خازن های قطبی و غیر قطبی - تفاوت آنها چیست. خازن - این چه نوع دستگاهی است؟ شارژ خازن

خازن الکتریکی یکی از رایج ترین عناصر رادیویی است که برای جمع آوری الکتریسیته (شارژ) کار می کند. ساده ترین خازن را می توان به صورت دو صفحه فلزی (صفحات) و یک دی الکتریک بین آنها نشان داد.

هنگامی که یک منبع ولتاژ به خازن وصل می شود، بارهای مخالف بر روی صفحات (صفحات) آن ظاهر می شود و میدان الکتریکی ایجاد می شود که آنها را به سمت یکدیگر جذب می کند و حتی پس از خاموش شدن منبع تغذیه، چنین باری برای مدتی باقی می ماند و انرژی در میدان الکتریکی بین صفحات ذخیره می شود.

در مدارهای الکترونیکی، نقش خازن همچنین می تواند نه تنها در انباشت بار، بلکه در جداسازی اجزای ثابت و متغیر جریان، فیلتر کردن جریان ضربان دار و کارهای مختلف دیگر باشد.
بسته به وظایف و فاکتورهای عملیاتی، خازن ها در انواع و طرح های بسیار متفاوت استفاده می شوند. در اینجا ما به محبوب ترین انواع خازن ها خواهیم پرداخت.

خازن های الکترولیتی آلومینیومی

خازن های تک لایه سرامیکی

خازن های چند لایه سرامیکی

به عنوان مثال K10-17A یا K10-17B.
برخلاف مواردی که در بالا توضیح داده شد، آنها قبلاً از چندین لایه صفحات فلزی و یک دی الکتریک به شکل سرامیک تشکیل شده اند که به آنها امکان می دهد ظرفیت بیشتری نسبت به تک لایه داشته باشند و می توانند در حد چند میکروفاراد باشند اما حداکثر ولتاژ برای این نوع هنوز به 50 ولت محدود شده است.
آنها عمدتاً به عنوان عناصر فیلتر استفاده می شوند و می توانند با جریان مستقیم و متناوب و ضربانی به درستی کار کنند.

خازن های ولتاژ بالا سرامیکی

خازن های تانتالیوم

خازن جامد تانتالیوم از چهار بخش اصلی تشکیل شده است: آند، دی الکتریک، الکترولیت (جامد یا مایع) و کاتد.
از نظر خواص کاری، خازن های تانتالیومی مشابه خازن های الکترولیتی هستند، اما حداکثر ولتاژ کاری به 100 ولت محدود می شود و ظرفیت خازن معمولاً از 1000 میکروفاراد تجاوز نمی کند.
اما بر خلاف انواع الکترولیتی، این نوع اندوکتانس ذاتی بسیار کمتری دارد که استفاده از آنها را در فرکانس‌های بالا، تا چند صد کیلوهرتز ممکن می‌سازد.

خازن های پلی استر

خازن های پلی پروپیلن

مزیت این خازن ها نه تنها ولتاژ بالا، بلکه مماس تلفات بسیار کم است، زیرا tg؟ ممکن است از 0.001 تجاوز نکند که امکان استفاده از خازن ها در فرکانس های بالای چند صد کیلوهرتز و استفاده از آنها را در بخاری های القایی و استارت موتورهای الکتریکی ناهمزمان می دهد.

خازن های راه اندازی (CBB-60) می توانند تا 1000 میکروفاراد ظرفیت داشته باشند که با توجه به ویژگی های طراحی این نوع خازن ها امکان پذیر می شود. یک فیلم پلی پروپیلن متالیز شده روی یک هسته پلاستیکی پیچیده شده است و در بالای این رول کل با یک ترکیب پوشیده شده است.

خازن ها

خازن - یکی از رایج ترین عناصر رادیویی. نقش خازن در یک مدار الکترونیکی جمع آوری بار الکتریکی، جداسازی اجزای مستقیم و متغیر جریان، فیلتر کردن جریان ضربانی و موارد دیگر است.

از نظر ساختاری، خازن از دو صفحه رسانا تشکیل شده است که با دی الکتریک عایق شده اند. بسته به طراحی و هدف خازن، هوا، کاغذ، سرامیک، میکا می تواند به عنوان دی الکتریک عمل کند.

پارامترهای اصلی خازن عبارتند از:

ظرفیت رتبه بندی شده. ظرفیت در اندازه گیری می شود فراده (F). ظرفیت 1 فاراد بسیار زیاد است. برای مثال، ظرفیت کره زمین کمتر از 1 فارنهایت یا بهتر است بگوییم حدود 710 میکروفاراد است. درست است، در اینجا باید درک کنیم که فیزیکدانان عاشق قیاس هستند. در مورد ظرفیت الکتریکی کره زمین، منظور آنها این است که به عنوان مثال، یک توپ فلزی به اندازه سیاره زمین که یک هادی منفرد است، برداشته اند. این فقط یک قیاس است. در فناوری، یک قطعه الکترونیکی وجود دارد که ظرفیت آن بیش از 1 فاراد است - این یک یونیستور است.

اساساً در مهندسی الکترونیک و رادیو از خازن هایی با ظرفیتی معادل یک میلیونم فاراد - میکروفاراد (میکرو فاراد) استفاده می شود. 1uF = 0.000001 F ). همچنین از خازن هایی با ظرفیت ده ها - صدها نانوفاراد استفاده می شود ( 1nF = 0.000000001 F ) و پیکوفاراد (1pF = 0.000000000001 F). ظرفیت اسمی روی محفظه خازن نشان داده شده است.

برای اینکه در اختصارات (μF, nF, pF) گیج نشوید و یاد بگیرید که چگونه میکروفارادها را به پیکوفاراد و نانوفارادها را به میکروفاراد تبدیل کنید، باید در مورد علامت اختصاری مقادیر عددی بدانید.

ولتاژ محاسبه شده. این ولتاژی است که در آن خازن وظایف خود را انجام می دهد. اگر از مقدار مجاز فراتر رود، خازن شکسته می شود، یعنی به یک هادی معمولی تبدیل می شود. محدوده مقادیر مجاز برای ولتاژهای عملیاتی خازن ها در محدوده از چندین ولت تا واحد کیلوولت قرار دارد. 1 کیلو ولت - 1000 ولت ). ولتاژ نامی روی محفظه خازن مشخص شده است.

همانطور که در شکل نشان داده شده است، خازن بر روی نمودار مدار نشان داده شده است.

علاوه بر موارد معمول، خازن های الکترولیتی نیز وجود دارد. ظرفیت آنها بسیار بزرگتر از ظرفیت های معمولی است، بنابراین، ابعاد نیز به طور قابل توجهی بزرگتر است. ویژگی بارز خازن های الکترولیتی - قطبیت. اگر بتوان خازن های معمولی را بدون نگرانی در مورد پلاریته ولتاژ اعمال شده به خازن به مدار لحیم کرد، خازن الکترولیتی باید کاملاً مطابق با قطبیت ولتاژ وارد مدار شود. خازن های الکترولیتی یک ترمینال مثبت و دیگری منفی دارند.

تعیین یک خازن الکترولیتی در نمودارها.

همچنین به طور گسترده استفاده می شود تنظیم خازن ها خازن های تریمر در مواردی که تنظیم دقیق خازن در مدار الکترونیکی مورد نیاز است مورد نیاز است. در چنین خازن هایی، تنظیم ظرفیت یک بار و یا به ندرت انجام می شود.

به این صورت مشخص شده است.

