недостатки электролитов.

Большая емкость

Электролитические конденсаторы обладают большой емкостью, и это их отличительная и самая главная особенность среди остальных конденсаторов.

Емкость обозначается в микрофарадах (мкФ), поскольку электролиты с меньшими значениями не выпускают.

Они обычно выпускаются от нескольких мкФ, до нескольких Ф (1 000 000 мкФ).

Компактность

Благодаря химическим источникам, конденсаторы большой емкости намного компактнее, чем если бы их делали керамическими или пленочными.

Емкость конденсатора можно увеличить только за счет его обкладок, диэлектрика и геометрии. Поэтому электролиты лидируют по соотношению емкость/габариты.

Ионисторы

Разновидность электролитических конденсаторов — это ионисторы. Они обладают большей емкостью (например, 3000 Ф), и работают в основном как резервный или автономный низковольтный источник питания схемы. А также поддерживает схему в спящем режиме без другого источника.

Высыхание электролита

Основная проблема таких конденсаторов – это высыхание электролита. Обычно такая проблема проявляется из-за того, что техникой долго не пользуются или нарушаются условия эксплуатации (перегрев корпуса). Из-за этого электролит начинает высыхать, поэтому происходит потеря емкости.

Можно восстановить емкость конденсатора путем разбавления засохшего электролита дистиллированной водой (как аккумулятор), но это не выгодно. Лучше и надежнее всего заменить старый на новый, аналогичный по параметрам.

Работа на низких частотах

Это скорее особенность, чем недостаток. Большие емкости — это высокое реактивное сопротивление для высоких частот.

Поэтому, такие конденсаторы используются в низкочастотных цепях. Например, в блоках питания в качестве фильтров и сглаживания пульсаций.

Когда конденсатор вздувается и взрывается

Так как конденсаторы такого типа являются химическими источниками, то необходимо соблюдать полярность подключения.

Если вы подключите минус источника к плюсу конденсатора и плюс источника к минусу конденсатора, то сразу же начнется вскипание электролита. Такой эффект возникает из-за обратной химической реакции. Конденсатор может взорваться.

В старых конденсаторах типа К-50 корпус монолитный, и он взрывался громко и достаточно разрушительно.

В современных электролитах на корпусе есть небольшой надрез, который в случае вскипания электролита позволяет горячему пару выйти наружу.
Иногда они просто вдуваются без нарушения герметизации, а бывают и такие случаи, когда конденсатор полностью теряет герметичность.

На корпусах современных конденсаторов вертикальной чертой указывается минусовой контакт.

Внимательно устанавливайте и записывайте прежнее положение, ибо многие производители ставят свои обозначения.

Например, среди радиолюбителей обычно минусовые контакты рисуют в виде квадрата.

А производители печатных плат наоборот, рисуют квадратные контактные площадки под плюс конденсатора. И то, так делают не все.

Так как есть такая путаница среди и радиолюбителей и производителей, всегда обращайте на то. где указан плюсовой контакт. И записывайте прежнее положение детали, иначе это чревато взрывом.

История

Прототип современного конденсатора был сконструирован в 1745 году одновременно двумя учеными: голландским физиком Питером ван Мушенбруком и немецким лютеранским клириком Эвальдом Юргеном фон Клейстом. Первый назвал свое изобретение «Лейденской банкой», второй – медицинской банкой. Сходство в названиях было неслучайным – устройство, как немца, так и голландца, представляло собой стеклянную банку с двумя оловянными обкладками, расположенными на ее наружной и внутренней поверхностях, с вставленной в горлышко пробкой из диэлектрика, которую пронизывал металлический стержень с цепью. Заряжалось такое устройство от очень популярной в те времена электрофорной машины. Накапливаемый при этом на обкладках заряд был небольшой – не более 1 микрокулона.

Изобретённые в 1745 году «банки» в течение последующих 200 лет практически не изменились. Только в середине 50-х годов XX века во время активного развития производства различных радиодеталей стали выпускаться первые накопители сравнительно небольших размеров. При этом они стали использоваться в различных бытовых приборах, электрическом инструменте, позднее – компьютерах.

К сведению. Современные радиодетали данного вида обладают большим разнообразием форм, размеров и характеристик: от самых больших и мощных ионисторов до мелких накопителей, применяемых в печатных платах компьютеров, в контроллерах бытовой техники.

«Лейденская банка» и современный накопитель заряда

 

 

Помогла ли вам статья?

Задать вопрос

Пишите ваши рекомендации и задавайте вопросы в комментариях

🎓 Типы конденсаторов и их применение — презентация на Slide-Share.

ru

1

Первый слайд презентации: Типы конденсаторов и их применение

Выполнила Мелентьева Н.Н.

Изображение слайда

2

Слайд 2: 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.

