Typy keramických kondenzátorů. Co je to kondenzátor

Při sestavování podomácku vyrobených elektronických obvodů se nedobrovolně setkáváte s výběrem potřebných kondenzátorů.

Kromě toho můžete k sestavení zařízení použít kondenzátory, které se již používají a nějakou dobu fungovaly v elektronických zařízeních.

Kondenzátory je samozřejmě nutné před opětovným použitím zkontrolovat, zejména elektrolytické, které jsou náchylnější ke stárnutí.

Při výběru kondenzátorů s konstantní kapacitou je nutné porozumět označení těchto rádiových prvků, jinak v případě chyby sestavené zařízení buď odmítne pracovat správně, nebo nebude fungovat vůbec. Vyvstává otázka, jak číst označení kondenzátoru?

Kondenzátor má několik důležitých parametrů, které je třeba vzít v úvahu při jejich použití.

Za prvé, toto jmenovitá kapacita. Měří se ve zlomcích Faradu.

Druhým je povolení. Nebo jinak přípustná odchylka jmenovité kapacity z uvedeného. Tento parametr se zřídka bere v úvahu, protože rádiové prvky s tolerancí až ± 20% a někdy i více se používají v rádiových zařízeních pro domácnost. Vše závisí na účelu zařízení a vlastnostech konkrétního zařízení. Tento parametr se na schématech zapojení zpravidla neuvádí.

Třetí věc, která je uvedena v označení, je přípustné provozní napětí. Toto je velmi důležitý parametr, měli byste mu věnovat pozornost, pokud bude kondenzátor použit ve vysokonapěťových obvodech.

Pojďme tedy zjistit, jak jsou kondenzátory označeny.

Některé z nejběžnějších kondenzátorů, které lze použít, jsou pevné kondenzátory K73 - 17, K73 - 44, K78 - 2, keramické KM-5, KM-6 a podobně. Analogy těchto kondenzátorů se také používají v dovážených radioelektronických zařízeních. Jejich značení je odlišné od tuzemského.

Kondenzátory tuzemské výroby K73-17 jsou kondenzátory chráněné polyethylentereftalátovou fólií. U těchto kondenzátorů je označení aplikováno alfanumerickým indexem, například 100nJ, 330nK, 220nM, 39nJ, 2n2M.

Kondenzátory řady K73 a jejich značení

Pravidla označování.

Kapacity od 100 pF do 0,1 mikrofaradů jsou označeny v nanofaradech, což značí písmeno H nebo n.

Označení 100 n je hodnota jmenovité kapacity. Pro 100n - 100 nanofaradů (nF) - 0,1 mikrofaradů (uF). Kondenzátor s indexem 100n má tedy kapacitu 0,1uF. Totéž platí pro ostatní zápisy. Např:
330n - 0,33uF, 10n - 0,01uF. Pro 2n2 - 0,0022 uF nebo 2200 pikofaradů (2200 pF).

Můžete se setkat s označením formuláře 47 H C. Tento záznam odpovídá 47 n K a je 47 nanofaradů nebo 0,047 mikrofaradů. Podobně 22NS - 0,022 uF.

Pro snadné určení kapacity potřebujete znát označení hlavních dílčích jednotek - mili, mikro, nano, piko a jejich číselné hodnoty. Přečtěte si o tom více.

Také v označení kondenzátorů K73 jsou taková označení jako M47C, M10C.
Tady, dopis M běžně znamená mikrofarad. Hodnota 47 následuje za M, tj. jmenovitá kapacita je zlomek mikrofaradu, tj. 0,47 uF. Pro M10C - 0,1 uF. Ukazuje se, že kondenzátory označené M10C a 100nJ mají stejnou kapacitu. Jediný rozdíl je v nahrávce.

Kapacita od 0,1 uF a výše je tedy označena písmenem M, m místo desetinné čárky se vynechá nevýznamná nula.

Jmenovitá kapacita domácích kondenzátorů do 100 pF je uvedena v pikofaradech, přičemž písmeno P nebo p za číslem. Pokud je kapacita menší než 10 pF, vložte písmeno R a dvě čísla. Například 1R5 = 1,5 pF.

Na keramických kondenzátorech (typ KM5, KM6), které jsou malé, je obvykle uveden pouze číselný kód. Tady se podívejte na fotku.

Keramické kondenzátory s kapacitou označenou číselným kódem

Například číselné značení 224 odpovídá hodnotě 22 0000 pikofarad nebo 220 nanofarad a 0,22 mikrofarad. V tomto případě je 22 číselná hodnota nominální hodnoty. Číslo 4 udává počet nul. Výsledná číslo je hodnota kapacity v pikofaradech. Záznam 221 znamená 220 pF a záznam 220 znamená 22 pF. Pokud označení používá čtyřmístný kód, pak první tři číslice jsou číselnou hodnotou nominální hodnoty a poslední, čtvrtá je počet nul. Takže při 4722 je kapacita 47200 pF - 47,2 nF. Myslím, že je to vyřešené.

Přípustná odchylka kapacity je vyznačena buď v procentech (± 5 %, 10 %, 20 %), nebo latinkou. Někdy můžete najít staré označení tolerance, zakódované ruským písmenem. Přípustná odchylka kapacity je podobná toleranci odporu pro rezistory.

Písmenný kód odchylky kapacity (tolerance).

Pokud je tedy kondenzátor s následujícím označením M47C, pak je jeho kapacita 0,047 uF a tolerance je ± 10% (podle starého označení ruským písmenem). S kondenzátorem s tolerancí ± 0,25 % (dle označení latinkou) se ve vybavení domácnosti setkáte poměrně obtížně, proto byla zvolena hodnota s větší chybou. Převážně v domácích spotřebičích jsou široce používány kondenzátory s tolerancí. H, M, J, K. Písmeno označující toleranci je uvedeno za hodnotou jmenovité kapacity, jako je tato 22n K, 220n M, 470n J.

Tabulka pro dešifrování podmíněného písmenného kódu dovolené odchylky kapacity.

Značení kondenzátorů provozním napětím.

Důležitým parametrem kondenzátoru je také dovolené provozní napětí. Mělo by se to vzít v úvahu při montáži domácí elektroniky a opravách domácích rádiových zařízení. Takže například při opravách kompaktních zářivek je nutné při výměně vadných vybrat kondenzátor pro příslušné napětí. Nebude zbytečné brát kondenzátor s rezervou provozního napětí.

