Электрика-это просто!.ru
Наш адрес-elektrikaetoprosto@yandex.ru

Переменные конденсаторы.

Оксидные конденсаторы(электролитические и твердотельные).

Маркировка конденсаторов.





Конденсаторы.


Конденсаторы - принцип работы.
Переменные конденсаторы.
Оксидные конденсаторы
(электролитические и твердотельные).
Керамические конденсаторы.
Пленочные конденсаторы

Маркировка конденсаторов.
Цветовая маркировка конденсаторов.
Советские бумажные конденсаторы.
Работа с конденсаторами.


Электрические конденсаторы служат для накопления электроэнергии. Простейший конденсатор состоит из двух металлических пластин - обкладок и диэлектрика находящегося между ними. Если к конденсатору подключить источник питания, то на обкладках возникнут разноименные заряды и появится электрическое поле притягивающее их на встречу, друг к другу. Эти заряды остаются после отключения источника питания, энергия сохраняется в электрическом поле между обкладками.

Емкость конденсатора зависит от площади обкладок, расстояния между ними, а также величины электрической проницаемости диэлектрика, расположенного между ними - свойства присущего любому диэлектрику. Проще всего рассчитывается емкость плоского конденсатора. Если линейные размеры пластин-обкладок значительно превышают расстояние между ними то справедлива формула:

C= e0*S/d

e0 - это величина электрической проницаемости диэлектрика, расположенного между обкладками.
S - площадь одной из обкладок(в метрах).
d - расстояние между обкладками(в метрах).
C - величина емкости в фарадах.

Что такое фарада? У конденсатора емкостью в одну фараду, напряжение между обкладками поднимается на один вольт, при получении электрической энергии количеством в один кулон. Такое количество энергии протекает через проводник в течении одной секунды, при токе в 1 ампер. Свое название фарада получила в честь знаменитого английского физика - М. Фарадея.
1 Фарада - это очень большая емкость. В обыденной практике используют конденсаторы гораздо меньшей емкости и для обозначения применяются производные от фарады:
1 Микрофарада - одна миллионная часть фарады.10-6
1 нанофарада - одна миллиардная часть фарады. 10-9
1 пикофарада -10 -12 фарады.

На электрической схеме конденсаторы обозначаются в виде двух стилизованных обкладок.

Таким образом обозначаются подстроечные конденсаторы и конденсаторы переменной емкости.

Конструкция этих приборов позволяет им плавно изменять емкость, путем механического изменения расстояния между обкладками.
Отличие их между собой в том, что переменные конденсаторы предназначены для многократного изменения емкости в ходе работы устройств а подстроечные - для однократной настройки, в ходе первоначальной наладки.

Конденсаторы применяются для сглаживания пульсаций, как средство межкаскадной связи в усилителях переменных сигналов, фильтрации помех, настройки колебательных контуров, в качестве аварийных источников питания и. т. д. Электрические характеристики конденсаторов зависят от их конструкции и свойств применяемых материалов.

Выбирая конденсаторы для разработки конкретного устройства необходимо учитывать следующие параметры:
а) Требуемое значение емкости конденсатора (мкФ, нФ, пФ).
б) Рабочее напряжение конденсатора (то максимальное значение напряжения, при котором конденсатор может работать длительно без изменения своих параметров).
в) Требуемую точность (возможный разброс значений емкости конденсатора).
г) температурный коэффициент емкости (зависимость емкости конденсатора от температуры окружающей среды),
д) стабильность конденсатора,
е) ток утечки диэлектрика конденсатора при номинальном напряжении и данной температуре. (Может быть указано сопротивление диэлектрика конденсатора.)

В табл. 1 - 3 приведены основные характеристики конденсаторов различных типов.

Таблица 1.
Характеристики керамических, электролитических конденсаторов и конденсаторов на основе металлизированной пленки.