در کنار خازن های تریمر، خازن نیز وجود دارد ظرفیت متغیر . برخلاف دستگاه های اصلاح کننده، از خازن های متغیر برای تنظیم مکرر ظرفیت خازن استفاده می شود. در یک گیرنده ساده (نه دیجیتال)، تنظیم یک ایستگاه رادیویی فقط با استفاده از یک خازن متغیر انجام می شود.

خواص خازن

• خازن جریان مستقیم عبور نمی کندو برای او عایق است.

  برای جریان متناوب، خازن مانعی ندارد. مقاومت خازن (خازن) در برابر جریان متناوب با افزایش ظرفیت و فرکانس جریان آن کاهش می یابد و بالعکس با کاهش ظرفیت و فرکانس جریان آن افزایش می یابد.

خاصیت خازن برای ایجاد مقاومت متفاوت در برابر جریان متناوب کاربرد گسترده ای پیدا کرده است. خازن ها برای فیلتر کردن، جداسازی یک فرکانس از فرکانس دیگر، جداسازی جزء متغیر از ثابت استفاده می شوند.

این همان چیزی است که خازن های ثابت به نظر می رسند.



خازن الکترولیتی. سرب بلند مثبت است، سرب کوتاه منفی است.



خازن الکترولیتی مسطح. بر روی بدن نشان داده شده است ظرفیت اسمی – 22 uF (22), ولتاژ محاسبه شده – 16 ولت (16 ولت). مشاهده می شود که ظرفیت فقط با اعداد نشان داده شده است. ظرفیت خازن های الکترولیتی بر حسب میکروفاراد نشان داده شده است.



از سمت ترمینال منفی خازن در بالای کیس یک نیم دایره سیاه رنگ وجود دارد.

خازن وسیله ای است که می تواند بارهای الکتریکی را ذخیره کند. ساده ترین خازن دو صفحه فلزی (الکترود) است که توسط یک دی الکتریک از هم جدا شده اند. خازن 2 می تواند شارژ شود اگر الکترودهای آن به منبع 1 انرژی الکتریکی جریان مستقیم متصل باشد (شکل 181، a).

هنگامی که یک خازن شارژ می شود، الکترون های آزاد موجود بر روی یکی از الکترودهای آن به سمت قطب مثبت منبع می روند و در نتیجه این الکترود دارای بار مثبت می شود. الکترون‌ها از قطب منفی منبع به سمت الکترود دوم هجوم می‌آورند و الکترون‌های اضافی روی آن ایجاد می‌کنند، بنابراین بار منفی پیدا می‌کنند. در نتیجه جریان جریان شارژ i3، بارهای مساوی اما مخالف علامت بر روی هر دو الکترود خازن تشکیل می شود و یک میدان الکتریکی بین آنها ایجاد می شود و اختلاف پتانسیل مشخصی بین الکترودهای خازن ایجاد می کند. وقتی این اختلاف پتانسیل برابر با ولتاژ منبع جریان شد، حرکت الکترون ها در مدار خازن، یعنی عبور جریان i3 از آن متوقف می شود. این لحظه مربوط به پایان فرآیند شارژ خازن است.

هنگامی که از منبع جدا می شود (شکل 181، ب)، خازن قادر است بارهای الکتریکی انباشته شده را برای مدت طولانی ذخیره کند. خازن باردار منبع انرژی الکتریکی است که مقداری e. d.s. اتحادیه اروپا اگر الکترودهای یک خازن شارژ شده را با هر هادی وصل کنید (شکل 181، ج)، خازن شروع به تخلیه می کند. در این حالت ip جریان تخلیه خازن از مدار عبور می کند. اختلاف پتانسیل بین الکترودها نیز شروع به کاهش می کند، یعنی خازن انرژی الکتریکی انباشته شده را به مدار خارجی می دهد. در آن لحظه که تعداد الکترون های آزاد روی هر الکترود خازن یکسان می شود، میدان الکتریکی بین الکترودها از بین می رود و جریان برابر با صفر می شود. این بدان معنی است که خازن کاملاً تخلیه شده است، یعنی انرژی الکتریکی را که انباشته کرده است، رها کرده است.

ظرفیت خازن.خاصیت یک خازن برای جمع آوری و نگهداری بارهای الکتریکی با ظرفیت خازن آن مشخص می شود. هر چه ظرفیت خازن بزرگتر باشد، بار انباشته شده توسط آن بیشتر می شود، همانطور که با افزایش ظرفیت ظرف یا سیلندر گاز، حجم مایع یا گاز موجود در آن افزایش می یابد.

ظرفیت C یک خازن به عنوان نسبت بار q جمع شده در خازن به اختلاف پتانسیل بین الکترودهای آن (ولتاژ اعمالی) U تعریف می شود:

C=q/U (69)

ظرفیت خازن بر حسب فاراد (F) اندازه گیری می شود. یک خازن دارای ظرفیت 1 فارنهایت است که در آن، هنگامی که یک بار وارد می شود

در 1 درجه سانتیگراد، اختلاف پتانسیل 1 ولت افزایش می یابد. در عمل، واحدهای کوچکتر عمدتاً استفاده می شوند: میکروفاراد (1 μF = 10 -6 F)، پیکوفاراد (1 pF = 10 -12 μF).

ظرفیت خازن به شکل و اندازه الکترودهای آن، موقعیت نسبی آنها و خواص دی الکتریک جداکننده الکترودها بستگی دارد. خازن های تخت وجود دارد که الکترودهای آن صفحات موازی مسطح (شکل 182، الف) و استوانه ای (شکل 182، ب) هستند.

ویژگی های خازن نه تنها توسط دستگاه هایی که به طور خاص در کارخانه تولید می شوند، بلکه توسط هر دو هادی که توسط یک دی الکتریک از هم جدا شده اند نیز وجود دارد. ظرفیت آنها تأثیر بسزایی در عملکرد تاسیسات الکتریکی با جریان متناوب دارد. به عنوان مثال، خازن های با ظرفیت معین دو سیم برق، سیم و زمین (شکل 183، الف)، هادی کابل برق، هادی ها و غلاف فلزی کابل هستند (شکل 183.6).

دستگاه خازن ها و کاربرد آنها در تکنولوژیبسته به دی الکتریک مورد استفاده، خازن ها کاغذ، میکا، هوا هستند (شکل 184). با استفاده از میکا، کاغذ، سرامیک و سایر مواد با ثابت دی الکتریک بالا به عنوان دی الکتریک به جای هوا، می توان با همان ابعاد خازن، ظرفیت آن را چندین برابر کرد. به منظور افزایش مساحت الکترودهای خازن، معمولاً چند لایه ساخته می شود.

در تاسیسات AC الکتریکی معمولا از خازن های قدرت استفاده می شود. الکترودهای موجود در آنها نوارهای بلندی از فویل آلومینیوم، سرب یا مس هستند که توسط چندین لایه کاغذ مخصوص (خازن) آغشته به روغن های نفتی یا مایعات آغشته کننده مصنوعی جدا شده اند. روبان های فویل 2 و کاغذ 1 به رول پیچیده می شوند (شکل 185)، خشک می شوند، با پارافین آغشته می شوند و در یک یا چند بخش در یک جعبه فلزی یا مقوایی قرار می گیرند. ولتاژ عملیاتی لازم خازن توسط اتصالات سری، موازی یا سری موازی بخش های جداگانه تامین می شود.

هر خازن نه تنها با مقدار ظرفیت، بلکه با مقدار ولتاژی که دی الکتریک آن می تواند تحمل کند نیز مشخص می شود. در ولتاژهای خیلی بالا، الکترون های دی الکتریک از اتم ها جدا می شوند، دی الکتریک شروع به هدایت جریان می کند و الکترودهای فلزی خازن اتصال کوتاه پیدا می کنند (خازن می شکند). ولتاژی که در آن این اتفاق می افتد ولتاژ شکست نامیده می شود. ولتاژی که در آن خازن می تواند به طور قابل اعتماد به طور نامحدود کار کند، ولتاژ کار نامیده می شود. چندین برابر کوچکتر از نافذ است.