Obvykle je hodnota dovoleného provozního napětí uvedena za jmenovitou kapacitou a tolerancí. Označuje se ve voltech písmenem B (staré označení) a V (nové). Například takto: 250V, 400V, 1600V, 200V. V některých případech se písmeno V vynechává.

Někdy se používá kódování latinkou. Pro dekódování použijte tabulku kódování písmen provozního napětí.

Tak jsme se naučili, jak určit kapacitu kondenzátoru značením, a cestou jsme se seznámili s jeho hlavními parametry.

Označení dovážených kondenzátorů je odlišné, ale v mnoha ohledech odpovídá výše uvedenému.

Obsah:

Kondenzátor je zařízení, které dokáže ukládat elektrické náboje. Používá se všude v elektrických a elektronických obvodech. Moderní průmysl jich vyrábí mnoho druhů, které se od sebe liší v různých parametrech. Jedná se o kapacitu, princip činnosti, typ oddělení nabíjecích vodičů, rozsah přípustných napětí, uspořádání, materiály, ze kterých je zařízení vyrobeno.

Jakýkoli kondenzátor se skládá ze dvou vodičů oddělených izolátorem. Protože nabíjení kondenzátoru je zavedení nabitých částic na tyto vodiče, navíc na jednom vodiči jednoho znaménka, na druhém - jiném, a náboje budou drženy silou vzájemné přitažlivosti, pak účinnost závisí na tato síla. Je tím větší, čím jsou vodiče blíže k sobě a čím větší je jejich „téměř se dotýkající“ plocha. Přispívá také médium oddělující vodiče. Toto médium je dielektrikum s určitou permitivitou.

d je tloušťka dielektrika oddělujícího kovové desky

Kapacita kondenzátoru se vypočítá podle vzorce

Kde S je plocha desek, d je tloušťka dielektrika (vzdálenost mezi deskami) a ε je propustnost použitého dielektrika vzhledem k vakuu, jehož dielektrická konstanta je známa poměrně přesně:

Zde je vyjádřen v jiných jednotkách SI. Zde a metry krychlové ve jmenovateli a sekundy na čtvrtou mocninu v čitateli, který pochází ze vzorce, kde jmenovatel je na druhou rychlost světla. A pak se kapacita C měří ve faradech.

A ze vzorce je vidět, že kapacita závisí přesně na ploše desek, vzdálenosti mezi nimi (která je vyplněna dielektrikem) a dielektrickém materiálu, jehož hodnotu ε lze zjistit z tabulky. Klasifikace kondenzátorů se provádí podle typu použití, podle typu součástky.

Klasifikace podle principu působení

Nejjednodušší kondenzátor se také nazývá suchý nebo pevný, protože všechny jeho materiály jsou pevné a nejobyčejnější. Pokud znáte popis, lze jej provést ručně. Papírová páska se bere jako izolant, ale jelikož je hygroskopická, je napuštěná parafínem nebo olejem.

Suché kondenzátory

Suché nebo mokré kondenzátory - záleží na náplni mezi deskami. Pro suché to může být papír, keramika, slída, plast (polyester, polypropylen). Každé dielektrikum má své vlastní fyzikální vlastnosti. Nejodolnější (keramika) dobře odolávají fyzickému zničení a rozpadu. Plast umožňuje nanášet desky ve formě kovového naprašování přímo na dielektrickou vrstvu, což umožňuje sledovat cestu mikrominiaturizace.

Typy kondenzátorů s různými stavy součástek

Kromě pevného dielektrika existují kondenzátory s dielektrikem:

• kapalina;

• plynný (naplněný inertním plynem k ochraně elektrod);

• vakuum;

• vzduch.

Elektrody však nejsou vždy zcela pevné.

Elektrolytické kondenzátory

Pro vytvoření velké kapacity nejsou způsoby spojování desek mechanické, ale chemické. S využitím skutečnosti, že hliníková fólie je na vzduchu vždy pokryta dielektrickou vrstvou (Al 2 O 3), je k hliníkové elektrodě přivedena kapalná elektroda ve formě elektrolytu. Potom se tloušťka izolační mezery vypočítá v atomových vzdálenostech a to prudce zvýší kapacitu.

d je tloušťka dielektrika

Protože na spodním povrchu horního obložení je vrstva oxidu, dielektrikum, je to právě jeho tloušťka, která by měla být uvažována d - tloušťka dielektrika. Spodní elektroda je spodní deska plus vrstva elektrolytu, kterou je papír impregnován.

V elektrolytických kondenzátorech je náboj vytvářen nejen volnými elektrony kovu, ale také ionty elektrolytu. Proto je důležitá polarita připojení.

Kromě elektrolytických kondenzátorů využívajících jako izolaci oxid kovu fungují na stejném principu tranzistory s efektem pole (MOS). Často se používají v elektronických obvodech jako kondenzátory s kapacitou několika desítek nanofarad.

Další podobný princip činnosti u oxidových polovodičových kondenzátorů, ve kterých je místo kapalného elektrolytu pevný polovodič. Tyto typy se však neomezují pouze na kondenzátory, jejichž dielektrická vrstva má mikroskopickou tloušťku.

Superkondenzátor nebo ionistor

Další možností je vytvoření vrstvy, která hraje roli dielektrika v kapalném elektrolytu. Pokud jej nalijete na povrch nějakého porézního vodiče (aktivního uhlí), pak pokud je na něm náboj, ionty opačného znaménka od elektrolytu se „přilepí“ k vodiči. A k nim se zase připojují další ionty. A to vše dohromady tvoří vícevrstvou strukturu schopnou akumulovat elektrické náboje.

Procesy v kapalném elektrolytu speciálního složení pro superkondenzátory již připomínají něco, co se děje v elektrolytech baterií. Ionistor se svými vlastnostmi blíží bateriím, navíc je jeho nabíjení jednodušší a rychlejší. A v nich během nabíjecích / vybíjecích cyklů nedochází k poškození elektrod, jak je tomu obvykle u baterií. Ionistory jsou spolehlivější, odolnější a jsou vybaveny elektrickými vozidly jako napájecími zařízeními. A porézní látka elektrod dává jen kolosální povrch. Spolu s nanoskopicky malou tloušťkou izolační vrstvy v elektrolytu tak vzniká gigantická kapacita superkondenzátorů (ultrakapacitorů) - farad, desítky a stovky farad. K dispozici je mnoho různých superkondenzátorů, z nichž některé vypadají jako baterie.