Параметр конденсатора Тип конденсатора
Керамический Электролитический На основе металлизированной пленки
Диапазон изменения емкости конденсаторов От 2,2 пФ до 10 нФ От 100 нФ до 68000 мкФ 1 мкФ до 16 мкФ
Точность (возможный разброс значений емкости конденсатора), % ± 10 и ±20 ±10 и ±50 ±20
Рабочее напряжение конденсаторов, В 50 - 250 6,3 - 400 250 - 600
Стабильность конденсатора Достаточная Плохая Достаточная
Диапазон изменения температуры окружающей среды, оС От -85 до +85 От -40 до +85 От -25 до +85

В керамических конденсаторах диэлектриком является высококачественная керамика: ультрафарфор,тиконд,ультрастеатит и др. Обкладкой служит слой серебра, нанесенный на поверхность. Керамические конденсаторы применяются в разделительных цепях усилителей высокой частоты.

В электролитических полярных конденсаторах диэлектриком служит слой оксида, нанесенный на металлическую фольгу. Другая обкладка образуется из пропитанной электролитом бумажной ленты.

В твердотельных оксидных конденсаторах жидкий диэлектрик заменен специальным токопроводящим полимером. Это позволяет увеличить срок службы(и надежность). Недостатками твердотельных оксидных конденсаторов являются более высокая цена и ограничения по напряжению(до 35 в).

Оксидные электролитические и твердотельные конденсаторы отличаются большой емкостью, при относительно малых размерах. Эта их особенность определяется тем, что толщина оксида - диэлектрика очень мала.

При включении оксидных конденсаторов в цепь, необходимо соблюдать полярность. В случае нарушения полярности, электролитические конденсаторы взрываются, твердотельные - просто выходят из строя. Что бы полностью избежать возможности взрыва(у электролитических конденсаторов), некоторые модели снабжаются предохранительными клапанами(отсутствуют у твердотельных). Область применения оксидных (электролитических и твердотельных) конденсаторов - разделительные цепи усилителей звуковой частоты, сглаживающие фильтры источников питания постоянного тока.

Конденсаторы на основе металлизированной пленки применяются в высоковольтных источниках электропитания.


Таблица 2.
Характеристики слюдяных конденсаторов и конденсаторов на основе полиэстера и полипропилена.

Параметр конденсатора Тип конденсатора
Слюдяной На основе полиэстера На основе полипропилена
Диапазон изменения емкости конденсаторов От 2,2 пФ до 10 нФ От 10 нФ до 2,2 мкФ От 1 нФ до 470 нФ
Точность (возможный разброс значений емкости конденсатора), % ± 1 ± 20 ± 20
Рабочее напряжение конденсаторов, В 350 250 1000
Стабильность конденсатора Отличная Хорошая Хорошая
Диапазон изменения температуры окружающей среды, оС От -40 до +85 От -40 до +100 От -55 до +100

Слюдяные конденсаторы изготавливаются путем прокладывания между обкладками из фольги слюдяных пластин, или наоборот - металлизацией слюдяных пластин. Слюдяные конденсаторы находят применение в звуковоспроизводящих устройствах, фильтрах высокочастотных помех и генераторах. Конденсаторы на основе полиэстера - это конденсаторы общего назначения, а конденсаторы на основе полипропилена применяются в высоковольтных цепях постоянного тока.


Таблица 3.
Характеристики слюдяных конденсаторов на основе поликарбоната, полистирена и тантала.

Параметр конденсатора

Тип конденсатора

На основе поликарбоната

На основе полистирена

На основе тантала

Диапазон изменения емкости конденсаторов От 10 нФ до 10 мкФ От 10 пФ до 10 нФ От 100 нФ до 100 мкФ
Точность (возможный разброс значений емкости конденсатора), % ± 20 ± 2,5 ± 20
Рабочее напряжение конденсаторов, В 63 - 630 160 6,3 - 35
Стабильность конденсатора Отличная Хорошая Достаточная
Диапазон изменения температуры окружающей среды, оС От -55 до +100 От -40 до +70 От -55 до +85

Конденсаторы на основе поликарбоната используются в фильтрах, генераторах и времязадающих цепях. Конденсаторы на основе полистирена и тантала используются тоже, во времязадающих и разделительных цепях. Они считаются конденсаторами общего назначения.
В металлобумажных конденсаторах общего назначения, обкладки изготавливаются путем напыления металла на бумагу пропитанную специальным составом и покрытые тонким слоем лака.