Изображение слайда

3

Слайд 3: Классификация

В основном типы конденсаторов разделяют : По характеру изменения емкости — постоянной емкости, переменной емкости и подстроечные. По материалудиэлектрика — в оздушные, керамические, стеклокерамические, стеклоэмалевые, слюдяные, бумажные, металлобумажные, фторопластовые, электролитические, оксидно-полупроводниковые,

Изображение слайда

4

Слайд 4: Классификация

По способу монтажа — для печатного или навесного монтажа. По назначению : Общего назначения 2. Специального назначения

Изображение слайда

5

Слайд 5: Основные параметры конденсаторов

Номинальная емкость (Сном) – значение электрической емкости, обозначенное на корпусе конденсатора Допускаемое отклонение емкости от номинального значения. Фактическое значение емкости конденсатора Сф может отличаться от номинального в пределах допускаемых отклонений указывается в % .

Температурный коэффициент емкости (ТКЕ) – параметр, учитывающий изменение емкости в зависимости от температуры, может быть: положительным, нулевым; отрицательным 4. Номинальное напряжение ( Uном ) – значение напряжения, обозначенное на конденсаторе

Изображение слайда

6

Слайд 6: 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.

Изображение слайда

7

Слайд 7: 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.

Изображение слайда

8

Слайд 8: 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 из алюминия или тантала.

Изображение слайда

9

Слайд 9: Танталовые 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.

Изображение слайда

10

Слайд 10: 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.

Изображение слайда

11

Слайд 11: 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.

Изображение слайда

12

Слайд 12: 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 выше емкость конденсатора. Благодаря этому свойству они широко применяются в качестве фильтра, который способен довольно успешно подавлять ВЧ и НЧ помехи, пульсации напряжения и скачки переменного тока.

Изображение слайда

13

Слайд 13: 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.

Изображение слайда

14

Слайд 14: 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.

Изображение слайда

15

Слайд 15: 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

Изображение слайда

16

Слайд 16: Маркировка конденсаторов

Изображение слайда

17

Слайд 17: 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 10 -3 1 Примеры: 10nF = 10нФ; 100пФ = 100pF = n10; μ10 = 100нФ = 100n; 3μ3 = 3,3мкФ.

Изображение слайда

18

Слайд 18: Маркировка конденсаторов

Д опустимое отклонение емкости и его кодирование буквой Допустимое отклонение в % ±0,1 ±0,25 ±0,5 ±1 ±2 ±5 ±10 ±20 ±30 Кодированное обозначение В С D F G I K M N

Изображение слайда

19

Слайд 19: Маркировка конденсаторов

В обозначении ТКЕ буквы обозначают знак: – минус; П – плюс; МП – близкое к нулю; Н — ненормировано. Цифры после букв показывают значение ТКЕ, например П100 (ТКЕ = 100×10 -6 K -1 ), М750 (ТКЕ = -750 ×10 -6 K -1 ). Буква Н указывает, что для данного конденсатора ТКЕ не нормируется, а цифры после нее – на возможное изменение емкости в диапазоне допустимых температур, например Н50 – изменение емкости относительно измеренной при 20°С не более ±50%.

Изображение слайда

20

Последний слайд презентации: Типы конденсаторов и их применение: Условное графическое обозначение конденсаторов

Изображение слайда

Типы конденсаторов в холодильной установке и их устройство

Первые конденсаторы появились еще в середине XVIII века одновременно с изобретением паровой машины. Они предназначались для охлаждения пара до состояния воды. Это позволяло использовать жидкость в замкнутом контуре и не подключать станки к водопроводу.

Два века спустя назначение конденсатора холодильной машины практически не изменилось. С помощью этого узла хладагент (аммиак, фреон) из газообразного агрегатного состояния переходит в жидкое. Это позволяет повысить производительность бытовых, торговых и промышленных агрегатов, длительное время сохранять замороженные или охлажденные продукты без тепловой обработки.

О типах конденсаторов в холодильной установке речь и пойдет далее. Будут рассмотрены основные классификации, в том числе по способу охлаждения.

Классификация конденсаторов для холодильного агрегата

На рынке представлены тысячи моделей. Они отличаются производительностью, размерами, мощностью, предназначением, способом размещения. Но все же большая часть из них относится к одному из типов, приведенных ниже.

Начинать рассмотрение необходимо со способа охлаждения хладагента. По этому признаку конденсатор может быть:

• воздушным;

• водяным.

Второй вариант используется редко. Причина заключается в том, из-за принципа работы холодильного конденсатора трубки с хладагентом достаточно быстро покрываются ржавчиной. Их приходится менять. Если же использовать материалы, устойчивые к коррозии, повышается стоимость оборудования. Водяные конденсаторы в основном применяются в установках средней и большой мощности, например, на овощных и продуктовых складах. Бытовые холодильные агрегаты имеют воздушный тип охлаждения.

По виду хладагента конденсаторы делятся на аммиачные и фреоновые. Первый тип чаще используется в промышленности, второй — в быту и торговле.