خازن ها به طور گسترده ای در سیستم های منبع تغذیه شرکت های صنعتی و راه آهن برقی برای بهبود استفاده از انرژی الکتریکی با جریان متناوب استفاده می شوند. در e. p.s. و لوکوموتیوهای دیزلی، خازن ها برای صاف کردن جریان ضربانی دریافتی از یکسو کننده ها و پالس شکن ها، برای مبارزه با جرقه زدن کنتاکت های دستگاه الکتریکی و تداخل رادیویی، در سیستم های کنترل مبدل های نیمه هادی و همچنین ایجاد

ولتاژ متقارن سه فاز مورد نیاز برای تغذیه موتورهای الکتریکی ماشین های کمکی. در مهندسی رادیو از خازن ها برای ایجاد نوسانات الکترومغناطیسی با فرکانس بالا، جداسازی مدارهای الکتریکی جریان مستقیم و متناوب و غیره استفاده می شود.

در مدارهای DC اغلب خازن های الکترولیتی نصب می شوند. آنها از دو نوار آلومینیومی نازک 3 و 5 ساخته شده اند که به شکل رول نورد شده اند (شکل 185، b)، که بین آنها کاغذ 4 قرار داده شده است، آغشته به الکترولیت مخصوص (محلول اسید بوریک با آمونیاک در گلیسیرین). نوار آلومینیومی 3 با یک فیلم نازک از اکسید آلومینیوم پوشیده شده است. این فیلم یک دی الکتریک با ثابت دی الکتریک بالا تشکیل می دهد. الکترودهای خازن نوار 3 هستند که با یک فیلم اکسید و یک الکترولیت پوشانده شده است. نوار دوم 5 فقط برای ایجاد تماس الکتریکی با الکترولیت در نظر گرفته شده است. خازن در یک محفظه آلومینیومی استوانه ای قرار می گیرد.

هنگامی که یک خازن الکترولیتی به یک مدار DC متصل می شود، قطبیت قطب های آن باید به شدت رعایت شود. الکترود پوشیده شده با یک فیلم اکسید باید به قطب مثبت منبع جریان متصل شود. اگر به اشتباه روشن شود، دی الکتریک شکسته می شود. به همین دلیل خازن های الکترولیتی نباید در مدارهای AC گنجانده شوند. آنها همچنین نمی توانند در دستگاه هایی که با ولتاژ بالا کار می کنند استفاده شوند، زیرا فیلم اکسید دارای قدرت دی الکتریک نسبتاً پایینی است.

در دستگاه های مهندسی رادیو نیز از خازن های متغیر استفاده می شود (شکل 186). چنین خازن از دو گروه صفحات تشکیل شده است: ثابت 2 و متحرک 3 که با شکاف های هوا از هم جدا شده اند. صفحات متحرک می توانند نسبت به صفحات ثابت حرکت کنند. هنگامی که محور 1 خازن می چرخد، ناحیه همپوشانی متقابل صفحات و در نتیجه ظرفیت خازن تغییر می کند.

راه های اتصال خازن ها. خازن ها را می توان به صورت سری و موازی متصل کرد. با منسجم

اتصال چند (به عنوان مثال، سه) خازن (شکل 187، a) ظرفیت معادل

1 / C معادل \u003d 1 / C 1 + 1 / C 2 + 1 / C 3

ظرفیت معادل

X C eq = X C 1 + X C 2 + X C 3

راکتانس خازنی حاصل

C eq \u003d C 1 + C 2 + C 3

هنگامی که خازن ها به صورت موازی متصل می شوند (شکل 187، b)، ظرفیت خازن حاصل از آنها

1 /X C معادله = 1 /X C 1 + 1 /X C 2 + 1 /X C 3

روشن و خاموش کردن مدارهای DC با خازن.هنگامی که مدار R-C به یک منبع DC وصل می شود و زمانی که خازن به یک مقاومت تخلیه می شود، یک فرآیند گذرا نیز با یک تغییر نامناسب در جریان i و ولتاژ u c ​​رخ می دهد. هنگامی که مدار R-C با کلید B1 به منبع DC متصل می شود. (شکل 188، a)، خازن شارژ شده است. در لحظه اولیه، جریان شارژ اولیه =U /R. اما با جمع شدن بارها روی الکترودهای خازن، ولتاژ و c آن افزایش می یابد و جریان کاهش می یابد (شکل 188، ب). اگر مقاومت R کوچک باشد، در لحظه اولیه اتصال خازن، یک پمپ جریان بزرگ رخ می دهد که به طور قابل توجهی از جریان نامی این مدار فراتر می رود. هنگامی که خازن به مقاومت R تخلیه می شود (سوئیچ B1 در شکل 189، a باز می شود)، ولتاژ در خازن u c و جریان i به تدریج به صفر کاهش می یابد (شکل 189، b).

نرخ تغییر جریان i و ولتاژ uc در طول گذرا با یک ثابت زمانی از هم جدا می شود

هرچه R و C بزرگتر باشد، شارژ خازن کندتر است.

فرآیندهای شارژ و دشارژ خازن به طور گسترده در الکترونیک و اتوماسیون استفاده می شود. با کمک آنها، نوسانات غیر سینوسی دوره ای به دست می آید که نامیده می شود آرامشو به ویژه ولتاژ دندانه اره مورد نیاز برای عملکرد سیستم های کنترل تریستور، اسیلوسکوپ ها و سایر دستگاه ها. برای به دست آوردن ولتاژ دندانه اره (شکل 190)، به طور دوره ای خازن را به منبع تغذیه و سپس به مقاومت تخلیه متصل کنید. دوره های T 1 و T 2 مربوط به شارژ و دشارژ خازن توسط ثابت های زمانی مدارهای شارژ T 3 و تخلیه T p ، یعنی مقاومت مقاومت های موجود در این مدارها تعیین می شود.

خازن یک دستگاه دو قطبی رایج است که در مدارهای الکتریکی مختلف استفاده می شود. دارای ظرفیت خازنی ثابت یا متغیر است و با رسانایی کم مشخص می شود، قادر است بار جریان الکتریکی را در خود جمع کرده و آن را به سایر عناصر در مدار الکتریکی منتقل کند.
ساده ترین نمونه ها شامل دو الکترود صفحه ای است که توسط یک دی الکتریک از هم جدا شده اند و بارهای مخالف را جمع می کنند. از نظر عملی، ما از خازن هایی با تعداد زیادی صفحه جدا شده از دی الکتریک استفاده می کنیم.

شارژ خازن با اتصال دستگاه الکترونیکی به شبکه آغاز می شود. در لحظه اتصال دستگاه، فضای خالی زیادی روی الکترودهای خازن وجود دارد، زیرا جریان الکتریکی وارد شده به مدار بیشترین مقدار را دارد. با پر شدن، جریان الکتریکی کاهش می یابد و با پر شدن کامل ظرفیت دستگاه، به طور کامل از بین می رود.

در فرآیند به دست آوردن بار جریان الکتریکی، الکترون ها (ذرات با بار منفی) در یک صفحه و یون ها (ذرات با بار مثبت) در صفحه دیگر جمع می شوند. جداکننده بین ذرات باردار مثبت و منفی یک دی الکتریک است که می توان از آن در مواد مختلف استفاده کرد.

