Простейший конденсатор состоит из 2-х металлических пластин (обкладок), разделённых изолятором (диэлектриком). Если одну обкладку конденсатора зарядить положительно, а другую отрицательно, то разноимённые заряды, притягиваясь друг к другу, будут удерживаться на обкладках. Поэтому конденсатор может быть накопителем электрической энергии.
Соответственно, приведено краткое описание различных типов конденсаторов, и дальнейшие описания различных типов конденсаторов можно получить через меню соответствующих статей в левой части страницы под основным меню. Существует много разных типов конденсаторов, но все они соответствуют одним и тем же основным физическим законам. Они определяют основной способ работы конденсатора, его значение, то есть количество заряда, которое он будет удерживать, и, следовательно, его емкость.
Температурный коэффициент ёмкости
Чтобы понять некоторые причины, по которым используются различные формы конденсатора, необходимо взглянуть на основную теорию за емкостью. Все конденсаторы соответствуют одним и тем же основным законам. Независимо от диэлектриков и многих других новых разработок, применяются те же законы.
Обкладки конденсатора обычно изготавливают из алюминия, меди, серебра, тантала. В качестве диэлектрика применяют специальную конденсаторную бумагу, слюду, синтетические плёнки, воздух, специальную керамику и т.п. На рис.3.2.1 показаны условные обозначения конденсаторов.
Рис.3.2.1. Условные обозначения конденсаторов.
а – постоянной ёмкости;
Хотя все конденсаторы работают по существу одинаково, ключевые отличия в конструкции различных типов конденсаторов имеют огромную разницу в их свойствах. Основным элементом конденсатора, который приводит к разным свойствам различных типов конденсаторов, является диэлектрик - материал между двумя пластинами. Его диэлектрическая проницаемость изменит уровень емкости, который может быть достигнут в определенном объеме.
Некоторые типы конденсаторов могут быть поляризованы, т.е. они переносят только напряжения в них в одном направлении. Другие типы конденсаторов не поляризованы и могут иметь напряжения любой полярности через них. Как правило, различные типы конденсаторов называются в зависимости от типа диэлектрика, который они содержат. Это дает хорошее представление об общих свойствах, которые они будут демонстрировать, и о том, какие функции схемы они могут использовать.
б – электролитический полярный;
в – электролитический неполярный;
г – переменной ёмкости;
д – переменной ёмкости многосекционный;
е – подстроечный;
ж – проходной;
з – опорный.
Важнейший параметр конденсатора – ёмкость С. Она зависит от площади его пластин, расстояния между ними и применяемого диэлектрика. Основная единица ёмкости – фарад (Ф) – в честь английского физика Фарадея. Используются также более мелкие единицы ёмкости.
Обзор различных типов конденсаторов
Существует множество различных типов конденсаторов, которые можно использовать - большинство основных типов описаны ниже. Керамические конденсаторные типы на сегодняшний день являются наиболее часто используемым типом конденсатора, который является дешевым и надежным, а их коэффициент потерь особенно низок, хотя это зависит от используемого точного диэлектрика. Ввиду их конструкционных свойств эти конденсаторы широко используются как в форматах с свинцовым, так и поверхностным креплением. Электролитический конденсатор: Электролитические конденсаторы - это тип конденсатора, который поляризован. Они могут предлагать высокие значения емкости - обычно выше 1 мкФ и наиболее широко используются для низкочастотных приложений - блоков питания, развязки и аудиосоединений, поскольку они имеют ограничение по частоте, если оно составляет около 100 кГц. Узнайте больше об электролитическом конденсаторе. Танталовый конденсатор. Подобно электролитическим конденсаторам, танталовые конденсаторы также поляризованы и обладают очень высоким уровнем емкости для их объема. Однако этот тип конденсатора очень нетерпим к обратному смещению, часто взрываясь, когда он находится под стрессом. Этот тип конденсатора также не должен подвергаться высоким пульсациям или напряжениям