Также выделяют типы конденсаторов в холодильной установке по способу циркуляции воздуха. Он может быть:

• естественным. Этот способ охлаждения хладагента используется во многих сухих градирнях. Но разница температур на входе и выходе системы редко превышает 5–6 0С;
• принудительным. Для ускорения процессов охлаждения в одной оси с трубками с хладагентом устанавливают вентиляторы. За счет этого увеличивается теплосъем, фреон или аммиак быстрее возвращаются в жидкое состояние.

Типы конденсаторов холодильных машин по способу исполнения

Конденсаторы классифицируют еще по нескольким признакам. Например, секции с хладагентом можно подключать:

• последовательно;
• параллельно.

В крупных холодильных агрегатах секции соединяют по комбинированному принципу. Отдельные блоки монтируют последовательно, а укрупненные секции в рамках одной конструкции устанавливают параллельно.

Непосредственно трубы, по которым проходит хладагент, могут быть с оребрением и гладкими. Для изготовления ребер используют медные пластины или проволоку. Они могут располагаться как на поверхности, так и внутри трубы. Цель оребрения — увеличение теплоотдачи. Хладагент быстрее остывает. В гладких змеевиках процессы теплосъема протекают медленнее. Но они проще в изготовлении и стоят дешевле.

В зависимости от конструкции выделяют конденсаторы для холодильного агрегата:

• кожухотрубные. В горизонтально расположенном кожухе проходят трубы с водой. Сверху в него подается хладагент (фреон или аммиак) в газообразном состоянии. Внутри он конденсируется и вновь пригоден к использованию;

• труба в трубе. По наружной подается вода или воздух для охлаждения, по внутренней — хладагент;
• кожухозмеевиковые. По конструкции и принципу действия схожи с кожухотрубными. Также по трубам подается вода для охлаждения, а пространство между ними заполняется хладагентом;

Помимо перечисленных вариантов, используют испарительные и оросительные конденсаторы. Но в силу специфики конструкции их используют в сухих и мокрых градирнях, где охлаждаются значительные объемы горячей воды.

Типы конденсаторов в составе холодильной установки по способу размещения:

• встроенные. Все узлы холодильного агрегата размещаются в одном корпусе;
• выносные. Конденсатор размещается отдельно. По такому принципу строятся сухие градирни, бытовые и промышленные кондиционеры.

Маркировка конденсаторов

Единых требований в данном вопросе нет. Отдельные рекомендации даются на уровне стандартов отдельных стран или межгосударственных объединений. Но большая часть производителей в маркировке указывает модельный ряд. Далее остается поднимать каталог конкретного завода и проверять параметры.

Технические характеристики обязательно обозначаются в паспорте изделия. Это относится к:

• типу конденсатора: водяной или воздушный;
• хладагенту: фреон или аммиак;
• климатическому исполнению: стандартное или тропическое.

Помимо этого, производитель может обозначить тип теплообменника: гладкотрубный или с оребрением.

Где купить конденсаторы

Однорядные и двухрядные конденсаторы с воздушным охлаждением, осевыми вентиляторами представлены здесь. Подобрать модель с учетом мощности и иных параметров помогут консультанты. Доставка выполняется во все регионы страны. На всю продукцию предоставляется гарантия.

Краткий обзор типов конденсаторов | Блог Advanced PCB Design

Ключевые выводы

• Основная конструкция конденсатора состоит из двух металлических пластин, разделенных слоем диэлектрика.

• Конденсаторы могут быть постоянными или переменными.

• Электролитические конденсаторы, иначе называемые поляризованными конденсаторами, являются наиболее часто используемым типом конденсаторов.

Конденсаторы являются наиболее часто используемыми электронными компонентами после резисторов. Конденсатор — это пассивный компонент, который используется для хранения электрической энергии в течение короткого периода времени. Способность конденсатора удерживать электрический заряд называется емкостью и измеряется в фарадах. Как и резисторы, конденсаторы могут быть соединены последовательно или параллельно, что позволяет изменять эффективную емкость. Существует несколько типов конденсаторов, разработанных для использования в электронных схемах. Рассмотрим эти типы и их функции.

Конденсаторы

Конденсаторы широко используются во всех отраслях электротехники и электроники. Базовая конструкция конденсатора состоит из двух металлических пластин, разделенных слоем диэлектрика. Выводы конденсатора вынесены из металлических пластин для внешних подключений. Емкость конструкции может быть определена следующим уравнением:

Факторы, влияющие на емкость

 Емкость конденсатора можно изменять, изменяя следующие параметры:

1. Площадь пластины: Емкость увеличивается за счет увеличения площади пластины.
2. Перекрытие пластин: По мере увеличения площади перекрытия параллельных пластин значение емкости увеличивается.
3. Расстояние между пластинами: Чем ближе расположены параллельные пластины, тем больше значение емкости.
4. Характер диэлектрика: Выбор диэлектрического материала с высокой диэлектрической проницаемостью увеличивает значение емкости.

Обычно в качестве диэлектрика между пластинами из тонкой металлической фольги используются тонкие пластиковые пленки, что сближает пластины и увеличивает емкость. Вся конструкция заключена в пластик, чтобы сделать конструкцию жесткой.