Klasifikace podle aplikace

Většina kondenzátorů je vyrobena pro použití v jemně vyladěných elektrických obvodech a obvodech. Ale v mnoha obvodech jsou elektrické nebo frekvenční parametry laděny. Kondenzátory pro tento účel jsou velmi pohodlné: můžete změnit kapacitu bez změny elektrických kontaktů mezi deskami.

Na tomto základě jsou kondenzátory pevné, variabilní a ladící.

Trimry se obvykle provádějí v miniaturní podobě a jsou navrženy tak, aby po malé předběžné optimalizační úpravě pracovaly trvale v obvodech. Proměnné mají širší rozsahy parametrů za účelem systematického ladění (například hledání vlny v rádiovém přijímači).

Podle rozsahu napětí

Rozsah provozního napětí je velmi důležitou charakteristikou kondenzátoru. V elektronických obvodech jsou napětí obvykle malá. Horní hranice je asi 100 voltů. Ale napájecí obvody, různé napájecí zdroje, usměrňovače, stabilizátory zařízení vyžadují instalaci kondenzátorů, které by mohly odolat napětí až 400-500 voltů - s přihlédnutím k možným přepětím a dokonce až 1000 voltů.

Ale v sítích pro přenos energie jsou napětí mnohem vyšší. Existují vysokonapěťové kondenzátory speciální konstrukce.

Použití kondenzátoru mimo jeho rozsah napětí způsobí poruchu. Po poruše se zařízení stává pouze vodičem a přestává plnit své funkce. To je zvláště nebezpečné tam, kde je kondenzátor instalován pro oddělení proudových obvodů, protože odděluje stejnosměrné napětí od střídavého proudu. V tomto případě porucha ohrožuje tu část obvodu, kde se pak nalije konstantní napětí: jiné prvky mohou shořet, může dojít k úrazu elektrickým proudem. U elektrolytických kondenzátorů tento jev také hrozí výbuchem.

Vlevo - do 35 kV, vpravo - do 4 kV

Protože průraz při vysokém napětí vyžaduje určitou minimální vzdálenost mezi vodiči, obvykle pro výkon vysokého napětí, jsou zařízení vyráběna velkých rozměrů. Nebo jsou vyrobeny z určitých materiálů odolných proti rozbití: keramiky a ... kovového papíru. Vše je samozřejmě v krytu, který odpovídá vlastnostem.

Označení kondenzátoru

Existuje několik značek. Staré označení se může skládat ze tří nebo čtyř číslic, v tomto případě první dvě (tři) číslice znamenají kapacitní mantisu (v pikofaradech), poslední číslice udává mocninu desátého násobiče.

Takto vypadá třímístné označení kondenzátorů (označení kapacit)

Jak vidíte, takové označení pokrývá pouze kapacitu kondenzátorů.

Kódové značení obsahuje informace o materiálech, napětích a tolerancích.

U velkých kondenzátorů jsou označení umístěna přímo na pouzdru.

Při absenci označení napětí se jedná o nízkonapěťový spotřebič. Existují podmíněná písmenná označení napětí.

Polarita je označena "+ -" nebo prstencovou drážkou poblíž záporného pólu. Pokud je použit tento symbol, je nutné přesně dodržovat polaritu!

Kondenzátory(z lat. condenso - kondenzuji, zahušťuji) - jsou to rádiové prvky se koncentrovanou elektrickou kapacitou tvořenou dvěma nebo více elektrodami (deskami) oddělenými dielektrikem (speciální tenký papír, slída, keramika atd.). Kapacita kondenzátoru závisí na velikosti (plochě) desek, vzdálenosti mezi nimi a vlastnostech dielektrika.

Důležitou vlastností kondenzátoru je, že pro střídavý proud je odpor, jehož hodnota s rostoucí frekvencí klesá.

Hlavní jednotky pro měření kapacity kondenzátorů jsou: Farad, microFarad, nanoFarad, pikofarad, přičemž označení na kondenzátorech vypadají takto: F, μF, nF, pF, resp.

Stejně jako rezistory se i kondenzátory dělí na kondenzátory pevné, proměnlivé (KPI), ladicí a samoregulační. Nejběžnější jsou pevné kondenzátory.

Používají se v oscilačních obvodech, různých filtrech, dále k oddělení stejnosměrných a střídavých obvodů a jako blokovací prvky.

Pevné kondenzátory

Konvenční grafické označení kondenzátoru s konstantní kapacitou - dvě rovnoběžné čáry - symbolizuje jeho hlavní části: dvě desky a mezi nimi dielektrikum (obr. 1).

Rýže. 1. Kondenzátory konstantní kapacity a jejich označení.

V blízkosti označení kondenzátoru ve schématu je obvykle uvedena jeho jmenovitá kapacita a někdy jmenovité napětí. Základní jednotkou kapacity je farad (F) - kapacita takového osamoceného vodiče, jehož potenciál se zvyšuje o jeden volt se zvýšením náboje o jeden přívěsek.

To je velmi velká hodnota, která se v praxi nepoužívá. V radiotechnice se používají kondenzátory s kapacitou od zlomků pikofaradu (pF) až po desítky tisíc mikrofaradů (μF). Připomeňme, že 1 mikrofarad se rovná jedné miliontině farada a 1 pF se rovná jedné miliontině mikrofaradu nebo jedné biliontině farada.

Podle GOST 2.702-75 je jmenovitá kapacita od 0 do 9 999 pF uvedena na obvodech v pikofaradech bez označení jednotky, od 10 000 pF do 9 999 mikrofaradů - v mikrofaradech s označením jednotky písmeny MK (obr. 2).

Rýže. 2. Označení měrných jednotek pro kapacitu kondenzátorů ve schématech.

Označení kapacity na kondenzátorech

Jmenovitá kapacita a přípustná odchylka od ní a v některých případech jmenovité napětí jsou uvedeny na pouzdrech kondenzátorů.