выше их рабочего напряжения. Они доступны как в виде свинца, так и на поверхности. Они, как правило, доступны только в виде элементов с электроприводом. Полиэфирный пленочный конденсатор: полиэфирные пленочные конденсаторы используются там, где стоимость является соображением, поскольку они не обеспечивают высокую устойчивость. Многие конденсаторы с полиэфирной пленкой имеют допуск 5% или 10%, что является достаточным для многих применений. Подробнее о полиэфирных конденсаторах. Металлизированный полиэфирный пленочный конденсатор. Этот тип конденсатора представляет собой, по существу, форму конденсатора из полиэфирной пленки, где сами полиэфирные пленки являются металлизированными. Преимущество использования этого процесса состоит в том, что, поскольку их электроды являются тонкими, общий конденсатор может содержаться в относительно небольшой упаковке. Металлизированные конденсаторы из полиэфирной пленки обычно доступны только в виде элементов с электроприводом. Поликарбонатный конденсатор: поликарбонатные конденсаторы используются в приложениях, где важны надежность и производительность. Поликарбонатная пленка очень стабильна и позволяет создавать конденсаторы с высокой дозой, которые с течением времени будут сохранять свою емкость. Однако производство поликарбонатного диэлектрика прекратилось, и их производство сейчас очень ограничено. Узнайте больше о поликарбонатном конденсаторе. Полипропиленовый конденсатор: полипропиленовый конденсатор иногда используется, когда требуется более высокий тип конденсатора, чем предлагаемые полиэфирные конденсаторы. Как следует из названия, этот конденсатор использует полипропиленовую пленку для диэлектрика. Одним из преимуществ конденсатора является то, что очень мало изменений емкости при применении времени и напряжения. Этот тип конденсатора также используется для низких частот, причем 100 кГц является верхним пределом.
- Значения варьируются от нескольких пикофарадов до примерно 1 микрофарады.
- Подробнее о керамическом конденсаторе.
1мкФ = Ф (микрофарада)
1нФ = Ф (нанофарада)
1пФ = Ф (пикофарада)
1мкФ = Ф = пФ; 1нФ = 10³пФ.
Параметры конденсаторов.
К основным электрическим параметрам относятся: номинальное значение ёмкости; допустимое отклонение от номинального значения; номинальное (рабочее) напряжение; сопротивление изоляции или ток утечки. Важнейшими значениями также являются величины, характеризующие потери в диэлектрике конденсатора – тангенс угла потерь tgδ, а также стабильность значения ёмкости при изменении температуры – ТКЕ (температурный коэффициент ёмкости).
Слюдяные конденсаторы являются одним из них. Слюдяные конденсаторы - это стабильные, надежные и высокоточные конденсаторы. Эти конденсаторы доступны от низкого напряжения до высокого напряжения. Значения емкости конденсаторов слюды в диапазоне от 20 пФ до 10 мкФ.
Конденсаторы слюды в основном используются в тех приложениях, где требуется высокая точность и низкое изменение емкости за время. Эти конденсаторы могут эффективно работать на высоких частотах. Слюда - это силикатный минерал, встречающийся в гранитах и других породах. Он часто используется в качестве электрического изолятора в электрических приложениях. В слюдяных конденсаторах слюда используется в качестве диэлектрического материала. Этот диэлектрический материал противостоит потоку электрического тока или электрических зарядов.
Номинальное значение ёмкости указано на корпусе конденсатора. Значения до 9999пФ выражаются в пикофарадах, свыше – в микрофарадах. Допустимое отклонение ёмкости от номинального значения зависит от класса точности конденсатора:
Существуют и более высокие классы точности до 0,1%. Номинальные значения ёмкостей конденсаторов с допустимыми отклонениями 5; 10; 20% приведены в таблице 2 (которая была приведена в п.3.1.).
Слюда также используется в триммерных конденсаторах. Различные типы диэлектрических материалов используются в слюдяных конденсаторах, таких как москвич или белая слюда, рубина или розовая слюда и янтарная слюда. Среди трех москвичей слюда наиболее часто используется для конструирования диэлектрика слюдяных конденсаторов.