Типы конденсаторов 

Существует несколько типов конденсаторов; конденсаторы могут быть постоянными или переменными конденсаторами. В переменных конденсаторах значение емкости можно намеренно изменить с помощью электронных или механических средств. Переменные конденсаторы часто используются для настройки радио. По сравнению с переменными конденсаторами конденсаторы, емкость которых не может быть изменена никаким образом, называются постоянными конденсаторами. Конденсаторы постоянной емкости можно разделить на следующие типы.

Типы постоянных конденсаторов

1. Бумажный конденсатор: В бумажных конденсаторах слои металлической фольги перемежаются бумагой, пропитанной маслом или воском. Эти типы конденсаторов широко используются в силовых цепях, особенно в бытовой технике.
2. Слюдяной конденсатор: Диэлектрические потери, связанные со слюдяными конденсаторами, очень малы, поэтому эти конденсаторы используются в высокочастотных цепях. Стоимость слюдяных конденсаторов высока по сравнению с другими типами конденсаторов. Для слюдяных конденсаторов доступны две компоновки:
   1. Слюдяная и металлическая фольга расположены чередующимися слоями и плотно прижаты друг к другу.
   2. На торцы листа слюды напылены тонкие пленки серебра.
3. Полиэфирный конденсатор: Две тонкие полиэфирные пленки, металлизированные на одном конце, скручены вместе, образуя структуру, аналогичную бумажному конденсатору. Клемма, подключенная к внешнему электроду из металлической фольги, отмечена черной полосой и должна быть подключена к более низкому рабочему потенциалу. Конденсатор из полиэстера имеет цветовую маркировку, аналогичную резисторам. Эти конденсаторы подходят для высоковольтных приложений.
4. Керамический конденсатор: Керамический конденсатор изготавливается путем нанесения металлического покрытия на оба конца тонкого керамического диэлектрического материала. Несколько таких керамических слоев укладываются вместе и отделяются от каждого слоя дополнительным количеством керамики. Слои соединены металлическими электродами и выведены в качестве выводов. Емкость керамического конденсатора варьируется от 1 пФ до примерно 1 мкФ с номинальным рабочим напряжением до нескольких тысяч вольт. Эти конденсаторы подходят для высокотемпературных применений. Керамические конденсаторы делятся на:
   1. Керамический конденсатор класса 1: в этом типе керамического конденсатора используются керамические материалы, нечувствительные к изменениям температуры. Как правило, значение емкости меньше при высокой стабильности и низких потерях независимо от температуры. Эти типы керамических конденсаторов обычно используются в высокочастотных цепях в телевизионных и радиотюнерах, генераторах и фильтрах.
   2. Керамический конденсатор класса 2: Керамические материалы, полученные из титаната бария (с диэлектрической проницаемостью, равной 6000+), которые чувствительны к температуре, используются в керамических конденсаторах класса 2. Эти конденсаторы обладают большей емкостью в небольших корпусах для поверхностного монтажа. Они подходят для сопряжения, байпаса и буфера.
   3. Конденсатор класса 3: керамические конденсаторы обеспечивают более высокий объемный КПД, чем керамические конденсаторы класса 2. Однако керамические конденсаторы класса 3 обладают плохой температурной стабильностью, точностью и старением со временем по сравнению с их аналогами.
5. Конденсатор из поликарбоната: Конденсатор из поликарбоната с очень стабильным диэлектрическим материалом обеспечивает широкий допуск. Он может работать при температуре от -55°C до +125°C и обладает хорошим сопротивлением изоляции и коэффициентом рассеяния. Этот конденсатор является частью термопластичных полимерных конденсаторов.
6. Электролитический конденсатор: Электролитические конденсаторы, также называемые поляризованными конденсаторами, являются наиболее часто используемым типом конденсаторов в электротехнике и электронике. Электролитические конденсаторы чувствительны к полярности. Они состоят из анода с изолирующим оксидным слоем, образующим диэлектрик конденсатора. Толщина образования оксидного слоя настолько мала, что значение «d» в приведенном выше уравнении становится малым, что делает значение емкости высоким. Электролитические конденсаторы доступны с высоким номинальным напряжением и обычно используются для приложений связи и развязки. В зависимости от материала диэлектрика электролитические конденсаторы можно разделить на:
   1. Танталовые электролитические конденсаторы с пятиокисью тантала в качестве диэлектрика.
   2. Алюминиевые электролитические конденсаторы с оксидом алюминия в качестве диэлектрика.
   3. Конденсаторы электролитические ниобиевые с пятиокисью ниобия в качестве диэлектрика.

Список типов конденсаторов еще длиннее с другими вариантами, такими как пленочные конденсаторы из полистирола, пленочные конденсаторы из ПТФЭ, кремниевые конденсаторы и суперконденсаторы. При выборе любого из этих типов конденсаторов для данного приложения необходимо учитывать такие факторы, как стабильность, стоимость, точность, утечка, температура и размер.