Небольшие замечания и советы по работе с конденсаторами.

Необходимо помнить, что следует выбирать конденсаторы с повышенным номинальным напряжением при возрастании температуры окружающей среды,создавая больший запас по напряжению, для обеспечения высокой надежности.

Если задано максимальное постоянное рабочее напряжение конденсатора, то это относится к максимальной температуре (при отсутствии дополнительных оговорок). Поэтому, конденсаторы всегда работают с определенным запасом надежности. И все-же, желательно обеспечивать их реальное рабочее напряжение на уровне 0,5—0,6 номинального.

Если для конденсатора оговорено предельное значение переменного напряжения, то это относится к частоте (50-60) Гц. Для более высоких частот или в случае импульсных сигналов следует дополнительно снижать рабочие напряжения во избежание перегрева приборов из-за потерь в диэлектрике.

Конденсаторы большой емкости с малыми токами утечки способны долго сохранять накопленный заряд после выключения аппаратуры. Что бы обеспечить более быстрый их разряд, для большей безопасности, следует подключить параллельно конденсатору резистор сопротивлением 1 МОм (0,5 Вт).

В высоковольтных цепях нередко применяют последовательное включение конденсаторов. Для выравнивания напряжений на них, необходимо параллельно каждому конденсатору дополнительно подключить резистор сопротивлением от 220 к0м до 1 МОм.

Для защиты от помех, в цифровых устройствах применяется шунтирование по питанию с помощью пары - электролитический конденсатор большей емкости + слюдяной, либо керамический - меньшей. Электролитический конденсатор шунтирует низкочастотные помехи, а слюдяной( или керамический) - высокочастотные.



Маркировка конденсаторов, знаковая и цветовая.


Цветовая маркировка конденсаторов.

Маркировка СМД (SMD) конденсаторов.

Маркировка конденсаторов с помощью численно-буквенного кода.


Маркировка конденсаторов может указывать на следующие параметры:
Тип конденсатора, его номинальную емкость, допустимое отклонение емкости, Температурный Коэффициент Емкости(ТКЕ), номинальное напряжение работы.


Порядок маркировки может быть разным - первой строкой может стоять номинальное напряжение, ТКЕ или фирменный знак производителя. ТКЕ может отсутствовать вовсе, номинальное напряжение тоже указываются не всегда! Практически всегда имеется маркировка номинальной емкости.
Что касается емкости, то имеются различные способы ее знаковой кодировки.
1. Маркировка емкости с помощью трех цифр.
При такой маркировке первые две цифры указывают на значение емкости в пикофарадах, а последняя на разрядность, т. е. количество нулей, которых к первым двум цифрам необходимо добавить. Но если последняя цифра - "9" происходит деление на 10.