هنگامی که یک دستگاه الکتریکی به منبع برق متصل می شود، ولتاژ در مدار الکتریکی صفر است. با پر شدن مخازن، ولتاژ در مدار افزایش می یابد و به مقداری برابر با سطح منبع جریان می رسد.

هنگامی که مدار الکتریکی از منبع تغذیه جدا می شود و بار وصل می شود، خازن دیگر بار را دریافت نمی کند و جریان انباشته شده را به عناصر دیگر می دهد. بار بین صفحات آن یک مدار تشکیل می دهد ، بنابراین در لحظه خاموش شدن برق ، ذرات باردار مثبت شروع به حرکت به سمت یون ها می کنند.

جریان اولیه در مدار هنگام اتصال بار برابر با ولتاژ ذرات باردار منفی است، تقسیم بر مقدار مقاومت بار. در صورت عدم وجود برق، خازن شروع به از دست دادن شارژ می کند و با کاهش بار در خازن ها، سطح ولتاژ و جریان در مدار کاهش می یابد. این فرآیند تنها زمانی پایان می یابد که شارژی در دستگاه باقی نماند.

شکل بالا ساخت یک خازن کاغذی را نشان می دهد:
الف) سیم پیچ مقطع؛
ب) خود دستگاه
روی این تصویر:

1. کاغذ؛
2. فویل؛
3. عایق شیشه ای;
4. درب؛
5. قاب؛
6. آستر مقوایی؛
7. کاغذ بسته بندی؛
8. بخش ها

ظرفیت خازنمهم ترین ویژگی آن در نظر گرفته می شود، این به طور مستقیم بر زمان شارژ کامل دستگاه در هنگام اتصال دستگاه به منبع جریان الکتریکی تأثیر می گذارد. زمان تخلیه دستگاه نیز به ظرفیت و همچنین به میزان بار بستگی دارد. هرچه مقاومت R بیشتر باشد، ظرفیت خازن سریعتر تخلیه می شود.

به عنوان مثالی از عملکرد یک خازن، عملکرد فرستنده یا گیرنده رادیویی آنالوگ را در نظر بگیرید. هنگامی که دستگاه به شبکه متصل می شود، خازن های متصل به سلف شروع به جمع آوری شارژ می کنند، الکترودها در برخی از صفحات و یون ها در برخی دیگر جمع می شوند. پس از شارژ کامل باتری، دستگاه شروع به تخلیه می کند. از دست دادن کامل شارژ منجر به شروع شارژ می شود، اما در جهت مخالف، یعنی صفحاتی که این بار بار مثبت داشتند، بار منفی دریافت می کنند و بالعکس.

هدف و کاربرد خازن ها

در حال حاضر تقریباً در تمام مهندسی رادیو و مدارهای مختلف الکترونیکی استفاده می شود.
در یک مدار جریان متناوب، آنها می توانند به عنوان یک خازن عمل کنند. به عنوان مثال، هنگام اتصال یک خازن و یک لامپ به باتری (جریان مستقیم)، لامپ نمی درخشد. اگر چنین مداری را به منبع جریان متناوب وصل کنید، لامپ می درخشد و شدت نور مستقیماً به ظرفیت خازن استفاده شده بستگی دارد. با توجه به این ویژگی ها، اکنون به طور گسترده در مدارها به عنوان فیلترهایی که تداخل فرکانس بالا و پایین را سرکوب می کنند، استفاده می شود.

همچنین از خازن ها در شتاب دهنده های الکترومغناطیسی مختلف، فلاش عکس و لیزر استفاده می شود که این امر به دلیل قابلیت جمع آوری بار الکتریکی زیاد و انتقال سریع آن به سایر عناصر شبکه با مقاومت کم و در نتیجه ایجاد یک ضربه قوی است.

در منابع تغذیه ثانویه، از آنها برای صاف کردن امواج در هنگام اصلاح ولتاژ استفاده می شود.

قابلیت ذخیره شارژ برای مدت طولانی امکان استفاده از آنها را برای ذخیره اطلاعات فراهم می کند.

استفاده از مقاومت یا ژنراتور جریان در مداری با خازن به شما امکان می دهد زمان شارژ و دشارژ ظرفیت دستگاه را افزایش دهید، بنابراین می توان از این مدارها برای ایجاد مدارهای زمان بندی استفاده کرد که الزامات بالایی را برای پایداری زمانی تحمیل نمی کنند.

در مهندسی برق مختلف و در فیلترهای هارمونیک بالاتر از این عنصر برای جبران توان راکتیو استفاده می شود.

بهدسته بندی:

تولید تجهیزات رادیویی

خازن های ثابت

خازن های ثابت در مدارهای مختلف برای جداسازی اجزای متغیر و ثابت جریان و صاف کردن ریپل ولتاژ یکسو کننده استفاده می شوند. در ترکیب با سایر عناصر مدار، خازن ها مدارهای تشدید کننده ای را تشکیل می دهند که به طور گسترده در تجهیزات رادیویی استفاده می شود.

خازن های با ظرفیت ثابت بر اساس مقدار ظرفیت نامی، کلاس دقت، ولتاژ نامی عملیات، هدف، مواد دی الکتریک و ویژگی های طراحی طبقه بندی می شوند.

مقادیر اسمی ظرفیت خازن توسط GOST 2519 - 60 تعیین شده است.

در ساخت خازن ها، مقدار خازن واقعی با مقدار اسمی نشان داده شده در علامت گذاری متفاوت است. انحراف مجاز ظرفیت خازن از اسمی را تلرانس می گویند. بر اساس این اصل، تمام خازن ها به پنج کلاس تقسیم می شوند: 0، 1، II، III، IV، تحمل آنها به ترتیب ± 2٪ است. ± 5%؛ ± 10%؛ ± 20٪ و -20 تا +50٪.

بسته به هدف، خازن های حلقه، جداکننده، مسدود کننده و فیلتر وجود دارد.

با توجه به مواد دی الکتریک، خازن ها به میکا، سرامیک، کاغذ، کاغذ فلزی، کاغذ روغن، فیلم، مینای شیشه ای، شیشه سرامیک، الکترولیتی، هوا، خلاء، گاز پر شده تقسیم می شوند.

بر اساس طراحی، خازن ها به لوله ای، دیسکی، بشکه ای، قابلمه ای، فشرده و آب بندی شده، تخت و استوانه ای و غیره تقسیم می شوند.

صرف نظر از نوع خازن با ولتاژ عملیاتی مشخص می شود. ولتاژ عملیاتی ولتاژی است که صفحات خازن می توانند برای مدت طولانی تحت آن باشند بدون اینکه دی الکتریک آنها را از هم جدا کند. ولتاژ کار بر حسب ولت بیان می شود.

از اهمیت زیادی برای عملکرد عادی خازن مقاومت عایق آن است. با مقاومت عایق کم، نشتی رخ می دهد که عملکرد عادی مدار را مختل می کند. تلفات در خازن با مماس تلفات دی الکتریک مشخص می شود که نسبت توان تلفات فعال به توان راکتیو خازن را بیان می کند.

در خازن های کم توان، تلفات انرژی عمدتاً به دلیل رسانایی دی الکتریک و هیسترزیس دی الکتریک ایجاد می شود، یعنی تلفات ناشی از چرخش مولکول های قطبی در جهت میدان هنگام اعمال ولتاژ به صفحات. تلفات در صفحات و لیدها کم است، بنابراین معمولاً از آنها غفلت می شود.