Набор инструментов Cadence для проектирования и анализа помогает разработчикам создавать печатные платы с различными типами конденсаторов, резисторов, катушек индуктивности и других активных компонентов. Если вы хотите узнать больше о том, какое решение у Cadence есть для вас, поговорите с нашей командой экспертов.

Свяжитесь с нами

Решения Cadence PCB — это комплексный инструмент для проектирования от начала до конца, позволяющий быстро и эффективно создавать продукты. Cadence позволяет пользователям точно сократить циклы проектирования и передать их в производство с помощью современного отраслевого стандарта IPC-2581.

Подпишитесь на Linkedin Посетить сайт Больше контента от Cadence PCB Solutions

УЧИТЬ БОЛЬШЕ

типов-конденсаторов-символов-применений-значений

Типы конденсаторов

Конденсаторы являются одним из наиболее важных и основных компонентов, используемых в электрических цепях, таких как катушки индуктивности и резисторы. Это пассивное устройство, доступное в широком диапазоне конструкций. Их классификация основана на различных факторах, описанных в этом блоге. Пожалуйста, читайте дальше, чтобы узнать больше!

Что такое конденсатор?

Конденсатор является важным и пассивным компонентом, используемым для хранения энергии в виде электрического тока. Он состоит из двух проводников, разделенных с помощью диэлектрического материала в виде пластин, в которых накапливается электрический заряд. Одна пластина несет отрицательный заряд, а другая – положительный.

Эффект конденсатора называется емкостью и определяется как отношение электрического заряда Qs к напряжению V. Емкость выражается следующей формулой:

Кл = Q/В

Здесь

Q обозначает электрический заряд, который количественно выражается в кулонах

Кл обозначает емкость, которая количественно выражается в фарадах

В представляет собой напряжение на пластин и измеряется в вольтах

Как классифицируются конденсаторы?

На рынке доступны различные типы конденсаторов: от очень маленьких и хрупких, таких как радиосхемы, до больших и металлических корпусов, используемых в сглаживающих схемах и для коррекции мощности высокого напряжения.

Конденсаторы классифицируются в зависимости от их конструкции на следующие типы: переменные конденсаторы, подстроечные конденсаторы и фиксированные конденсаторы. Они также классифицируются на основе их поляризации на два типа конденсаторов — поляризованные и неполяризованные конденсаторы.

Поляризованные конденсаторы являются жизненно важными компонентами электрической цепи и иногда называются электролитическими конденсаторами. Они используются для достижения емкости высокой плотности. Однако обычно неполярные конденсаторы предпочтительнее поляризованных, поскольку они не повреждаются и не разрушаются из-за обратного напряжения. Кроме того, они могут использоваться для использования в цепях чистого переменного тока.

Неполяризованные конденсаторы также используются в цепях постоянного тока, поскольку они не имеют отрицательных и положительных выводов. Их утечка тока мала, а частота достаточно высока. Теперь, когда вы знакомы с классификацией конденсаторов, давайте рассмотрим их различные типы.

Типы конденсаторов

Конденсаторы можно разделить на две основные механические группы — постоянные и переменные. Как следует из названия, значение емкости постоянных конденсаторов является фиксированным, а значение емкости переменных конденсаторов является переменным. Ниже приведено описание различных типов конденсаторов с их характеристиками:

• Пленочные конденсаторы
• Керамические конденсаторы
• Электролитические конденсаторы
• Силовые пленочные конденсаторы
• Бумажные конденсаторы
• Керамические конденсаторы

Керамические конденсаторы

Этот конденсатор, вероятно, используется чаще всего, и его основным материалом является диэлектрик. Кроме того, они являются неполярными устройствами, поэтому их можно использовать в цепи в любом направлении.

Символ керамического конденсатора

Эти типы конденсаторов делятся на три группы в зависимости от их доступности: многослойные керамические конденсаторы для поверхностного монтажа, бессвинцовые дисковые керамические конденсаторы без покрытия для микроволнового излучения и свинцовые дисковые керамические конденсаторы. Они подразделяются на следующие категории в зависимости от температурного дрейфа, температурного диапазона и допусков.

Керамические конденсаторы класса 1: Керамические конденсаторы класса 1 считаются наиболее стабильными типами конденсаторов и имеют линейные характеристики.

Керамические конденсаторы класса 2: Характеристики этих керамических конденсаторов лучше с точки зрения объемного КПД. Однако на карту поставлены их стабильность и точность. Они используются в развязке и соединении.

Керамические конденсаторы класса 3: Объемный КПД этих керамических конденсаторов также довольно высок, но их коэффициент рассеяния и точность низки. Они находят применение в развязке.

Применение керамических конденсаторов

• Эти типы конденсаторов используются для использования в печатных платах.
• Поскольку они неполярны, керамические конденсаторы подходят для общего использования.
• Кроме того, поскольку они используются для снижения радиопомех, они находят применение в двигателях постоянного тока.