Сложенные конденсаторы слюды
Слюдяные конденсаторы двух типов. Сложенные конденсаторы слюды Серебристые конденсаторы слюды. . Сложенные слюдяные конденсаторы изготовлены из тонких листов слюды, расположенных один над другим, и каждый лист слюды будет отделен тонким металлическим листом из меди или алюминия.
Рабочее напряжение – наибольшее напряжение между обкладками, при котором он нормально работает длительное время.
Сопротивление изоляции характеризует качество диэлектрика, значение тока утечки через него.
Потери в конденсаторах. Потери энергии в основном определяются потерями в диэлектрике и характеризуются тангенсом угла потерь tgδ. Чем больше tgδ, тем хуже качество конденсатора.
Весь блок заключен в пластиковый корпус, чтобы защитить его от механических повреждений и влаги. Клеммы подключаются на каждом конце конденсатора слюды. Листы слюды, расположенные между металлическими листами, действуют как диэлектрик, который противостоит потоку электрического тока, а медные или алюминиевые листы действуют как электроды.
Конденсаторы из серебристой слюды изготавливаются путем нанесения покрытия с обеих сторон листов слюды на серебро. Это можно сделать, используя технику скрининга. Несколько покрытых серебром слюдяных листов расположены один над другим для достижения желаемой емкости. Серебро, покрытое слюдой, действует как электроды, а слюдяные листы действуют как диэлектрик.
Температурный коэффициент ёмкости.
Это параметр, характеризующий изменение ёмкости конденсатора при изменении температуры на 1°С. ТКЕ выражают в миллионных долях от ёмкости конденсатора при комнатной температуре (20°С) на 1°С ( на 1°С).
ТКЕ = , где ΔС – отклонение ёмкости от номинального значения при изменении температуры на 1°С: ΔС = ТКЕ·С.
Недостатки конденсаторов слюды
Стабильная емкость Работает при высоких температурах выдерживает при очень высоких напряжениях Низкие потери Высокоточный диэлектрик обеспечивает хорошую изоляцию.
В чем разница между конденсаторами
- Требуется высокая стоимость.
- Правильное уплотнение.
Высокая емкостная способность позволяет этим конденсаторам хранить большое количество энергии для их размера. Существует несколько различных типов электролитов, но в основном они используют очень тонкий слой оксида в качестве диэлектрика и проводящий полужидкий электролит в качестве одного из пластинчатых электродов.
В зависимости от значения ТКЕ и его зависимости от температуры (линейная или нелинейная) конденсаторы постоянной ёмкости делятся на группы, каждая из которых характеризуется своим ТКЕ (табл. 4). Для конденсаторов других типов температурный коэффициент ёмкости отдельно не оговаривается, а указываются изменения ёмкости при крайних значениях рабочего диапазона температур по сравнению с ёмкостью в нормальных условиях (табл. 5).
Используя полистирольную пленку в качестве диэлектрика, эти конденсаторы обеспечивают высокую изоляцию, низкие искажения, высокочастотные диапазоны и хорошую температурную стабильность. Обычно они поставляются в сквозном отверстии, поэтому упаковка для поверхностного монтажа недоступна.
Другой тип пленочного конденсатора, майларовые колпачки обладает большими свойствами высокой тепло - и влагостойкости. Из-за этого они могут использоваться в более жестких средах, таких как силовые преобразователи, освещение, синхронизация и связь. Майлары, как правило, больше физического размера, чем другие колпачки, занимая более ценную недвижимость в этом процессе.
Различают конденсаторы постоянной ёмкости, переменной ёмкости и подстроечные.
Конденсаторы постоянной ёмкости.
- Слюдяные конденсаторы. В качестве диэлектрика используется слюда. Обкладки изготавливаются из фольги или серебра, нанесённого непосредственно на поверхность слюды. Обладают положительным ТКЕ. Имеются следующие типы конденсаторов:
Это тип электролитического конденсатора с тремя различными типами: танталовая фольга электролитическая, тантал с пористым анодом и жидким электролитом и тантал с пористым анодом и твердым электролитом. Танталовый конденсатор известен своей высокой емкостной плотностью.