یکی از مهمترین ویژگی های یک خازن پایداری است - عدم تغییر مقدار ظرفیت خازن در طول کار. تغییر در ظرفیت خازنی می تواند موقتی یا غیرقابل برگشت باشد. عامل اصلی مؤثر بر پایداری ظرفیت خازن، تأثیر دمای محیط و گرم شدن خازن به دلیل توان تلف شده بر روی آن است. با افزایش دما، ابعاد هندسی ماده افزایش می یابد که مستلزم تغییر موقتی (تا زمانی که دما به مقدار اولیه خود بازگردد) در ظرفیت خازن است.

با این حال، افزایش دما همچنین می تواند منجر به تغییرات غیرقابل برگشت در ظرفیت خازن شود. به عنوان مثال، در یک خازن، بازآرایی شکاف های هوا بین صفحات و دی الکتریک می تواند رخ دهد. تغییر غیرقابل برگشت در ظرفیت نیز به دلیل پیری دی الکتریک رخ می دهد که شامل تغییر در ثابت دی الکتریک آن است.

اقدامات برای مقابله با تغییرات ظرفیت خازن ها آغشته شدن آنها به ترکیبات خاص (روغن کرچک، سرزین، ژله نفتی و غیره) و نقره کاری صفحات میکا به جای استفاده از فویل فلزی است. در موارد بخصوص بحرانی، خازن ها آب بندی می شوند.

هنگام علامت گذاری خازن ها، نوع، ولتاژ کاری نامی، ظرفیت نامی (برحسب پیکوفاراد یا میکروفاراد)، کلاس دقت (انحراف مجاز از ظرفیت نامی بر حسب درصد) را مشخص کنید.

خازن های میکا و مینای شیشه ای نشانه های اضافی مربوط به تعلق به گروه TKE (ضریب دمایی ظرفیت) را به شکل حروف A، B، C، D برای میکا و P، O، M، P برای مینای شیشه ای دارند. ضریب دمایی ظرفیت خازن های سرامیکی با یک کد رنگ نشان داده می شود: موارد خازن در رنگ های گروه TKE رنگ می شوند.

برنج. 1. خازن های میکا: a - KSO; ب - KSG

کندانسورهای KSO می توانند در محدوده دمایی 60 تا 4 70 درجه سانتیگراد، در رطوبت نسبی هوا تا 80٪ (برای مدت کوتاه - تا 98٪) و در فشار اتمسفر کمتر از 5 میلی متر جیوه کار کنند. سانتی متر (برای خازن های ولتاژ کاری تا 500 ولت). هنگام نصب خازن های KSO در مدارهای انواع مختلف تجهیزات، باید به خاطر داشت که آنها TKE متفاوتی دارند.

علاوه بر این، خازن های میکای قالبی مقاوم در برابر دما KSOT و همچنین خازن هایی با قابلیت اطمینان افزایش یافته K31U-ZE تولید می شوند.

علاوه بر خازن های تحت فشار، خازن های میکای مهر و موم شده در کیس های فلزی و سرامیکی موجود می باشد.

خازن های KSG (خازن های میکای مهر و موم شده هرمتیک) در موارد فلزی (شکل 39، ب) دو نوع هستند: KSG -1 و KSG -2. خازن های KSG -1 برای ظرفیت های اسمی 470 - 20000 pF و KSG -2 - از 0.02 تا 0.1 میکروفاراد در ولتاژ کاری 500 و 1000 ولت استفاده می شود. این خازن ها در کلاس های دقت 0، I، II و III موجود می باشند.

خازن های SGM (میکای مهر و موم شده هرمتیک با اندازه کوچک) در محفظه های سرامیکی ضد رطوبت، که در انتها لحیم شده اند، دارای صفحات نقره ای هستند که روی میکا قرار گرفته اند. آنها با توجه به ابعاد کلی چهار نوع SGM -1، SGM -2، SGM -3 و SGM -4 تولید می شوند. وزن خازن های SGM از 3 تا 10 گرم، مقادیر ظرفیت اسمی از 100 تا 10000 pf با تلورانس برای کلاس های دقت 0 I، II و III است. آنها برای ولتاژهای کاری از 250 تا 1500 ولت طراحی شده اند. در یک جو مرطوب، این خازن ها نسبت به خازن های KSO پایدارتر عمل می کنند.

برای ساخت خازن های میکا از میکا بالاترین درجه، مسکویت استفاده می شود. صفحات خازن از فویل فلزی نازک (آلومینیوم، سرب-قلع یا مس) با ضخامت 7 تا 100 میکرون ساخته شده اند.

به عنوان صفحات خازن های بسیار پایدار، از نقره استفاده می شود که با اسپری سوزانده می شود یا اعمال می شود.

خازن های سرامیکی خازن های سرامیکی بر اساس طراحی به لوله ای و دیسکی تقسیم می شوند. رایج‌تر خازن‌های لوله‌ای KTK و KT (خازن‌های سرامیکی لوله‌ای) هستند. کندانسور KTK (شکل 40، الف) یک لوله سرامیکی با دیواره نازک است که سطوح خارجی و داخلی آن با لایه های نازکی از نقره پوشانده شده است. نتیجه گیری از صفحات از سیم مسی با روکش نقره ساخته شده است.

خازن های KTM (خازن های لوله ای سایز کوچک) طراحی مشابه خازن های KTK دارند اما ابعاد آنها کوچکتر است.

به اصطلاح خازن های سرامیکی مرجع KO برای نصب بسیار راحت هستند. در آنها، پوشش بیرونی به یک پیچ وصل می شود که به طور همزمان خازن را روی یک شاسی فلزی (پانل) تقویت می کند و این آستر را به طور قابل اعتماد زمین می کند. آستر داخلی خروجی به شکل گلبرگ دارد.

در تجهیزات رادیویی طراحی شده برای کار در رطوبت بالا، استفاده از خازن های لوله ای KGK (خازن های سرامیکی مهر و موم شده) با پوسته سرامیکی ضد رطوبت توصیه می شود.

اساس خازن های KDK و KD (خازن های سرامیکی دیسکی) توسط یک صفحه سرامیکی که به شکل دیسک ساخته شده است، باریک می شود. صفحات آن لایه های نازکی از نقره است که بر روی هر یک از سطوح این صفحه رسوب کرده است. خازن های KDK (شکل 2، ج)، بسته به قطر دیسک، به سه نوع تقسیم می شوند:

برنج. 2. خازن های سرامیکی: a -CPC; b-KGK: v-KDK

خازن های KDM (خازن های دیسکی با اندازه کوچک) که برای تجهیزات کوچک مونتاژ شده بر روی دستگاه های نیمه هادی طراحی شده اند، دارای قطر 4 میلی متر هستند. نتایج KDK و KDM سیم هایی هستند که به صفحات لحیم شده اند.

خازن‌های KDU (خازن‌های دیسکی برای مدارهای با موج فوق‌العاده بالا) قطری برابر با FDC دارند، اما نتیجه‌گیری‌های آن‌ها به شکل گلبرگ‌های کوتاه و پهن است.

در خازن های KDO (خازن های پشتیبان دیسک)، یکی از صفحات به سر پیچ لحیم می شود که وظیفه اتصال خازن به شاسی و اتصال ایمن این صفحه را به شاسی دارد. آستر دوم دارای پایانه ای به شکل گلبرگ است.

برنج. 3. بخش خازن کاغذ: 1 - کاغذ خازن: 2 - فویل

به عنوان دی الکتریک در خازن های سرامیکی، از سرامیک خازن خاصی استفاده می شود که با ثابت دی الکتریک نسبتاً بالا و تلفات کم مشخص می شود. خازن های KTK با ظرفیت 2 تا 100 pF و خازن های KDK - از 1 تا 75 pF مطابق با کلاس های دقت 0، I، II و III تولید می شوند. خازن های KDM برای ظرفیت های اسمی از 1 تا 220 pF مطابق با کلاس های دقت I، II و III و خازن های KTM با ظرفیت 1 تا 10000 pF نیز طبق کلاس های دقت I، II و III ساخته می شوند.