Пленочные конденсаторы

Эти типы конденсаторов иногда называют конденсаторами из пластиковой пленки, полимерной пленки или пленочного диэлектрика. Их преимущество в том, что они экономически выгодны и обычно не имеют ограничений по сроку годности. В пленочном конденсаторе используется тонкий диэлектрический материал, а другая сторона металлизирована. В зависимости от применения из пленочного конденсатора изготавливаются тонкие пленки. Эти типы конденсаторов имеют общий диапазон напряжений от 50 В до 2 кВ.

Обозначение пленочного конденсатора

Типы пленочных конденсаторов

В зависимости от применения и используемых диэлектрических материалов пленочные конденсаторы классифицируются следующим образом:

• Конденсаторы типа SMD
• Мощные снабберные конденсаторы
• Конденсаторы радиального типа
• Конденсаторы осевого типа

Применение пленочных конденсаторов

• Пленочные конденсаторы используются в качестве предохранительных конденсаторов. У них также есть приложения в электромагнитных помехах.
• Пленочные конденсаторы силового типа используются в силовой электронике.
• Пленочные конденсаторы также используются для защиты электроприборов и других электронных устройств от внезапных скачков напряжения.
• Используются для улучшения коэффициента мощности устройства.

Силовые пленочные конденсаторы

Материалы и методы изготовления, используемые в этом пленочном конденсаторе, такие же, как и в обычных пленочных конденсаторах. Диэлектрик, используемый в конденсаторе, изготовлен из полипропиленовой пленки.

Электролитические конденсаторы

В конденсаторах этого типа диэлектрик представляет собой металлический анод, покрытый оксидным слоем. Это поляризующие конденсаторы, которые классифицируются на основе их диэлектрической проницаемости.

• Алюминиевые электролитические конденсаторы содержат оксид алюминия в качестве диэлектрика.
• Танталовый электролитический конденсатор имеет пятиокись тантала в качестве диэлектрика.
• Ниобиевый электролитический конденсатор содержит пятиокись ниобия в качестве диэлектрика.

Символ электролитического конденсатора

Применение электролитических конденсаторов

• Эти конденсаторы используются, когда требуется большая емкость.
• Применяются в качестве фильтрующих устройств, уменьшающих пульсации напряжения.
• Они используются в аудиоусилителях для снижения электрических помех, создаваемых основным источником питания.
• Эти конденсаторы используются в сигнале постоянного тока со слабой составляющей переменного тока для сглаживания входных и выходных сигналов.

Бумажный конденсатор

Так называемый конденсатор постоянной емкости, диэлектрический материал в этом типе конденсатора сделан из бумаги и хранит фиксированное количество электрического заряда. Он состоит из двух металлических пластин, между которыми в качестве диэлектрического материала помещена бумага.

Обозначение бумажного конденсатора 

Применение бумажного конденсатора

• Эти конденсаторы применяются в системах связи, фильтрации помех и развязки.
• Они используются для блокировки сигналов постоянного тока, чтобы обеспечить их распространение.
• К этим конденсаторам относятся датчики влажности, датчики уровня топлива и т.д.
• Они также используются в автомобильных аудиосистемах для придания дополнительной мощности усилителям.

Какие наиболее распространенные типы конденсаторов?

Конденсаторы можно разделить на две механические группы — переменные и постоянные конденсаторы. Ниже приведены некоторые распространенные типы конденсаторов с их названиями.

• Пленочный и бумажный конденсатор
• Керамические конденсаторы типа
• Алюминиевые, ниобиевые и танталовые электролитические конденсаторы
• Серебряная слюда, кремний, стекло, вакуум и конденсатор с воздушным зазором.
• Конденсатор гибридного типа
• Полимерные конденсаторы типа
• Псевдоконденсаторы типа
• Двухслойные конденсаторы типа

Параметры конденсатора

Теперь, когда вы знакомы с типами и применением конденсаторов, давайте узнаем их значения. Значение конденсатора зависит от его типа. Например, значения электролитического конденсатора напечатаны на его корпусе вместе с выводами. Напротив, значения дискового конденсатора представлены такими символами, как мкФ, PF и KPF. Черная полоса указывает на отрицательный вывод конденсатора.

Способы определения типа конденсатора приведены ниже:

• Значение емкости конденсатора выражается в пикофарадах.
• Если третье число конденсатора равно нулю, его значение выражается как P.
• Если в конденсаторе три цифры, то третья цифра в нем указывает на количество нулей в конденсаторе этого типа.
• Если значения указаны в PF, их преобразование из KPF в мкФ упрощается.

Вывод

Прочитав весь блог, вы познакомитесь с различными типами конденсаторов, их применением и принципами работы. Поскольку конденсаторы являются неотъемлемой частью электрической цепи, знание их важно с точки зрения физики.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Какие металлы используются в конденсаторе?

Пластины конденсатора изготовлены из таких металлов, как серебро и алюминий. Между этими пластинами используются диэлектрические материалы из керамики, резины или бумаги, в зависимости от того, для каких целей они используются.