Код Емкость(пФ) Емкость(нФ) Емкость(мкФ)
109 1,0(пФ) 0,001(нФ) 0,000001(мкФ)
159 1,5(пФ) 0,0015(нФ) 0,0000015(мкФ)
229 2,2(пФ) 0,0022(нФ) 0,0000022(мкФ)
339 3,3(пФ) 0,0033(нФ) 0,0000033(мкФ)
479 4,7(пФ) 0,0047(нФ) 0,0000047(мкФ)
689 6,8(пФ) 0,0068(нФ) 0,0000068(мкФ)
100 10(пФ) 0,01(нФ) 0,00001(мкФ)
150 15(пФ) 0,015(нФ) 0,000015(мкФ)
220 22(пФ) 0,022(нФ) 0,000022(мкФ)
330 33(пФ) 0,033(нФ) 0,000033(мкФ)
470 47(пФ) 0,047(нФ) 0,000047(мкФ)
680 68(пФ) 0,068(нФ) 0,000068(мкФ)
101 100(пФ) 0,1(нФ) 0,0001(мкФ)
151 150(пФ) 0,15(нФ) 0,00015(мкФ)
221 220(пФ) 0,22(нФ) 0,00022(мкФ)
331 330(пФ) 0,33(нФ) 0,00033(мкФ)
471 470(пФ) 0,47(нФ) 0,00047(мкФ)
681 680(пФ) 0,68(нФ) 0,00068(мкФ)
102 1000(пФ) 1(нФ) 0,001(мкФ)
152 1500(пФ) 1,5(нФ) 0,0015(мкФ)
222 2200(пФ) 2,2(нФ) 0,0022(мкФ)
332 3300(пФ) 3,3(нФ) 0,0033(мкФ)
472 4700(пФ) 4,7(нФ) 0,0047(мкФ)
682 6800(пФ) 6,8(нФ) 0,0068(мкФ)
103 10000(пФ) 10(нФ) 0,01(мкФ)
153 15000(пФ) 15(нФ) 0,015(мкФ)
223 22000(пФ) 22(нФ) 0,022(мкФ)
333 33000(пФ) 33(нФ) 0,033(мкФ)
473 47000(пФ) 47(нФ) 0,047(мкФ)
683 68000(пФ) 68(нФ) 0,068(мкФ)
104 100000(пФ) 100(нФ) 0,1(мкФ)
154 150000(пФ) 150(нФ) 0,15(мкФ)
224 220000(пФ) 220(нФ) 0,22(мкФ)
334 330000(пФ) 330(нФ) 0,33(мкФ)
474 470000(пФ) 470(нФ) 0,47(мкФ)
684 680000(пФ) 680(нФ) 0,68(мкФ)
105 1000000(пФ) 1000(нФ) 1,0(мкФ)





2. Второй вариант - маркировка производится не в пико, а в микрофарадах, причем вместо десятичной точки ставиться буква µ.

Код Емкость(мкФ)
µ1 0,1
µ47 0,47
1 1,0
4µ7 4,7
10µ 10,0
100µ 100,0





3.Третий вариант.

Код Емкость(мкФ)
p10 0,1пФ
Ip5 0,47пФ
332p 332пФ
1HO или 1no 1нФ
15H или 15no 15,0нФ
33H2 или 33n2 33,2нФ
590H или 590n 590нФ
m15 0,15МкФ
1m5 1,5мкФ
33m2 33,2мкФ
330m 330мкФ
10m 10,0мкФ

У советских конденсаторов вместо латинской "р" ставилось "п".



Допустимое отклонение номинальной емкости маркируется буквенно, часто буква следует за кодом определяющим емкость(той же строкой).

Буквенное
обозначение
Допуск(%)
B ± 0,1
C ± 0,25
D ± 0,5
F ± 1
G ± 2
J ± 5
K ± 10
M ± 20
N ± 30
Q -10...+30
T -10...+50
Y -10...+100
S -20...+50
Z -20...+80

Далее, может следовать(а может и отсутствовать!) маркировка Температурного Коэффициента Емкости(ТКЕ).
Для конденсаторов с ненормируемым ТКЕ кодировка производится с помощью букв.

Допуск при -60²...+85²(%)
обозначение
Буквенный код
± 10 B
± 20 Z
± 30 D
± 50 X
± 70 E
± 90 F

Конденсаторы с линейной зависимостью от температуры.

ТКЕ(ppm/²C) Буквенный код
100(+130....-49) A
33 N
0(+30....-47) C
-33(+30....-80) H
-75(+30....-80) L
-150(+30....-105) P
-220(+30....-120) R
-330(+60....-180) S
-470(+60....-210) T
-750(+120....-330) U
-500(-250....-670) V
-2200 K

Далее следует напряжение в вольтах, чаще всего - в виде обычного числа.
Например, конденсатор на этой картинке промаркирован двумя строчками. Первая(104J) - означает, что его емкость составляет 0,1мкФ(104), допустимое отклонение емкости не превышает ± 5%(J). Вторая(100V) - напряжение в вольтах.


Кроме того, напряжение конденсаторов может быть так же, закодировано с помощью букв(см. таблицу ниже).