اخیراً خازن های سرامیکی با ظرفیت خازنی بزرگ (در حد 0.01 میکروفاراد) به طور گسترده در تجهیزات رادیویی مبتنی بر دستگاه های نیمه هادی با ابعاد کوچک KLS (برش سرامیکی ریخته گری)، KP (ورقه ای سرامیکی) و CPS (لاملار سرامیکی) استفاده شده است. فروالکتریک).

خازن های کاغذی در خازن های کاغذی از کاغذ خازن با ضخامت 4 تا 10 میکرون به عنوان دی الکتریک و از فویل آلومینیوم یا سرب قلع با ضخامت 7-7.5 میکرون به عنوان صفحه استفاده می شود.

بخش خازن کاغذ شامل نوارهای فویل فلزی 2 است که بین آنها کاغذ خازن / گذاشته می شود. تعداد لایه های کاغذ باید حداقل دو لایه باشد. با یک لایه کاغذ، احتمال خرابی سریع خازن بسیار افزایش می یابد، زیرا کاغذ حاوی تعداد معینی از اجزای رسانای الکتریکی است.

در تولید تجهیزات رادیویی عمدتاً از خازن های KBG (خازن های کاغذ مهر و موم شده) استفاده می شود. این نوع خازن انواع مختلفی دارد:
- KBG-I - در یک جعبه استوانه ای ساخته شده از سرامیک یا شیشه؛
- KBG -M1 و KBG -M2 - در یک محفظه فلزی با یک یا چند سرب جدا شده از کیس (شکل 42، ب). KBG-MP - در یک جعبه مستطیلی فلزی، مسطح؛
- KBG -MN- در محفظه مستطیلی فلزی، معمولی.

مقادیر نامی ظرفیت خازن خازن‌های KBG-I، KBG-MN، KBG-MP از 470 pf تا 10 میکروفاراد در ولتاژهای کاری 200، 400، 600، 1000 و 1500 ولت و خازن‌های KBG-M1 و KBG. تا 0.25 میکروفاراد در ولتاژهای کاری 200، 400 یا 600 ولت.

برای تجهیزات کوچک در دستگاه های نیمه هادی، خازن های ویژه BM، BGM (کاغذ مهر و موم شده کوچک - شکل 42، e) و BGMT (کاغذ مهر و موم شده در اندازه کوچک مقاوم در برابر حرارت) تولید می شود.

ظرفیت های نامی خازن های BM: از 510 تا 2200 pF در ولتاژ کاری 300 ولت. از 3300 pF تا 0.03 میکروفاراد در ولتاژ کاری 200 ولت؛ 0.04 و 0.05 میکروفاراد در ولتاژ کاری 150 ولت. این خازن ها بر اساس کلاس های دقت II و III ساخته می شوند.

خازن های BGM (BGM -1 و BGM -2) با ولتاژ کاری تولید می شوند، لازم به ذکر است که خازن های تحت فشار با اندازه کوچک K40P-1، K40P-2 مهر و موم شده، K40P-3 غیر مهر و موم، و همچنین K40U مقاوم در برابر حرارت -9 (تا + 125 درجه سانتیگراد) .

برنج. 4. خازن های کاغذ: a - KBG -I; ب - KBG-M; در -KBG-MP؛ د - CBG-MN; 3 - BGM; e - BM

تکنولوژی ساخت خازن های کاغذی شامل سیم پیچی مقطع، پرس، خشک کردن، اشباع و مونتاژ می باشد.

خازن های فلزی خازن های کاغذی فلزی به دلیل داشتن ابعاد نسبتاً کوچک (حجم و وزن کم در واحد خازن) و در عین حال دارای خواص عایق خوبی هستند، به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. صفحات خازن کاغذ – فلز به صورت یک لایه فلزی تا ضخامت صدم میکرون ساخته می شوند. فلز با تبخیر در خلاء روی نوار کاغذی اعمال می شود.

خازن های فلزی کاغذی در جعبه های آب بندی شده فلزی مستطیلی یا استوانه ای تولید می شوند. آنها با علامت MBGP (کاغذ فلزی مهر و موم شده در یک جعبه مستطیلی)، MBGC (کاغذ فلزی مهر و موم شده در یک جعبه استوانه ای)، MB GO (کاغذ فلزی مهر و موم شده، یک لایه دی الکتریک)، MBGCH (فرکانس مهر و موم شده با کاغذ فلزی)، MB G (مقاوم در برابر حرارت مهر و موم شده با کاغذ فلزی).

بسته به هدف، این خازن ها با ظرفیت 0.025 تا 30 میکروفاراد برای ولتاژهای کاری از 160 تا 1500 ولت تولید می شوند. خازن های .MBM (کاغذ فلزی با اندازه کوچک) برای ولتاژ کاری 160 ولت برای کار در تجهیزات مبتنی بر دستگاه های نیمه هادی طراحی شده اند. برخی از انواع خازن های کاغذ فلزی در شکل نشان داده شده است. 5.

روی، آلومینیوم و نیکل معمولاً به عنوان پوشش فلزی خازن های فلزی-کاغذی استفاده می شود. از آنجایی که لایه فلزی اعمال شده روی کاغذ بسیار نازک و مستعد اکسیداسیون است، زمان قرار گرفتن کاغذ متالایز شده در هوای آزاد محدود است. پوشش های آلومینیوم و نیکل نسبت به پوشش های روی کمتر در معرض خوردگی هستند.

خازن های کاغذی فلزی پس از خرابی الکتریکی خود ترمیم می شوند. خود ترمیمی به این دلیل اتفاق می افتد که انرژی الکتریکی ذخیره شده در خازن یا از خارج به آن عرضه می شود برای تبخیر لایه فلزی در محل شکست و در نتیجه جداسازی ناحیه آسیب دیده از بقیه پوشش فلزی کافی است. خازن های با روکش روی بهترین خواص خود ترمیمی را دارند.

اثر خود ترمیمی ساخت خازن های کاغذ فلزی با یک لایه دی الکتریک را بر خلاف خازن های دارای صفحات فویل امکان پذیر می کند.

خازن های کاغذ فلزی مانند خازن های کاغذی معمولی تحت آغشته شدن قرار می گیرند که قبل از آن خشک شدن کامل خلاء انجام می شود.

خازن های فیلم به عنوان دی الکتریک در خازن های این گروه از فیلم های آلی با مولکولی بالا استفاده می شود. برخی از انواع خازن های فیلم در 6 نشان داده شده است. در تولید آنها، فیلم های پلی استایرن و فلوروپلاست بیشترین استفاده را داشته اند. پلی استایرن یک دی الکتریک غیر قطبی است و بنابراین به طور گسترده برای تولید خازن هایی که در مدارهای فرکانس پایین و فرکانس بالا کار می کنند استفاده می شود.

برنج. 5. خازن های فلزی کاغذ: a - MBGP; b - MBHC; در -MBGO؛ g-MBGT

خازن های پلی استایرن با یک مماس تلفات دی الکتریک کوچک در محدوده فرکانس وسیع، ضریب دمایی نسبتاً کوچک خازن (-150-10-6 در هر GS) و مقاومت عایق بالا مشخص می شوند. یک نقطه ضعف قابل توجه خازن های پلی استایرن. مقاومت حرارتی پایین آنها (حداکثر دمای عملیاتی 60-70 درجه سانتیگراد) است.