2.Как проверить качество конденсаторов?

Цифровой мультиметр, который подключается к концам пластин конденсатора, используется для анализа качества конденсатора. Отрицательный конец этого типа конденсатора соединяется с черным проводом мультиметра, а положительный конец соединяется с красным проводом. Конденсатор считается в хорошем состоянии, если показания колеблются от нуля до бесконечности.

3. В чем разница между пусковым конденсатором и рабочим конденсатором?

Тип пускового конденсатора используется, когда требуется отставание тока от напряжения. С другой стороны, рабочий конденсатор используется для улучшения подачи тока.

4.Какова полярность пленочных конденсаторов?

Поскольку пленочные конденсаторы неполяризованы, они не имеют полярности.

Пленочные конденсаторы, керамические конденсаторы, электролитические конденсаторы

Würth Elektronik Group

• Электронные и электромеханические компоненты
• Печатные платы
• Интеллектуальные системы питания и управления

Toolbox

Полезные инструменты для инженеров и покупателей

Ознакомьтесь с Toolbox

Бесплатные образцы

Закажите бесплатные образцы

Система поиска компонентов

Система поиска пассивных компонентов!

Запустите поиск

Блог — World of Electronics

Читать последние статьи

Компания Wurth Electronics Midcom предлагает широкий выбор конденсаторов, отвечающих вашим требованиям. Читайте дальше, чтобы узнать все о конденсаторах, в том числе о различных типах конденсаторов, популярных конденсаторных изделиях от Wurth Electronics Midcom, нашем специальном руководстве по проектированию ABC of Capacitors и предстоящих вебинарах по конденсаторам.

Что такое конденсаторы?

Конденсаторы являются незаменимыми компонентами современной электронной промышленности. Около двух третей всего объема рынка пассивных компонентов приходится на конденсаторы.

Так что же такое конденсатор? Мы рассмотрим основы ниже.

Технические основы конденсаторов

Путешествие в мир конденсаторов начинается со строения атома. Конденсатор описывает любое устройство для хранения стационарных электрических зарядов.

Структура конденсатора всегда состоит из двух проводящих поверхностей: электродов (иногда называемых листами). Они всегда разделены изолирующим материалом: диэлектриком. Вы можете увидеть взаимосвязь между электродами (1), диэлектрическим материалом (2) и расстоянием между электродами (3) на представленном изображении.

Это три ключевых параметра, используемых для определения мощности и управления производительностью конденсатора.

Емкость конденсатора описывает его способность накапливать электрические заряды. Он рассчитывается на основе постоянной поля, относительной диэлектрической проницаемости используемого диэлектрика, эффективной площади (площади перекрытия электродов) и толщины диэлектрика или расстояния между электродами.

В качестве электронного компонента конденсатор способен накапливать электрическую энергию, а затем снова ее высвобождать. Это выделение энергии происходит с определенной скоростью в течение определенного периода в зависимости от его конструктивных характеристик.

Таким образом, конденсатор представляет собой резервуар энергии, который блокирует прямое протекание тока с постоянным напряжением и позволяет протекать току с переменным или пульсирующим напряжением в зависимости от его емкости и заданной частоты. Это означает, что конденсатор может играть различную роль в зависимости от схемы:

• В цепи постоянного тока это устройство накопления заряда.
• В цепи переменного тока это частотно-зависимый резистор.

Основные характеристики конденсаторов

• Характеристики конденсатора имеют решающее значение при выборе конденсатора для определенного применения. Вот основные характеристики:
• Емкость
• Эквивалентная схема и ее параметры
• Номинальное напряжение
• Максимальное длительное напряжение
• Сопротивление изоляции
• Остаточный ток (постоянный ток утечки)
• Саморазряд
• Коэффициент рассеяния и добротность
• Диэлектрическая прочность/напряжение
• Температурный коэффициент/температурная зависимость
• Время нарастания импульса
• Импульсная нагрузочная способность
• Диэлектрическая абсорбция
• Пульсирующий ток
• Комплексная диэлектрическая проницаемость

И это только начало! Чтобы получить четкое представление о характеристиках конденсаторов и о том, как они влияют на различные приложения, ознакомьтесь с нашим руководством по проектированию ABC of Capacitors.

Будущее конденсаторов

Дальнейшее развитие конденсаторов включает два основных подхода.

Во-первых, продвижение миниатюризации, чтобы не отставать от растущей плотности интеграции в электронной промышленности.

Второе, конечно, для увеличения емкости. Поскольку конденсатор (как и классическая перезаряжаемая батарея) является потенциальным накопителем энергии, он становится все более привлекательным по мере развития технологии.

Типы конденсаторов

Существует несколько различных типов и конструкций конденсаторов. Конденсаторы с фиксированной емкостью наиболее распространены в современной электронике, хотя существуют конденсаторы с переменной емкостью (например, вращающиеся или подстроечные конденсаторы). Тем не менее, они играют довольно второстепенную роль.