Напряжение (В) Буквеный код
1 I
1,6 R
3,2 A
4 C
6,3 B
10 D
16 E
20 F
25 G
32 H
40 C
50 J
63 K
80 L
100 N
125 P
160 Q
200 Z
250 W
315 X
400 Y
450 U
500 V



Маркировка СМД (SMD) конденсаторов.

Размеры СМД конденсаторов невелики, поэтому маркировка их производится весьма лаконично. Рабочее напряжение нередко кодируется буквой(2-й и 3-й варианты на рисунке ниже) в соответствии с данными предоставленными в предидущем разделе.
Номинальная емкость может кодироваться либо с помощью трехзначного цифрового кода(вариант 2 на рисунке), либо с использованием двухзначного буквенно-цифровой кода(вариант 1 на рисунке). При использовании последнего, на корпусе можно обнаружить таки две(а не одну букву) с одной цифрой(вариант 3 на рисунке).

Маркировка СМД(SMD) конденсаторов.

Первая буква может является как кодом изготовителя(что не всегда интересно), так и указываеть на номинальное рабочее напряжение(более полезная информация), вторая - закодированным значением в пикоФарадах(мантиссой). Цифра - показатель степени(указывает сколько нулей необходимо добавить к мантиссе).
Например EA3 может означать, что номинальное напряжение конденсатора 16в(E) а емкость - 1,0 *1000 = 1 нанофарада, BF5 соответсвенно, напряжение 6,3в(В), емкость - 1,6* 100000 = 0,1 микрофарад и.т.д.

Буква Мантисса.
A 1,0
B 1,1
C 1,2
D 1,3
E 1,5
F 1,6
G 1,8
H 2,0
J 2,2
K 2,4
L 2,7
M 3,0
N 3,3
P 3,6
Q 3,9
R 4,3
S 4,7
T 5,1
U 5,6
V 6,2
W 6,8
X 7,5
Y 8,2
Z 9,1
a 2,5
b 3,5
d 4,0
e 4,5
f 5,0
m 6,0
n 7,0
t 8,0


Цветовая кодировка керамических конденсаторов.

На корпусе конденсатора, слева - направо, или сверху - вниз наносятся цветные полоски. Как правило, номинал емкости оказывается закодирован первыми тремя полосками.
Каждому цвету, в первых двух полосках,соответствует своя цифра:
черный - цифра 0;
коричневый - 1;
красный - 2;
оранжевый - 3;
желтый - 4;
зеленый - 5;
голубой - 6;
фиолетовый - 7;
серый - 8;
белый - 9.
Таким образом, если например, первая полоска коричневая а вторая желтая, то это соответствует числу -14. Но это число не будет величиной номинальной емкости конденсатора, его еще необходимо умножить на множитель, закодированный третьей полоской.

В третьей полоске цвета имеют следующие значение:
оранжевый - 1000;
желтый - 10000;
зеленый - 100000.
Допустим, что цвет третьей полоски нашего конденсатора - желтый. Умножаем 14 на 10000, получаем емкость в пикофарадах -140000, иначе, 140 нанофарад или 0,14 микрофарад. Четвертая полоска обозначает допустимые отклонения от номинала емкости(точность), в процентах:
белый - ± 10 %;
черный - ± 20%.
Пятая полоска - номинальное рабочее напряжение. Красный цвет - 250 Вольт, желтый - 400.

Цветовая кодировка электролитических конденсаторов.

Что касается малогабаритных электролитических конденсаторов, то их номинальная емкость кодируется с помощью двух полосок и одного цветового пятна. Первая и вторая полоска определяет число, а пятно - множитель. Цветовая кодировка первых двух полосок у электролитических конденсаторов полностью соответствует маркировке конденсаторов керамических. Необходимо учитывать, лишь то, что величина емкости у "электролитов" получается в микрофарадах, а не пикофарадах как у керамических конденсаторов. Цвета пятна, означающего множитель:
черный - 1;
коричневый - 10;
красный - 100;
серый - 0,01;
белый - 0,1;
Например, цвет первой полоски голубой( цифра 6), второй - оранжевый( цифра 3), при коричневом цвете пятна( множитель - 10). Это означает 63*10= 630 микрофарада. Если у электролитического конденсатора присутствует третья полоска, то она определяет его номинальное напряжение:
белый цвет - 3 вольта;
желтый - 6,3 вольт;
черный - 10 вольт;
зеленый - 16 вольт;
голубой - 20 вольт;
серый - 25 вольт;
розовый - 35 вольт.