V závislosti na jejich rozměrech se uvádí jmenovitá kapacita a přípustná odchylka v plné nebo zkrácené (kódované) podobě.

Úplné označení kapacity se skládá z odpovídajícího čísla a měrné jednotky a stejně jako v diagramech je kapacita od 0 do 9 999 pF uvedena v pikofaradech (22 pF, 3 300 pF atd.) a od 0,01 do 9 999 uF - v mikrofaradech (0,047 uF, 10 uF atd.).

Ve zkráceném označení jsou kapacitní jednotky označeny písmeny P (picofarad), M (mikrofarad) a H (nanofarad; 1 nano-farad \u003d 1000 pF \u003d 0,001 mikrofarad).

V čem kapacita od 0 do 100 pF je uvedena v pikofaradech, přičemž písmeno P umístíte buď za číslo (pokud je celé číslo), nebo místo čárky (4,7 pF - 4P7; 8,2 pF - 8P2; 22 pF - 22P; 91 pF - 91P atd.).

Kapacita od 100 pF (0,1 nF) do 0,1 μF (100 nF) je uvedena v nanofaradech a od 0,1 uF a více - in mikrofarady.

V tomto případě, pokud je kapacita vyjádřena ve zlomcích nanofaradu nebo mikrofaradu, odpovídající jednotka měření se umístí na místo nuly a čárky(180 pF = 0,18 nF - H18; 470 pF = 0,47 nF - H47; 0,33 μF - MZZ; 0,5 μF - MbO atd.), a pokud se číslo skládá z celé části a zlomku - místo čárky ( 1500 pF \u003d 1,5 nF - 1H5; 6,8 uF - 6M8 atd.).

Kapacity kondenzátorů vyjádřené jako celé číslo odpovídajících měrných jednotek se udávají obvyklým způsobem (0,01 μF - 10N, 20 μF - 20M, 100 μF - 100M atd.). Pro označení dovolené odchylky kapacity od jmenovité hodnoty se používají stejná kódová označení jako u rezistorů.

Vlastnosti a požadavky na kondenzátory

V závislosti na obvodu, ve kterém jsou kondenzátory použity, jsou prezentovány s různými požadavky. Takže kondenzátor pracující v oscilačním obvodu musí mít nízké ztráty na pracovní frekvenci, vysokou kapacitní stabilitu v čase a při změnách teploty, vlhkosti, tlaku atd.

Ztráty kondenzátoru, určované především ztrátami v dielektriku, rostou s rostoucí teplotou, vlhkostí a frekvencí. Nejmenší ztráty mají kondenzátory s dielektrikem z vysokofrekvenční keramiky, se slídovým a filmovým dielektrikem, největší ztráty mají kondenzátory s papírovým dielektrikem a feroelektrickou keramikou.

Tuto okolnost je třeba vzít v úvahu při výměně kondenzátorů v rádiových zařízeních. Ke změně kapacity kondenzátoru vlivem prostředí (hlavně jeho teploty) dochází v důsledku změny velikosti desek, mezer mezi nimi a vlastností dielektrika.

V závislosti na konstrukci a použitém dielektriku se kondenzátory vyznačují různými teplotní koeficient kapacity(TKE), který ukazuje relativní změnu kapacity se změnou teploty o jeden stupeň; TKE může být pozitivní nebo negativní. Podle hodnoty a znaménka tohoto parametru jsou kondenzátory rozděleny do skupin, kterým jsou přiřazena odpovídající písmenná označení a barva pláště.

Pro udržení ladění oscilačních obvodů při provozu v širokém teplotním rozsahu se často používá sériové a paralelní zapojení kondenzátorů, u kterých mají TKE různá znaménka. Díky tomu při změně teploty zůstává frekvence ladění takového teplotně kompenzovaného obvodu téměř nezměněna.

Jako každý dirigent, kondenzátory mají určitou indukčnost. Je tím větší, čím delší a tenčí jsou závěry kondenzátoru, tím větší jsou rozměry jeho desek a vnitřních spojovacích vodičů.

mají nejvyšší indukčnost papírové kondenzátory, ve kterém jsou obklady vyrobeny ve formě dlouhých fóliových pásů svinutých spolu s dielektrikem do role kulatého nebo jiného tvaru. Pokud není věnována zvláštní péče, tyto kondenzátory fungují špatně při frekvencích nad několik megahertzů.

Proto je v praxi pro zajištění provozu blokovacího kondenzátoru v širokém frekvenčním rozsahu paralelně s papírovým kondenzátorem zapojen malý keramický nebo slídový kondenzátor.

Existují však papírové kondenzátory s nízkou vlastní indukčností. V nich jsou pásy fólie spojeny s přívody ne na jednom, ale na mnoha místech. Toho dosáhneme buď pásy fólie vloženými do role při navíjení, nebo posunutím pásků (destiček) na opačné konce role a jejich připájením (obr. 1).

Průchozí a referenční kondenzátory

K ochraně před rušením, které může pronikat do zařízení přes silové obvody a naopak, a také pro různá blokování, tzv. průchozí kondenzátory. Takový kondenzátor má tři vývody, z nichž dva jsou kontinuální proud nesoucí tyč procházející pouzdrem kondenzátoru.

K této tyči je připevněna jedna z desek kondenzátoru. Třetí svorkou je kovové pouzdro, se kterým je spojena druhá deska. Tělo průchozího kondenzátoru je připevněno přímo k šasi nebo stínění a vodič s proudem (napájecí obvod) je připájen k jeho střední svorce.

Díky této konstrukci jsou vysokofrekvenční proudy uzavřeny na šasi nebo obrazovce zařízení, zatímco stejnosměrné proudy procházejí bez překážek.

Používá se při vysokých frekvencích keramické průchozí kondenzátory, ve kterém roli jedné z desek hraje samotný centrální vodič a druhou je metalizační vrstva nanesená na keramické trubici. Tyto konstrukční vlastnosti se promítají i do podmíněného grafického označení průchozího kondenzátoru (obr. 3).

Rýže. 3. Vzhled a obrázek na schématech průchozích a referenčních kondenzátorů.

Vnější ostění je naznačeno buď ve formě krátkého oblouku (a), nebo ve formě jednoho (b) nebo dvou (c) segmentů přímek s vedením od středu. Poslední označení se používá při zobrazení průchozího kondenzátoru ve stěně obrazovky.