Конденсаторы с фиксированной емкостью можно отличить по полярности. Неполярный конденсатор (пленочный и керамический) может работать как при постоянном, так и при переменном напряжении, а полярный конденсатор (электролитический и супер) может работать только при постоянном напряжении.

Три основных типа конденсаторов с фиксированной емкостью: пленочные, керамические и электролитические. Мы кратко опишем каждый ниже. Для более подробного обзора различных типов конденсаторов ознакомьтесь с нашим руководством по проектированию ABC of Capacitors.

Пленочные конденсаторы

Как уже упоминалось, пленочные конденсаторы не имеют полярности и имеют определенную емкость.

Для изготовления пленочного конденсатора наматывают либо 1) две металлические пленки с промежуточной пленкой, либо 2) пленки диэлектрика, на которые напылен металлический слой. Из-за этого пленочные конденсаторы иногда называют конденсаторами с обмоткой.

В пленочных конденсаторах в качестве диэлектрического материала используется бумага или пластиковая пленка. Таким образом, типы пленочных конденсаторов можно разделить по используемым материалам (M = металлизированный; F = пленочный; K = пластиковый; P = бумажный):

• FP
• ФК
• МП
• МК

Поскольку бумага имеет ряд недостатков (включая низкую относительную диэлектрическую проницаемость), обычно предпочтительны конденсаторы из пластиковой пленки (FK и MK).

Керамические конденсаторы

Керамические конденсаторы также не имеют полярности и имеют фиксированную емкость, но в качестве диэлектрического материала в них используются керамические материалы.

Чтобы построить керамический конденсатор, либо 1) однородный блок (однослойный конденсатор), либо 2) многослойный (многослойный конденсатор) создают монолитное керамическое тело. Однослойные керамические конденсаторы используются в устройствах с высоким напряжением и переменным напряжением, тогда как многослойные керамические конденсаторы (MLCC) в основном конфигурируются как компоненты поверхностного монтажа. MLCC, выпущенные квадриллионами единиц, являются преобладающим типом на мировом рынке.

Конструкция керамических конденсаторов позволяет создавать конструкции с очень низкой индуктивностью. Керамику, используемую в качестве диэлектрика, можно разделить на несколько классов:

• Класс 1 (низкая диэлектрическая проницаемость)
• Класс 2 (высокая диэлектрическая проницаемость)
• Класс 3
• Класс 4

По существу, эти классы различаются относительной диэлектрической проницаемостью, зависимостью от температуры, поведением при старении и диэлектрическими потерями. Классы 1 и 2 более распространены; классы 3 и 4 (также называемые переходными конденсаторами) сегодня вряд ли имеют какое-либо значение.

Имейте в виду, что керамика более чувствительна к механическим воздействиям, чем другие конструкции. Это следует учитывать как при изготовлении, так и при самом применении.

Электролитические конденсаторы

В отличие от двух предыдущих типов конденсаторов электролитические конденсаторы имеют полярность и только один металлический электрод. (Существуют неполярные или биполярные электролитические конденсаторы, но они имеют гораздо меньшую емкость и поэтому распространены гораздо меньше.)

Из-за несимметричной структуры электролитических конденсаторов их электроды можно различить как анодные (металлическая пленка, обычно алюминий) и катод (проводящий электролит).

Электролитические конденсаторы можно отличить по двум основным критериям: материалу электрода (алюминий, тантал или ниобий) и свойствам электролитов (влажный, твердый или гибрид влажный/твердый).

Наиболее распространенным типом электролитического конденсатора является алюминиевый электролитический. Существует два основных типа алюминиевых электролитических конденсаторов:

• Традиционные алюминиевые электролитические конденсаторы.
• Твердый полимер

Электролитические конденсаторы доступны с разъемами для SMT, THT, защелкивающихся и винтовых версий. Их лучше всего использовать для приложений с высокой емкостью, требующих отличной производительности.

Популярные конденсаторы от Wurth Electronics Midcom

Wurth Electronics Midcom предлагает широкий ассортимент конденсаторов. Есть два способа просмотреть их: наш онлайн-каталог продукции и наш печатный каталог продукции. Чтобы получить доступ к печатной версии, обратитесь к местному торговому представителю за копией.

Вот краткий обзор наших категорий конденсаторов:

• Помехоподавляющие конденсаторы
• Алюминиевые электролитические радиальные конденсаторы THD
• Алюминиевые электролитические V-образные конденсаторы SMT
• Алюминиево-полимерные радиальные конденсаторы THD
• Алюминиево-полимерные конденсаторы V-chip SMT
• Алюминиевые электролитические защелкивающиеся конденсаторы
• Многослойные керамические чип-конденсаторы (MLCC)
• Конструкторские комплекты для конденсаторов

Если вы хотите попробовать любой из наших конденсаторов от Wurth Electronics Midcom, обратите внимание, что мы предлагаем бесплатные образцы и наборы для проектирования с бесплатными заправками в течение всей жизни.