Плюсовой вывод в таких электролитических конденсаторах - более толстый, чем минусовой.

Советские бумажные конденсаторы.

Диэлектриком в бумажных конденсаторах служит тонкая, хорошо пропитанная изоляционным составом бумага,а проводящими электродами (обкладками) - тонкая металлическая фольга. Эти конденсаторы применялись во всех видах радиотехнической, электронной и измерительной аппаратуры. Они использовались в качестве развязывающих, разделительных, блокировочных и фильтрующих элементов в различных цепях с постоянным и переменным(низкочастотным)напряжением. Бумажные конденсаторы выпускались в разнообразном конструктивном оформлении, на различные номинальные емкости и напряжения. Наиболее широко использовались конденсаторы типов КБ (конденсаторы бумажные), КБГ(конденсаторы бумажные герметизированные), БМ(бумажные малогабаритные), БГМ(бумажные герметизированные малогабаритные).

Конденсаторы типа КБ.

Конденсаторы этого типа оформлены в цилиндрических бумажных корпусах различной длины и диаметра(в зависимости от емкости и напряжения) и имеют проволочные выводы. Они рассчитаны на работу в интервале температур от -40 до +60 и выпускались на номинальную емкость от 4700 пф до 0,5 мкф с допустимыми отклонениями ± 10 и ± 20% и рабочие напряжения 200, 400, и 600 в.

Сопротивление изоляции у этих конденсаторов в нормальных условиях (при температуре +20) составляет 500 - 2000Мом(большее сопротивление у конденсаторов с меньшей емкостью). При температуре +60 сопротивление изоляции уменьшается у них в несколько раз. Выпуск этих конденсаторов был прекращен более 30 лет назад.

Конденсаторы типа КБГ.

Конденсаторы этого типа выпускались на номинальную емкость от 470пф до 2мкф с допустимым отклонениями ± 5, ± 10, ± 20% и рабочие напряжения 200, 400, 600,1500 вольт. Они расcчитаны на работу в интервале температур от -60 до +70. Сопротивление изоляции не менее 10000 Мом для конденсаторов с емкостью до 0,2 мкф и не менее 2000 Мом * мкф для конденсаторов с большей емкостью.

По конструктивному оформлению конденсаторы типа КБГ разделяются на следующие четыре вида: КБГ-И( в цилиндрических керамических или стеклянных корпусах), КБГ-М (в цилиндрических металлических корпусах); КБГ-МП( в плоских металлических прямоугольных корпусах),КБГ-МН( в нормальных металлических корпусах).

Конденсаторы КБГ-И и КБГ-М выпускались на рабочее напряжения 200, 400, 600 вольт. Последние изготовлялись в двух вариантах: КБГ-М1, у которых один проволочный вывод изолирован от корпуса, а другой соединен с ним, и КБГ-М2 с двумя изолированными от корпуса проволочными выводами.

Конденсаторы КБГ-МП и КБГ-МН рассчитаны на те же рабочие напряжения и еще, кроме того, на напряжения 1000 и 1500 вольт. Они изготовлялись с одним, двумя или тремя изолированными от корпуса лепестковыми выводами и выводом, соединенном с корпусом.

Конденсаторы типа БМ.

Эти конденсаторы предназначались для использования "малогабаритной аппаратуре"(по тем временам, конечно) Они заключены в небольшие металлические корпуса цилиндрической формы и снабжены проволочными выводами.

Изготовлялись такие конденсаторы на номинальную емкость от 510 пикофарад, до 0,05 микрофарад, с допускаемым отклонением ± 10 и ± 20% и рабочие напряжения 150, 200 и 300 вольт.

На главную страницу
В начало

Использование каких - либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт "Электрика это просто".