Použijte pro stejný účel jako pasáže referenční kondenzátory, což jsou jakési montážní stojany namontované na kovovém šasi. K němu připojená výstelka se v označení takového kondenzátoru vyznačuje třemi nakloněnými čarami, které symbolizují "uzemnění" (obr. 3, d).

Oxidové kondenzátory

Pro provoz v audiofrekvenčním rozsahu a také pro filtrování usměrněných napájecích napětí jsou potřeba kondenzátory, jejichž kapacita se měří v desítkách, stovkách a dokonce tisících mikrofaradů.

Takovou kapacitu při dostatečně malých velikostech mají oxidové kondenzátory(staré jméno elektrolytický). V nich hraje roli jedné výstelky (anody) hliníková nebo tantalová elektroda, roli dielektrika na ní nanesená tenká vrstva oxidu a roli druhé výstelky (katody) je speciální elektrolyt. , jehož výstupem je často kovové pouzdro kondenzátoru.

Na rozdíl od ostatních většina typů oxidových kondenzátorů je polarizovaných, tj. pro normální provoz vyžadují polarizační napětí. To znamená, že je lze zapnout pouze v obvodu s konstantním nebo pulzujícím napětím a pouze v takové polaritě (katoda - na mínus, anoda - na plus), která je vyznačena na pouzdru.

Nedodržení této podmínky vede k poruše kondenzátoru, která je někdy doprovázena výbuchem!

Polarita zahrnutí oxidového kondenzátoru na schématech jsou znázorněny znaménkem „+“ zobrazeným na výstelce, která symbolizuje anodu (obr. 4, a).

Toto je obecný termín pro polarizovaný kondenzátor. Spolu s tím, konkrétně pro oxidové kondenzátory, GOST 2.728-74 zavedl symbol, ve kterém je kladná výstelka zobrazena jako úzký obdélník (obr. 4.6) a znaménko? + "v tomto případě lze vynechat.

Rýže. 4. Oxidové kondenzátory a jejich označení na schématech zapojení.

V obvodech elektronických zařízení se někdy můžete setkat s označením oxidového kondenzátoru ve formě dvou úzkých obdélníků (obr. 4, c) Jedná se o symbol nepolárního oxidového kondenzátoru, který může pracovat v obvodech střídavého proudu. (tj. bez polarizačního napětí).

Oxidové kondenzátory jsou velmi citlivé na přepětí, takže schémata často udávají nejen jejich jmenovitou kapacitu, ale také jmenovité napětí.

Aby se zmenšila velikost, jsou někdy v jednom pouzdru uzavřeny dva kondenzátory, ale jsou provedeny pouze tři závěry (jeden je běžný). Symbol pro duální kondenzátor tuto myšlenku jasně vyjadřuje (obr. 4d).

Variabilní kondenzátory (KPI)

variabilní kondenzátor sestává ze dvou skupin kovových desek, z nichž jedna se může plynule pohybovat vzhledem k druhé. Při tomto pohybu se obvykle desky pohyblivé části (rotoru) zasouvají do mezer mezi deskami pevné části (statoru), v důsledku čehož dochází k překrytí oblasti některých desek jinými, a tím kapacita, změna.

dielektrikum vzduch se nejčastěji používá v KPI. V malých zařízeních, například v tranzistorových kapesních přijímačích, jsou široce používány KPI s pevným dielektrikem, které se používá jako fólie vysokofrekvenčních dielektrik odolných proti opotřebení (fluoroplast, polyethylen atd.).

Parametry KPI s pevným dielektrikem jsou poněkud horší, ale jsou mnohem levnější na výrobu a jejich rozměry jsou mnohem menší než KPI se vzduchovým dielektrikem.

Se symbolem KPI jsme se již setkali - jedná se o symbol kondenzátoru konstantní kapacity, přeškrtnutý se znakem regulace. Z tohoto označení však není jasné, která z desek symbolizuje rotor a která - stator. Pro znázornění na diagramu je rotor znázorněn jako oblouk (obr. 5).

Rýže. 5. Označení proměnných kondenzátorů.

Hlavní parametry KPI, které umožňují vyhodnotit jeho schopnosti při provozu v oscilačním obvodu, jsou minimální a maximální kapacita, které jsou zpravidla uvedeny na diagramu vedle symbolu KPI.

Ve většině rádiových přijímačů a rádiových vysílačů se bloky KPI skládající se ze dvou, tří nebo více sekcí používají k současnému ladění několika oscilačních obvodů.

Rotory v takových blocích jsou upevněny na jedné společné hřídeli, jejíž otáčením můžete současně měnit kapacitu všech sekcí. Krajní desky rotorů jsou často řezány (podél poloměru). To umožňuje jednotku nastavit ve výrobě tak, aby kapacity všech sekcí byly stejné v jakékoli poloze rotoru.

Kondenzátory obsažené v bloku KPI jsou jednotlivě znázorněny ve schématech. Aby bylo vidět, že jsou spojeny do bloku, to znamená, že jsou ovládány jedním společným knoflíkem, jsou šipky označující regulaci spojeny přerušovanou čarou mechanického spojení, jak je znázorněno na obr. 6.

Rýže. 6. Označení duálních proměnných kondenzátorů.

Při zobrazení KPI bloku v různých částech schématu, které jsou od sebe daleko, není znázorněno mechanické spojení, omezeno pouze odpovídajícím číslováním sekcí v referenčním označení (obr. 6, sekce C 1.1, C 1.2 a C 1.3).

V měřicích zařízeních např. v ramenech kapacitních mostů, tzv diferenční kondenzátory(z lat. diferencia - rozdíl).

Mají dvě sady statoru a jednu sadu rotorových desek, uspořádané tak, že když rotorové desky vystupují z mezer mezi deskami jedné statorové skupiny, vstupují současně mezi desky druhé statorové skupiny.

V tomto případě se kapacita mezi deskami prvního statoru a rotorovými deskami snižuje a mezi deskami rotoru a druhého statoru se zvyšuje. Celková kapacita mezi rotorem a oběma statory zůstává nezměněna. Takové kondenzátory jsou znázorněny ve schématech, jak je znázorněno na obr. 7.

Rýže. 7. Diferenční kondenzátory a jejich označení na schématech.