Серебряные конденсаторы слюды имеют низкий уровень допуска, обеспечивающий высокую точность и стабильную работу. Слюда-диэлектрик содержит тонкие листы серебряной фольги между ними, чтобы обеспечить химически стабильную структуру, которая не реагирует на многие вещества окружающей среды. Используемые в настройках и суровых средах серебристые слюдяные колпачки используются для высокопроизводительных приложений, которые требуют максимальной точности и надежности.
КСО – конденсатор слюдяной опрессованный, КСОТ – конденсатор слюдяной опрессованный термостойкий, СГМ – слюдяной герметизированный малогабаритный.
- Бумажные и плёночные конденсаторы . Обкладки – ленты из металлической фольги. Диэлектрик – специальная конденсаторная бумага, пропитанная вазелином или конденсаторным маслом. В плёночных конденсаторах в качестве диэлектрика применяются плёнки из полистирола, лавсана или фторопласта. Типы конденсаторов: БМ, БМТ, К40П-1, К40П-2, ПМ (полистироловый малогабаритный), ПСО, ФТ, К72П-2.
Конечно, каждый конденсатор может использоваться во многих различных приложениях. Так получилось, что некоторые из них работают лучше в некоторых приложениях, чем другие. Забыли ли мы упомянуть вашу любимую кепку? Скажите нам, какой ваш любимый тип конденсатора и какие приложения вы используете для него. Его интересы включают спорт, фильмы, музыку и игры с прохладными новыми гаджетами. Это было время, когда конденсаторы использовались прежде всего для получения раннего понимания электричества, предшествующего открытию даже электрона.
Это было также время для проведения демонстраций в зале, таких как наличие людей, держащихся за руки, и разряд через них конденсатора. Передатчики создали высокое напряжение для разрядки через искровой промежуток и так использовали фарфоровые конденсаторы, чтобы выдерживать это напряжение. Также требовалась высокая частота. Это были в основном банки Лейдена, и для получения требуемых емкостей потребовалось много места.
- Металлобумажные и металлоплёночные конденсаторы . В качестве диэлектрика используется конденсаторная бумага или плёнка, но покрытая с одной или обеих сторон специальным лаком. В качестве обкладок используется слой металла толщиной в несколько микрометров (1мкм = м), который наносят на поверхность лака или на плёнку. Главная их особенность – возможность самовосстановления в случае пробоя диэлектрика. Типы конденсаторов: МБГО – металлобумажный герметизированный однослойный, МБМ, МБГН – металлобумажный герметизированный низковольтный, МПО – металлоплёночный с однослойной изоляцией.
- Керамические конденсаторы. Основное их преимущество – значительная ёмкость при малых размерах и работоспособность в широком диапазоне температур. Представляет собой керамическую пластинку или трубку с обкладками из тонкого слоя металла (обычно серебра), нанесённого на поверхность керамического диэлектрика методом «вжигания». Керамика бывает высокочастотная и низкочастотная. Высокочастотная керамика характеризуется малыми диэлектрическими потерями и линейным ТКЕ. Низкочастотная керамика обладает большой диэлектрической проницаемостью, поэтому из неё изготавливают конденсаторы большой ёмкости.
- Дисковые конденсаторы (КД-1, КД-2) . Обкладки у таких конденсаторов наносятся на поверхность круглой керамической пластины.
- Трубчатые конденсаторы (КТ1 КТ3).
В последнее время широкое распространение получили низковольтные конденсаторы:
К10-7В (50В);
К10У-5 (3 – 50В).
- Стеклянные и стеклокерамические конденсаторы – наиболее современные конденсаторы. Диэлектрик – тонкая стеклянная плёнка, обкладки – алюминиевая фольга.
- Электролитические и оксиднополупроводниковые конденсаторы. Диэлектрик – оксидный слой (слой окиси) на металле. Одна обкладка – металл, другая – электролит в электролитических конденсаторах, либо слой полупроводника в оксиднополупроводниковых конденсаторах. Обладают большой ёмкостью.
