Електрически кондензатори

Електрически кондензатори са средство за акумулиране на електричество в електрическо поле. Типичните приложения за електрически кондензатори са изглаждащи филтри в захранванията, междуетапни комуникационни вериги в усилватели с променлив сигнал, филтриране на шум върху захранващи релси за електронно оборудване и др.

Електрически характеристики на кондензатора се определят от неговия дизайн и свойствата на използваните материали.

При избора на кондензатор за конкретно устройство трябва да се вземат предвид следните обстоятелства:

а) необходимата стойност на капацитета на кондензатора (μF, nF, pF),

б) работното напрежение на кондензатора (максималната стойност на напрежението, при което кондензаторът може да работи дълго време, без да променя параметрите си),

в) необходимата точност (възможно разсейване на стойностите на капацитета на кондензатора),

г) температурен коефициент на капацитет (зависимост на капацитета на кондензатора от температурата на околната среда),

д) стабилност на кондензатора,

е) токът на изтичане на диелектрика на кондензатора при номинално напрежение и дадена температура. (Диелектричното съпротивление на кондензатора може да бъде посочено.)

Таблица 1 — 3 показват основните характеристики на различни видове кондензатори.

Таблица 1. Характеристики на керамични, електролитни кондензатори и кондензатори на базата на метализиран филм

Параметър на кондензатора Тип кондензатор Керамични Електролитичен Въз основа на метализиран филм Обхват на капацитета на кондензатора 2,2 pF до 10 nF 100 nF до 68 μF 1 μF до 16 μF Точност (възможно разсейване на стойностите на капацитета на кондензатора),% ±10 и ±20 -10 и +50 ±20 Работно напрежение на кондензатори, V 50 — 250 6,3 — 400 250 — 600 Стабилност на кондензатора Достатъчно Лошо Достатъчно Обхват на температурата на околната среда, ОС -85 до +85 -40 до +85 -25 до +85

Таблица 2. Характеристики на слюдените кондензатори и кондензаторите на базата на полиестер и полипропилен

Параметър на кондензатора Тип кондензатор Мика На основата на полиестер На базата на полипропилен Обхват на капацитета на кондензатора 2,2 pF до 10 nF 10 nF до 2,2 μF 1 nF до 470 nF Точност (възможно разсейване на стойностите на капацитета на кондензатора),% ±1 ±20 ±20 Работно напрежение на кондензатори, V 350 250 1000 Стабилност на кондензатора Отлично добре добре Обхват на температурата на околната среда, ОС -40 до +85 -40 до +100 -55 до +100

Таблица 3. Характеристики на слюдените кондензатори на базата на поликарбонат, полистирол и тантал

Параметър на кондензатора

Тип кондензатор

На базата на поликарбонат

На базата на полистирол

На базата на тантал

Обхват на капацитета на кондензатора 10 nF до 10 μF 10 pF до 10 nF 100 nF до 100 μF Точност (възможно разсейване на стойностите на капацитета на кондензатора),% ±20 ±2,5 ±20 Работно напрежение на кондензатори, V 63 — 630 160 6,3 — 35 Стабилност на кондензатора Отлично добре Достатъчно Обхват на температурата на околната среда, ОС -55 до +100 -40 до +70 -55 до +85

Керамични кондензатори използва се в разделителни вериги, електролитни кондензатори също се използват в разделителни вериги и изглаждащи филтри, и метализирани филмови кондензатори използва се при захранване с високо напрежение.

Кондензатори от слюда използвани в устройства за възпроизвеждане на звук, филтри и осцилатори. Полиестерни кондензатори са кондензатори с общо предназначение и полипропиленови кондензатори използвани във вериги за DC напрежение.

Поликарбонатни кондензатори използва се във филтри, осцилатори и схеми за синхронизиране. Кондензатори от полистирол и тантал използва се и в синхронизиращи и разделителни вериги. Те се считат за кондензатори с общо предназначение.