Trimmerové kondenzátory. Pro nastavení počáteční kapacity oscilačního obvodu, která určuje maximální frekvenci jeho ladění, se používají ladicí kondenzátory, jejichž kapacitu lze měnit od jednotek pikofarad až po několik desítek pikofaradů (někdy i více).

Hlavním požadavkem na ně je plynulost změny výkonu a spolehlivost upevnění rotoru v poloze nastavené při seřizování. Osy trimrových kondenzátorů (většinou krátké) jsou drážkované, takže jejich kapacitu lze upravit pouze pomocí nástroje (šroubováku). Kondenzátory s pevným dielektrikem se nejvíce používají ve vysílacích zařízeních.

Rýže. 8. Trimrové kondenzátory a jejich označení.

Provedení keramického trimrového kondenzátoru (CPC) jednoho z nejběžnějších typů je znázorněno na Obr. 8, a. Skládá se z keramické základny (statoru) a na ní pohyblivě upevněného keramického disku (rotoru).

Desky kondenzátoru - tenké vrstvy stříbra - se nanášejí vypalováním na stator a vnější stranu rotoru. Kapacita se mění otáčením rotoru. V nejjednodušších zařízeních se někdy používají drátové trimrové kondenzátory.

Takový prvek se skládá z kusu měděného drátu o průměru 1 ... 2 a délce 15 ... 20 mm, na kterém je těsně navinutý izolovaný drát o průměru -0,2 ... 0,3 mm, cívka na cívku (obr. 8, b). Kapacita se mění odmotáním drátu, a aby vinutí neklouzalo, napustí se nějakou izolační hmotou (lak, lepidlo atd.).

Trimmerové kondenzátory označeno na schématech hlavním symbolem, přeškrtnutým znakem regulace trimru (obr. 8, c).

Samoregulační kondenzátory

Pomocí speciální keramiky jako dielektrika, jejíž permitivita silně závisí na síle elektrického pole, je možné získat kondenzátor, jehož kapacita závisí na napětí na jeho deskách.

Tyto kondenzátory se nazývají varikondy(z anglických slov vari (schopný) - proměnný a cond (enser) - kondenzátor). Když se napětí změní z několika voltů na nominální hodnotu, kapacita varikondu se změní faktorem 3-6.

Rýže. 9. Varikond a jeho označení na schématech.

Varikondy lze použít v různých automatizačních zařízeních, v oscilačních frekvenčních generátorech, modulátorech, pro elektrické ladění oscilačních obvodů atd.

Symbol variconda- symbol kondenzátoru s nelineárním znakem samoregulace a latinským písmenem U (obr. 9, a).

Podobně je konstruováno označení tepelných kondenzátorů používaných v elektronických náramkových hodinkách. Faktor, který mění kapacitu takového kondenzátoru - teplota prostředí - je označen symbolem t ° (obr. 9, b). Často se však hledá to, co je kondenzátor

Literatura: V.V. Frolov, Jazyk rozhlasových okruhů, Moskva, 1998.

Na dnešním trhu s elektronickými součástkami existuje mnoho různých typů kondenzátorů a každý typ má své výhody a nevýhody. Některé jsou schopny pracovat při vysokém napětí, jiné jsou vysoce kapacitní, jiné mají nízkou vlastní indukčnost a některé mají výjimečně nízký svodový proud. Všechny tyto faktory určují rozsah konkrétních typů kondenzátorů.

Zvažte, jaké typy kondenzátorů jsou. Obecně je jich mnoho, ale zde se podíváme na hlavní populární typy kondenzátorů a zjistíme, jak tento typ určit.

Například K50-35 nebo K50-29 se skládají ze dvou tenkých hliníkových pásků stočených do role, mezi nimiž je jako dielektrikum umístěn papír napuštěný elektrolytem. Role je umístěna v utěsněném hliníkovém válci, na jehož jednom z konců (radiální typ tělesa) nebo na obou koncích (typ axiálního tělesa) jsou kontaktní vodiče. Vývody lze pájet nebo šroubovat.

Kapacita elektrolytických kondenzátorů se měří v mikrofaradech a může být od 0,1 mikrofarad do 100 000 mikrofaradů. Značná kapacita elektrolytických kondenzátorů oproti jiným typům kondenzátorů je jejich hlavní předností. Maximální provozní napětí elektrolytických kondenzátorů může dosáhnout 500 voltů. Maximální povolené provozní napětí a kapacita kondenzátoru jsou uvedeny na jeho pouzdru.

Tento typ kondenzátoru má také nevýhody. První z nich je polarita. Na pouzdru kondenzátoru je záporná svorka označena znaménkem mínus, tato svorka by měla být, když kondenzátor pracuje v obvodu na nižším potenciálu než druhý, nebo kondenzátor nebude schopen normálně akumulovat náboj, a s největší pravděpodobností exploduje nebo se v každém případě poškodí, pokud je po dlouhou dobu ponechán pod napětím se špatnou polaritou.

Právě kvůli polaritě jsou elektrolytické kondenzátory použitelné pouze v obvodech stejnosměrného nebo pulzního proudu, ale ne přímo v obvodech střídavého proudu, pouze elektrolytické kondenzátory lze nabíjet usměrněným napětím.

Druhou nevýhodou tohoto typu kondenzátorů je vysoký svodový proud. Z tohoto důvodu nebude možné použít elektrolytický kondenzátor pro dlouhodobé uložení náboje, ale jako mezifiltrační prvek v aktivním obvodu je zcela vhodný.

Třetí nevýhodou je, že kapacita kondenzátorů tohoto typu klesá s rostoucí frekvencí (pulzující proud), ale tento problém je vyřešen instalací na desky paralelně s elektrolytickým kondenzátorem také relativně malého keramického kondenzátoru, obvykle o 10 000 méně než má vedle stojící elektrolytický kondenzátor.

Nyní si promluvme o tantalové kondenzátory. Příkladem je K52-1 nebo smd A. Jsou na bázi oxidu tantaličného. Podstatou je, že při oxidaci tantalu vzniká hustý nevodivý oxidový film, jehož tloušťku lze technologicky kontrolovat.