- Конденсаторы переменной ёмкости. Различают конденсаторы с воздушным и твёрдым диэлектриком. Конденсатор представляет собой две системы параллельных пластин, одна из которых может перемещаться относительно другой. Неподвижная система пластин называется статором, а подвижная – ротором. При изменении взаимоположения ротора и статора меняется ёмкость конденсатора.
- Подстроечные конденсаторы. Являются разновидностью конденсаторов переменной ёмкости, но с меньшим диапазоном изменения ёмкости.
Cтраница 1
Слюдяные конденсаторы, как правило, имеют большое количество пластин. Пластины изготовляются из бронзовой или медной фольги и разбиваются на две группы.
Слюдяные конденсаторы имеют диэлектрик в виде тонких пластинок слюды, а обкладками служат листочки фольги или тонкие слои серебра, нанесенные непосредственно на поверхность слюды.
Слюдяные конденсаторы имеют электрические параметры, близкие к параметрам керамических конденсаторов, и могут быть установлены в любых цепях радиосхем.
| Конструкции керамических конденсаторов. а дисковые, 5 трубчатый, в гор-шковый. слюдяных конденсаторов. е в металлической обжимке, д н е в пластмассе. |
Слюдяные конденсаторы, широко применявшиеся в контурах раньше, уступают место керамическим конденсаторам, имеющий более высокие качества.
Слюдяные конденсаторы, широко применявшиеся в контурах раньше, почти полностью уступили место керамическим конденсаторам, имеющим более высокие качества. Емкость слюдяных конденсаторов - от десятков до десятков тысяч пикофарад, а рабочие напряжения составляют сотни вольт. Обкладки делаются из фольги или наносятся на поверхность слюды в виде слоя серебра. Для уменьшения внешних влияний слюдяные конденсаторы запрессовываются в пластмассу. Меньше всего изменяется от нагрева емкость у конденсаторов группы Г, а наибольшее изменение может быть у группы А.
Слюдяные конденсаторы выдерживают относительно большие реактивные мощности. При изменении температуры изменяется размер воздушных прослоек, следовательно, и емкость конденсатора.
Слюдяные конденсаторы изготовляются на диапазон рабочих напряжений от 250 до 7000 В и реактивных мощностей - от 5 до нескольких сотен вар. В зависимости от величины ТКЕ они разделяются на четыре группы: А - ТКЕ не нормируется; Б - ТКЕ 200 - Ю-6 1 / град; В - ТКЕ 100 - Ю-6 1 / град.
Слюдяные конденсаторы предназначены для работы в цепях постоянного, переменного и пульсирующего тока. Благодаря малым потерям и высокому сопротивлению диэлектрика их используют главным образом в цеп я ч высокой частоты, а в остальных цепях радиотехнической аппаратуры - только в качестве разделительных и переходных.
Слюдяные конденсаторы имеют сравнительно небольшие размеры и пригодны для работы в цепях высокой частоты. Раньше их широко применяли в колебательных контурах и других электрических цепях радиоаппаратуры. В настоящее время их заменяют керамическими конденсаторами, имеющими лучшие качественные показатели.
Слюдяные конденсаторы предназначены для работы в высокочастотных цепях. Их выпускают следующих типов: КСО - конденсаторы слюдяные спрессованные пластмассовые, СГМ - герметизированные малогабаритные, К 31У - ЗЕ - слюдяные малой мощности повышенной надежности.
Слюдяные конденсаторы предназначаются для работы в высокочастотных цепях, и в качестве разделительных элементов в схемах радиоэлектронной аппаратуры.
Слюдяные конденсаторы также повсеместно используются в радиоаппаратуре.
Слюдяные конденсаторы имеют малые потери, высокое пробивное напряжение, небольшой коэффициент абсорбции и высокое сопротивление изоляции. Низковольтные слюдяные конденсаторы широко применяются в резонансных контурах, цепях блокировки и связи. Жаростойкие слюдяные конденсаторы (K31I1 - 1), выполненные из слюды флогопит, работают при температурах до 500 С.