خازن ها، که در آن PTFE-4 به عنوان دی الکتریک عمل می کند، پایداری حرارتی بالایی دارند. این خازن ها می توانند برای مدت طولانی در دمای 200 و حتی 250 درجه سانتی گراد با بار کوتاه مدت کار کنند. فلوئوروپلاست-4 غیر قطبی است. فلوئوروپلاست-3 یکی از دی الکتریک های آلی قطبی است. خازن هایی که در آنها فلوروپلاست-3 به عنوان دی الکتریک عمل می کند، به دلیل افزایش مقدار مماس تلفات دی الکتریک، تنها در مدارهای با فرکانس پایین یا جریان مستقیم استفاده می شود.

بخش هایی از خازن های فیلم پلی استایرن بر روی ماشین های سیم پیچ معمولی مورد استفاده در تولید خازن های کاغذی ساخته می شوند. فویل آلومینیوم به عنوان صفحه در خازن های فیلم پلی استایرن استفاده می شود. ضخامت فیلم 15-20 میکرون \ ضخامت فویل 7.5 میکرون.

برای کاهش ابعاد خازن ها، از یک فیلم پلی استایرن متالیز شده استفاده می شود، در حالی که قابلیت اطمینان خازن حفظ می شود و ابعاد کلی در مقایسه با خازن های با صفحات فویل آلومینیومی 5-6 برابر کاهش می یابد.

برنج. 6. خازن های فیلم: O-PGT; b-PM; e-PSO؛ آقای FGTI

روی به عنوان فلز پایه برای صفحات استفاده می شود که روی یک لایه نازک قلع رسوب می کند. به این خازن ها، خازن های فیلم فلزی می گویند. خازن‌های فیلم فلزی در محفظه‌های فلزی مستطیلی با عایق‌های سرامیکی یا در محفظه‌های آلومینیومی لوله‌ای که در انتهای آن با رزین اپوکسی پر شده‌اند، محصور می‌شوند.

برای ساخت خازن های PTFE-4 از فیلمی با ضخامت 5 تا 40 میکرون استفاده می شود. صفحات داخل آنها فویل آلومینیومی به ضخامت 7.5 میکرون می باشد. خازن های فلوئوروپلاستیک به دو دسته تقسیم می شوند: ولتاژ پایین که بدنه استوانه ای آن از آلومینیوم ساخته شده و دارای روکش های PTFE-4 در طرفین انتهایی آن است که با چرخاندن لبه های بدنه ثابت می شود و ولتاژ بالا - در موارد استوانه ای سرامیکی. ، در دو طرف بدنه که کلاهک های اینوار جوش داده شده است که باعث آب بندی خلاء می شود. مسکن با ولتاژ بالا

کندانسور تحت فشار با نیتروژن پر می شود تا از شکست الکتریکی احتمالی بین لبه های صفحات و یونیزاسیون گاز جلوگیری شود.

این صنعت خازن های فیلم پلی استایرن PO (باز) و PM (اندازه کوچک) و فلوروپلاستیک را برای تجهیزات رادیویی ولتاژ پایین (بیش از 1 کیلو ولت) خازن های FT (مقاوم در برابر حرارت تا +200 درجه سانتیگراد) تولید می کند. از انواع جدید خازن های فیلم می توان به خازن های K72P-6 (مقاوم در برابر حرارت تا 200+ درجه سانتیگراد)، K73P-2 (فیلم فلزی) و K76P-1 (فیلم لاکی) اشاره کرد.

خازن های الکترولیتی خازن های الکترولیتی به ولتاژ بالا با ولتاژ کاری 250-450 ولت (ظرفیت چند صد میکروفاراد) تقسیم می شوند که عمدتاً در صاف کردن فیلترهای یکسو کننده ها و فیلترهای جداکننده، در مدارهای آند شبکه های صفحه نمایش و ولتاژ پایین با ولتاژ کاری 6-60 ولت (ظرفیت تا چند هزار میکروفاراد) مورد استفاده در فناوری نیمه هادی.

گروه اول شامل خازن های KE (خازن های الکترولیتی) است که برای ظرفیت های اسمی از 5 تا 2000 میکروفاراد و ولتاژ کاری از 8 تا 500 ولت تولید می شوند. از نظر طراحی، آنها سه نوع هستند: KE-1، KE-2 و KE-3.

این گروه همچنین شامل خازن های EGC (خازن های استوانه ای مهر و موم شده الکترولیتی) با ظرفیت 5 تا 50 میکروفاراد برای ولتاژهای کاری از 6 تا 500 ولت می باشد.

گروه دوم شامل خازن های EM (الکترولیتی با اندازه کوچک) و EMI (مینیاتوری الکترولیتی) است. آنها برای کار در مدارهای جریان DC و جریان ضربانی واحدهای ترانزیستوری کوچک طراحی شده اند. ولتاژ DC نامی 3 ولت از خازن های EMI و 4 تا 150 ولت از خازن های EM، ظرفیت نامی 0.5. 1.25 و 10 میکروفاراد برای EMI و از 0.5 تا 50 میکروفاراد برای EM. انحرافات مجاز ظرفیت واقعی از اسمی: از 80+ تا 20- درصد برای خازن های با ظرفیت 0.5 میکروفاراد، از + 200 تا -10 درصد برای خازن های با ظرفیت 1.25 و 10 میکروفاراد. محدوده دمای عملیاتی از 20- تا 50+ درجه سانتیگراد در رطوبت نسبی هوا نه بیشتر از 98٪ و فشار اتمسفر 720-780 میلی متر جیوه است. هنر

در میان انواع جدید خازن های الکترولیتی آلومینیومی سایز کوچک، این صنعت خازن های K50-3 را برای ولتاژهای کاری 6 تا 450 ولت، K50-ZI (پالسی)، K50-6 (غیر قطبی) و غیره تولید می کند.

روی انجیر شکل 7 انواع برخی از خازن های الکترولیتی را نشان می دهد که در آنها دی الکتریک یک فیلم اکسیدی است که روی فویل آلومینیومی تشکیل شده است که به عنوان اولین صفحه (آند) خازن عمل می کند، صفحه دوم الکترولیت در تماس با فیلم اکسید است. نوار فویل دوم (کاتد) به عنوان جمع کننده جریان به الکترولیت عمل می کند.

فیلم اکسید دارای ضخامت 0.01-1.5 میکرون است و دارای یک قطبی (رسانایی یک طرفه) است، بنابراین، خازن های الکترولیتی فقط می توانند در مدارهای جریان مستقیم یا ضربانی کار کنند.

خازن های الکترولیتی بر اساس روش طراحی و ساخت به صورت مایع (مرطوب) هستند که آند آلومینیوم اکسید شده آن در الکترولیت مایع یا نیمه مایع است و خشک است که از سیم پیچی نوارهای فویل آلومینیومی (آند اکسید شده و کاتد غیر اکسیده) به دست می آید و جدا می شود. توسط یک پد فیبری آغشته به الکترولیت خمیری یا نیمه مایع.

پرکاربردترین خازن های الکترولیتی خشک هستند. برای آندهای این خازن ها از ماده ای با محتوای 99.8 تا 99.99 درصد آلومینیوم و حداقل مقدار آهن استفاده می شود.

فویل آند آلومینیومی مورد استفاده در خازن های الکترولیتی دارای ضخامت 50-150 میکرون می باشد.

الزامات سختگیرانه کمتری برای آلومینیوم مورد استفاده برای ساخت کاتدها اعمال می شود. تا 0.4 درصد ناخالصی مجاز است. ضخامت فویل کاتد 7.5-16 میکرون است.