Pevný tantalový kondenzátor se skládá ze čtyř hlavních částí: anoda, dielektrikum, elektrolyt (pevný nebo kapalný) a katoda. Technologický řetězec ve výrobě je poměrně složitý. Nejprve se vytvoří anoda z čistého lisovaného tantalového prášku, který se slinuje ve vysokém vakuu při teplotě 1300 až 2000 °C za vzniku porézní struktury.

Poté elektrochemickou oxidací vzniká na anodě dielektrikum ve formě filmu oxidu tantaličného, ​​jehož tloušťka je řízena změnou napětí při elektrochemické oxidaci, v důsledku toho je tloušťka filmu pouze od stovek do tisíc angstromy, ale fólie má takovou strukturu, která poskytuje vysoký elektrický odpor.

Další fází je tvorba elektrolytu, kterým je polovodič oxidu manganičitého. Porézní tantalová anoda je impregnována manganovými solemi, poté je zahřívána tak, aby se na povrchu objevil oxid manganičitý; proces se několikrát opakuje, dokud není dosaženo úplného pokrytí. Výsledný povrch se pokryje vrstvou grafitu, poté se nanese stříbro - získá se katoda. Struktura se poté umístí do směsi.

Tantalové kondenzátory jsou svými vlastnostmi podobné hliníkovým elektrolytickým, ale mají některé vlastnosti. Jejich provozní napětí je omezeno na 100 voltů, kapacita nepřesahuje 1000 mikrofaradů, jejich vlastní indukčnost je menší, proto se tantalové kondenzátory používají i na vysokých frekvencích dosahujících stovek kilohertzů.

Jejich nevýhoda spočívá v extrémní citlivosti na překročení maximálního povoleného napětí, proto tantalové kondenzátory selhávají nejčastěji z důvodu poruchy. Čára na těle tantalového kondenzátoru označuje kladnou elektrodu - anodu. Výstupní nebo SMD tantalové kondenzátory lze nalézt na moderních deskách plošných spojů mnoha elektronických zařízení.

Například typy K10-7V, K10-19, KD-2 se vyznačují relativně velkou kapacitou (od 1 pF do 0,47 mikrofaradů) s malými rozměry. Jejich provozní napětí se pohybuje od 16 do 50 voltů. Jejich vlastnosti: nízké svodové proudy, nízká indukčnost, která jim umožňuje pracovat na vysokých frekvencích, a také malá velikost a vysoká teplotní stabilita kapacity. Takové kondenzátory úspěšně pracují v obvodech DC, AC a pulzujícího proudu.

Ztrátová tečna tgδ obvykle nepřesahuje 0,05 a maximální svodový proud není větší než 3 μA. Keramické kondenzátory jsou odolné vůči vnějším faktorům, jako jsou vibrace do 5000 Hz se zrychlením do 40 g, opakované mechanické rázy a lineární zatížení.

Keramické diskové kondenzátory jsou široce používány ve vyhlazovacích filtrech napájení, filtrování šumu, mezistupňových komunikačních obvodech a téměř ve všech elektronických zařízeních.

Označení na pouzdru kondenzátoru udává jeho jmenovitý výkon. Tři číslice jsou dešifrovány následovně. Pokud se první dvě číslice vynásobí 10 mocninou třetí číslice, pak se hodnota kapacity tohoto kondenzátoru získá v pF. Takže kondenzátor označený 101 má kapacitu 100 pF a kondenzátor označený 472 má kapacitu 4,7 nF.

Například K10-17A nebo K10-17B na rozdíl od jednovrstvých mají ve své struktuře střídající se tenké vrstvy keramiky a kovu. Jejich kapacita je proto větší než u jednovrstvých a může snadno dosáhnout několika mikrofarad. Maximální napětí je zde také omezeno na 50 voltů. Kondenzátory tohoto typu jsou schopny, stejně jako jednovrstvé, správně pracovat ve stejnosměrných, střídavých a pulzujících proudových obvodech.

Schopný pracovat při vysokém napětí od 50 do 15 000 voltů. Jejich kapacita leží v rozsahu od 68 do 100 nF a takové kondenzátory mohou pracovat v obvodech stejnosměrného, ​​střídavého nebo pulzního proudu.

Lze je nalézt v síťových filtrech jako X/Y kondenzátory, stejně jako v sekundárních napájecích obvodech, kde se používají k eliminaci běžného šumu a pohlcování šumu, pokud je obvod vysokofrekvenční. Někdy bez použití těchto kondenzátorů může selhání zařízení ohrozit životy lidí.

Speciálním typem vysokonapěťových keramických kondenzátorů je vysokonapěťový impulsní kondenzátor, používá se pro výkonné pulzní režimy. Příkladem takových vysokonapěťových keramických kondenzátorů jsou domácí K15U, KVI a K15-4. Tyto kondenzátory jsou schopny pracovat při napětí až 30 000 voltů a vysokonapěťové impulsy mohou následovat s vysokou frekvencí až 10 000 impulsů za sekundu. Keramika poskytuje spolehlivé dielektrické vlastnosti a speciální tvar kondenzátoru a uspořádání desek zabraňuje průrazu zvenčí.

Takové kondenzátory jsou velmi oblíbené jako smyčkové kondenzátory ve vysokovýkonných rádiových zařízeních a jsou velmi vítány například staviteli Tesla (pro navrhování na jiskřišti nebo na lampách - SGTC, VTTC).

Například K73-17 nebo CL21 na bázi metalizovaného filmu jsou široce používány ve spínaných zdrojích a elektronických předřadnících. Jejich obal z epoxidové pryskyřice dodává kondenzátorům odolnost proti vlhkosti, tepelnou odolnost a činí je odolnými vůči agresivnímu prostředí a rozpouštědlům.

Polyesterové kondenzátory jsou dostupné v kapacitách od 1 nF do 15 mikrofaradů a jsou dimenzovány pro napětí od 50 do 1500 voltů. Vyznačují se vysokou teplotní stabilitou s vysokou kapacitou a malými rozměry. Cena polyesterových kondenzátorů není vysoká, takže jsou velmi oblíbené v mnoha elektronických zařízeních, zejména v předřadnících energeticky úsporných žárovek.

Označení kondenzátoru obsahuje na konci písmeno označující toleranci odchylky kapacity od jmenovité, dále písmeno a číslo na začátku označení označující přípustné maximální napětí, například 2A102J - kondenzátor pro a maximální napětí 100 voltů, s kapacitou 1 nF, přípustná odchylka kapacity je + -5 % . Tabulky pro dekódování značení lze snadno najít na internetu.