Малки бележки и съвети за работа с кондензатори

Винаги трябва да помните това работните напрежения на кондензаторите трябва да се намалят с увеличаване на температурата на околната среда, а за да се осигури висока надеждност е необходимо да се създаде голям запас от напрежение.

Ако е посочено максималното продължително работно напрежение на кондензатора, това се отнася до максималната температура (освен ако не е посочено друго). Следователно кондензаторите винаги работят с определена граница на безопасност. въпреки това е необходимо да се осигури тяхното реално работно напрежение на ниво 0,5-0,6 от разрешената стойност.

Ако кондензаторът има определена граница на променливо напрежение, това се отнася до честота (50-60) Hz. За по -високи честоти или в случай на импулсни сигнали, работното напрежение трябва да бъде допълнително намалено, за да се избегне прегряване на устройствата поради диелектрични загуби.

Големите кондензатори с ниски токове на утечка могат да задържат натрупания заряд за доста дълго време след изключване на оборудването. За да се осигури по -голяма безопасност, 1 MΩ (0,5 W) резистор трябва да бъде свързан паралелно към кондензатора в разрядната верига.

При вериги с високо напрежение често се използват последователно кондензатори. За да изравните напреженията върху тях, трябва да свържете резистор с съпротивление от 220k0m до 1 MΩ паралелно към всеки кондензатор.

Ориз. 1 Използване на резистори за изравняване на напреженията на кондензатора

Керамичните пропускателни кондензатори могат да работят на много високи честоти (над 30 MHz)… Те се инсталират директно върху корпуса на устройството или върху метален екран.

Неполярни електролитни кондензатори имат капацитет от 1 до 100 μF и са предназначени за r.m.s. напрежение 50 V. Освен това те са по -скъпи от конвенционалните (полярни) електролитни кондензатори.

Когато избирате кондензатор за захранващ филтър, трябва да обърнете внимание на амплитудата на импулса на зареждащия ток, която може значително да надвишава допустимата стойност…. Например, за кондензатор с капацитет 10 000 μF, тази амплитуда не надвишава 5 A.

Когато използвате електролитен кондензатор като отделящ кондензатор, е необходимо правилно да определите полярността на неговото включване… Токът на утечка на този кондензатор може да повлияе на режима на усилвателния етап.

В повечето приложения електролитните кондензатори са взаимозаменяеми… Просто трябва да обърнете внимание на стойността на тяхното работно напрежение.

Оловото от външния слой от фолио на полистиролни кондензатори често е маркирано с цветен ход. Той трябва да бъде свързан към общата точка на веригата.

При високи честоти съпротивлението на паразитните индуктивности на кондензатора се увеличава, което влошава неговите характеристики. Фигура 2 показва опростена еквивалентна схема на кондензатор, като се отчита индуктивността на входовете.

Ориз. 2 Еквивалентна схема на електрически кондензатор с висока честота

Кодиране на цвета на кондензатора

В случая на повечето кондензатори се изписват номиналният им капацитет и работното напрежение. Има обаче и цветно кодиране.

Някои кондензатори са обозначени с надпис в два реда. Първият ред показва техния капацитет (pF или μF) и точност (K = 10%, M — 20%). Вторият ред показва допустимото DC напрежение и код на диелектричен материал.

Монолитните керамични кондензатори са маркирани с трицифрен код.Третата цифра показва колко нули трябва да бъдат подписани към първите две, за да се получи капацитетът в пикофаради.

Цветен код, който показва степента на кондензатор (288 kb)

Пример. Какво означава кодът 103 на кондензатора? Код 103 означава, че трябва да присвоите три нули на числото 10, след което получавате капацитета на кондензатора — 10 000 pF.

Пример. Кондензаторът е с етикет 0,22 / 20 250. Това означава, че кондензаторът има капацитет 0,22 μF ± 20% и е проектиран за постоянно напрежение от 250 V.