در خازن های الکترولیتی خشک، از گریدهای خاصی از کاغذ و پارچه نخی آغشته به الکترولیت برای قرار دادن بین نوارهای آلومینیومی استفاده می شود.

اخیراً، صنعت به طور گسترده خازن های الکترولیتی را با یک دی الکتریک ساخته شده از یک فیلم اکسید تانتالیوم تولید می کند که در مقایسه با آلومینیوم، دارای ثابت دی الکتریک بالاتری است.

برنج. 7. خازن های الکترولیتی: a - EC 3; b-KE-1-OM; در -KE-2M؛ d - KEG -2; د - KEG-1M

خازن های تانتالیوم بسیار کوچکتر، قابل اطمینان تر و دارای ویژگی های الکتریکی بهتری نسبت به خازن های فیلم اکسید آلومینیوم هستند. ظرفیت خازنی n مماس تلفات دی الکتریک یک خازن تانتالیوم خشک با تغییرات دما تا -60 درجه سانتیگراد کمی متفاوت است.

خازن های تانتالیوم مایع دارای یک آند استوانه ای هستند که از پودر تانتالیوم فشرده ساخته شده است که در خلاء عملیات حرارتی شده است. عملیات حرارتی برای تف جوشی دانه های پودر تانتالیوم ضروری است. ساختار متخلخل حاصل از آند با یک سطح فعال بزرگ مشخص می شود که باعث افزایش ظرفیت خازن می شود. این روش سطح فعال آند را در مقایسه با سطح هرمتیک سیلندر 40-50 برابر افزایش می دهد.

دی الکتریک موجود در خازن یک لایه نازک از اکسید تانتالم روی سطح دانه ها است و الکترولیت اسیدی نقش لایه دوم را ایفا می کند.

روی انجیر 8 دستگاه یک خازن تانتالیوم الکترولیتی مایع IT را نشان می دهد.

خازن ETO (تانتالیم الکترولیتی با آند متخلخل حجمی) انواع مختلفی دارد: IT -1، IT -2 و IT -3.4. یک اصلاح از این نوع خازن های K52-2 و K52-3 هستند.

از خازن های تانتالیوم خشک، خازن های ET (تانتالیم الکترولیتی) و ETN (غیر قطبی) تولید می شود.

توسعه سازنده بیشتر این گروه از خازن ها خازن های تانتالیومی با الکترولیت جامد هستند. آند چنین خازن به شکل استوانه ای از تانتالیوم متخلخل ساخته شده است. لایه دی الکتریک (اکسید تانتالم) روی سطح ذرات فشرده شده با الکترولیز به دست می آید. نقش لایه دوم در این خازن را لایه ای از دی اکسید منگنز که در اثر تجزیه در اثر حرارت (تجزیه) نیترات منگنز رسوب می کند، ایفا می کند.

برنج. 8. دستگاه از خازن تانتالیوم الکترولیتی مایع ETO با آند حجمی متخلخل: I - خروجی. 2 - انگشتر textolite; 3 - پوشش تاپتال; 4 - حلقه لاستیکی: 5 - الکترولیت; 6 - آند؛ 7 - درج ساخته شده از فلز مقاوم در برابر مواد شیمیایی. 8 - مورد فولادی; 9 - خروجی کاتد. 10 - میله تکل برنزه؛ 11 - حلقه فلوروپلاستیک

مشخصه دمایی ظرفیت خازن با الکترولیت جامد با ویژگی‌های خازن‌های تانتالیوم الکترولیتی مایع به‌ویژه در دماهای پایین، زمانی که الکترولیت‌های مایع غلیظ یا جامد می‌شوند، به خوبی مقایسه می‌شود. تلفات در خازن با الکترولیت جامد کمی به دما بستگی دارد و تا دمای بسیار پایین در همان سطح باقی می ماند. علاوه بر این، هنگامی که در فرکانس بالا کار می کنند، ویژگی های خازن ها نیز مطلوب تر از خازن های تانتالیوم نوع مایع است. ذخیره طولانی مدت خازن ها با یک آند تانتالیوم متخلخل و یک الکترولیت جامد نشان داده است که ویژگی های الکتریکی آنها عملاً با گذشت زمان تغییر نمی کند.

خازن های مینای شیشه ای (شکل 9). در خازن های این گروه، دی الکتریک لایه های نازکی از مینای شیشه ای است و صفحات، فیلم های نقره ای هستند که با سوزاندن روی لایه های مینای شیشه ای رسوب می کنند. ترکیب تقریبی مینای دندان: 15-25% Si02. 3-11٪ Na20 + K20؛ 15-25٪ PbO، بقیه اکسیدهای سایر فلزات دو ظرفیتی هستند.

خازن های مینای شیشه ای KS-1 و KS-2 دارای محدوده دمایی از -60 تا +100 درجه سانتیگراد هستند. مقاومت عایق نه کمتر از 20 OOO Mom; مماس زاویه افت در دمای 5±20 درجه سانتیگراد از 15-1Q-4 بیشتر نیست و در + 100±5 درجه سانتیگراد از 20-10-4 بیشتر نیست، ضریب دمایی ظرفیت در محدوده دما از +20 تا 100 درجه سانتیگراد برابر با + (65±35) -10-6 است. انحرافات مجاز 2±، 5±، 10±، 20±٪.

خازن های مینای شیشه ای در تجهیزات رادیویی به همراه میکا و سرامیک استفاده می شوند.

ویژگی های چسباندن لیدهای خازن های COP به بدنه باعث ایجاد ناراحتی در هنگام تشکیل لیدها می شود که اغلب باعث ازدواج (جدا شدن لحیم کاری) می شود. بنابراین، خازن های CC باید در تمام عملیات ها، از جمله تنظیم، با دقت کار شوند.

خازن های لعابی شیشه ای با ظرفیت ثابت KS-1 برای کار در مدارهای DC و AC و همچنین در مدارهای پالسی طراحی شده اند. محدوده دمای عملیاتی از -60 تا +100 درجه سانتیگراد؛ رطوبت نسبی تا '98٪، ولتاژ نامی DC 300V. پایداری دمای ظرف بیش از 0.1٪ نیست. انحراف مجاز مقادیر واقعی ظرفیت ها از اسمی: ± 2٪ و ± 5٪.

برنج. 9. خازن مینای شیشه ای

خازن های تنظیم شده خازن های تریمر (تریمر) برای تنظیم مدارهای نوسانی فرکانس بالا در طول فرآیند تنظیم استفاده می شوند. آنها با هوا یا دی الکتریک سرامیکی ساخته می شوند و از پایه های سرامیکی برای افزایش پایداری ظرفیت خازن استفاده می شود.

برنج. 10. خازن های تریمر: الف - با دی الکتریک هوا. ب - با دی الکتریک سرامیکی؛ 1 - استاتور؛ 2 - روتور؛ 3 - نتیجه گیری 4 - سوراخ های نصب

خازن های تراش سرامیکی PDA برای ولتاژ کاری 250 ولت طراحی شده اند و عمدتاً برای تنظیم مدارهای فرکانس بالا در گیرنده ها استفاده می شوند.

خازن های KPK-1 به ترتیب دارای حداقل مقادیر خازنی 2، 4، 6 و 8 pF و حداکثر مقادیر 7، 15، 25 و 30 pF هستند.

خازن های KPK-2 و KPK-3 حداقل ظرفیت خازنی 6، 10 و 25 pF و حداکثر 60، 100 و 150 pF دارند.

برای تجهیزات با اندازه کوچک، خازن های تنظیم KPK-MN (اندازه کوچک برای نصب روی سطح) و KPK-MP (اندازه کوچک برای سیم کشی چاپی) تولید می شود.