Široký rozsah kapacit a napětí umožňuje použití polyesterových kondenzátorů v obvodech DC, AC a pulzního proudu.

Polypropylenové kondenzátory, například K78-2, na rozdíl od polyesteru, mají polypropylenovou fólii jako dielektrikum. Kondenzátory tohoto typu jsou k dispozici v kapacitách od 100 pF do 10 mikrofaradů a napětí může dosáhnout 3000 voltů.

Výhodou těchto kondenzátorů je nejen vysoké napětí, ale také extrémně nízká ztrátová tangenta, protože tgδ může být až 0,001. Takové kondenzátory jsou široce používány například v indukčních ohřívačích a mohou pracovat při frekvencích měřených v desítkách nebo dokonce stovkách kilohertzů.

Hodné zvláštní zmínky startovací polypropylenové kondenzátory, jako je CBB-60. Tyto kondenzátory se používají ke spouštění střídavých indukčních motorů. Jsou navinuty metalizovanou polypropylenovou fólií na plastové jádro, poté je role naplněna směsí.

Tělo kondenzátoru je vyrobeno z materiálu zpomalujícího hoření, to znamená, že kondenzátor je zcela ohnivzdorný a vhodný pro těžký provoz. Závěry mohou být jak drátové, tak pro svorky a pro šrouby. Je zřejmé, že kondenzátory tohoto typu jsou navrženy pro provoz na průmyslové síťové frekvenci.

Startovací kondenzátory jsou k dispozici pro střídavé napětí od 300 do 600 voltů a rozsah typických kapacit je od 1 do 1000 mikrofaradů.

Andrej Povny

Elektronika používá mnoho různých částí, které dohromady umožňují provádět řadu akcí. Jedním z nich je kondenzátor. A v rámci článku si povíme, jaký je to mechanismus, jak funguje, proč je potřeba kondenzátor a co dělá v obvodech.

Co se nazývá kondenzátor?

Kondenzátor je pasivní elektrické zařízení, které může provádět různé úkoly v obvodech díky schopnosti ukládat náboj a energii elektrického pole. Ale hlavní oblast použití je ve filtrech usměrňovačů a stabilizátorů. Takže díky kondenzátorům se mezi zesilovacími stupni přenáší signál, nastavují se časové intervaly pro časové zpoždění, staví se horní a dolní propust. Díky svým vlastnostem se používá i pro volbu frekvence v různých oscilátorech.

Tento typ kondenzátoru se může pochlubit kapacitou, která je několik stovek mikrofaradů. Ostatní zástupci rodiny této elektronické části jsou uspořádáni podle podobného principu. A jak zkontrolovat kondenzátor a ujistit se, že skutečný stav věcí odpovídá nápisům? Nejjednodušší je použít digitální multimetr. Také ohmmetr může dát odpověď na otázku, jak zkontrolovat kondenzátor.

Princip činnosti a proč je potřeba kondenzátor

Z označení a schematického znázornění můžeme usoudit, že i dvě kovové desky umístěné vedle sebe mohou fungovat jako nejjednodušší kondenzátor. V tomto případě si vzduch poradí jako dielektrikum. Teoreticky neexistuje žádné omezení na plochu desek a vzdálenost mezi nimi. Proto i při rozvodu na velké vzdálenosti a snížení jejich velikosti, i když nevýznamné, ale určitá kapacita je zachována.

Tato vlastnost našla využití ve vysokofrekvenční technologii. Naučili se je tedy vyrábět i ve formě běžných tištěných elektroinstalačních drah a také jednoduše kroutit dva dráty, které jsou v polyetylenové izolaci. Při použití kabelu se kapacita kondenzátoru (uF) zvyšuje spolu s délkou. Je však třeba chápat, že pokud je vysílaný impuls krátký a drát dlouhý, nemusí jednoduše dosáhnout svého cíle. Kondenzátor lze použít ve stejnosměrných i střídavých obvodech.

Zásobárna energie

Se zvýšením kapacity kondenzátoru probíhají procesy jako nabíjení a vybíjení pomalu. Napětí na daném elektrickém zařízení roste po zakřivené čáře, které se v matematice říká exponenciála. Postupem času se napětí kondenzátoru zvýší z hodnoty 0 V na úroveň napájecího zdroje (pokud nedojde k vypálení kvůli příliš vysokým hodnotám).

elektrolytický kondenzátor

V současné době se elektrolytické kondenzátory mohou pochlubit největší specifickou kapacitou v poměru tohoto ukazatele a objemu součásti. Jejich kapacitní indikátor dosahuje hodnot 100 tisíc mikrofarad a provozní napětí je až 600 V. Dobře však fungují pouze na nízkých frekvencích. Jaký je účel tohoto typu kondenzátoru? Hlavní oblastí použití jsou filtry Elektrolytické kondenzátory jsou v obvodech vždy zahrnuty s ohledem na polaritu. Elektrody jsou vyrobeny z tenkého filmu (který je vyroben z oxidu kovu). Protože tenká vrstva vzduchu mezi nimi není dostatečně dobrý izolant, přidává se zde i vrstva elektrolytu (fungují jako koncentrované roztoky zásad nebo kyselin).

superkondenzátor

Jedná se o novou třídu elektrolytických kondenzátorů, která se nazývá ionistory. Svými vlastnostmi se podobá baterii, i když platí určitá omezení. Jejich výhoda tedy spočívá v krátké době nabíjení (obvykle několik minut). Jaký je účel tohoto typu kondenzátoru? Ionistory se používají jako záložní zdroje energie. Při výrobě se ukáží jako nepolární a kde plus a kde mínus je určeno prvním nábojem (ve výrobním závodě).

Teplota a jmenovité napětí mají významný vliv na výkon. Takže při 70 °C a výkonu 0,8 poskytne pouze 500 hodin provozu. Při poklesu napětí na 0,6 nominální hodnoty a teplotách do 40 stupňů se jeho životnost zvýší na 40 tisíc hodin. Ionistory najdete v paměťových čipech nebo elektronických hodinkách. Ale zároveň mají dobré vyhlídky pro jejich využití v solárních bateriích.