Kondensatory elektryczne

Kondensatory elektryczne są sposobem gromadzenia energii elektrycznej w polu elektrycznym. Typowe zastosowania kondensatorów elektrycznych to filtry wygładzające w zasilaczach, obwody komunikacji międzystopniowej we wzmacniaczach prądu przemiennego, filtrowanie szumów na szynach zasilających sprzętu elektronicznego itp.

Charakterystyka elektryczna kondensatora zależy od jego konstrukcji i właściwości użytych materiałów.

Wybierając kondensator do konkretnego urządzenia, należy wziąć pod uwagę następujące okoliczności:

a) wymagana wartość pojemności kondensatora (μF, nF, pF),

b) napięcie robocze kondensatora (maksymalna wartość napięcia, przy którym kondensator może pracować przez długi czas bez zmiany jego parametrów),

c) wymagana dokładność (możliwy rozrzut wartości pojemności kondensatorów),

d) współczynnik temperaturowy pojemności (zależność pojemności kondensatora od temperatury otoczenia),

e) stabilność kondensatora,

f) dielektryczny prąd upływu kondensatora przy napięciu znamionowym i danej temperaturze.(Można określić rezystancję dielektryczną kondensatora.)

Tabela 1 - 3 pokazuje główne cechy różnych typów kondensatorów.

Tabela 1. Charakterystyka kondensatorów ceramicznych, elektrolitycznych i metalizowanych

Parametry kondensatora Typ kondensatora Ceramiczny Elektrolityczny na bazie folii metalizowanej Kondensator Zakres pojemności 2,2 pF do 10 nF 100 nF do 68 μF 1 μF do 16 μF Dokładność (możliwy rozrzut wartości pojemności kondensatora), % ±10 i ±20 -10 i +50 ± 20 Napięcie robocze kondensatorów, V 50 — 250 6,3 — 400 250 — 600 Stabilność kondensatora Wystarczająca Słaba Wystarczająca Zakres temperatur otoczenia, OS -85 do +85 -40 do +85 -25 do +85

Tabela 2. Charakterystyka kondensatorów mikowych oraz kondensatorów na bazie poliestru i polipropylenu

Parametry kondensatora Typ kondensatora Polipropylen na bazie miki Kondensator na bazie poliestru Zakres pojemności 2,2 pF do 10 nF 10 nF do 2,2 μF 1 nF do 470 nF Dokładność (możliwy rozrzut wartości pojemności kondensatora), % ±1 ±20 ±20 Napięcie robocze kondensatorów, V 350 250 1000 Stabilność kondensatora Doskonała dobra dobra Zakres temperatur otoczenia, OS -40 do +85 -40 do +100 -55 do +100

Tabela 3. Charakterystyka kondensatorów mikowych na bazie poliwęglanu, polistyrenu i tantalu

Parametr kondensatora

Typ skraplacza

Na bazie poliwęglanu

Na bazie polistyrenu

Na bazie tantalu

Zakres pojemności kondensatorów 10 nF do 10 μF 10 pF do 10 nF 100 nF do 100 μF Dokładność (możliwy rozrzut wartości pojemności kondensatorów), % ±20 ±2,5 ±20 Napięcie robocze kondensatorów, V 63 — 630 160 6,3 — 35 Stabilność kondensatora Doskonała Dobra Wystarczająca Zakres temperatur otoczenia, OS -55 do +100 -40 do +70 -55 do +85

Kondensatory ceramiczne są stosowane w obwodach odsprzęgających, kondensatory elektrolityczne są również stosowane w obwodach odsprzęgających i filtrach wygładzających, a kondensatory metalizowane są stosowane w zasilaczach wysokiego napięcia.

Kondensatory mikowe stosowane w urządzeniach do odtwarzania dźwięku, filtrach i oscylatorach. Kondensatory poliestrowe to kondensatory ogólnego przeznaczenia i kondensatory polipropylenowe stosowane w obwodach napięcia stałego.

Kondensatory poliwęglanowe są stosowane w filtrach, oscylatorach i układach czasowych. Kondensatory polistyrenowe i tantalowe są również stosowane w obwodach synchronizacji i separacji. Są one uważane za kondensatory ogólnego przeznaczenia.

Małe notatki i wskazówki dotyczące pracy z kondensatorami

Należy zawsze pamiętać, że napięcia robocze kondensatorów muszą spadać wraz ze wzrostem temperatury otoczenia, a dla zapewnienia wysokiej niezawodności konieczne jest stworzenie dużej rezerwy napięciowej.

Jeśli określono maksymalne ciągłe napięcie robocze kondensatora, odnosi się to do maksymalnej temperatury (o ile nie określono inaczej). Dlatego kondensatory zawsze działają z pewnym marginesem bezpieczeństwa. należy jednak zapewnić ich rzeczywiste napięcie robocze na poziomie 0,5-0,6 wartości dopuszczalnej.

Jeśli kondensator ma określony limit napięcia AC, odnosi się to do częstotliwości (50-60) Hz. W przypadku wyższych częstotliwości lub w przypadku sygnałów impulsowych napięcie robocze należy dodatkowo zmniejszyć, aby uniknąć przegrzania urządzeń z powodu strat dielektrycznych.

Duże kondensatory o niskich prądach upływowych mogą utrzymywać nagromadzony ładunek przez dość długi czas po wyłączeniu sprzętu. Aby zapewnić większe bezpieczeństwo, równolegle do kondensatora w obwodzie rozładowania należy podłączyć rezystor 1 MΩ (0,5 W).

W obwodach wysokiego napięcia kondensatory są często używane szeregowo. Aby wyrównać napięcia na nich, należy podłączyć równolegle do każdego kondensatora rezystor o rezystancji 220k0m do 1 MΩ.

Ryż. 1 Wykorzystanie rezystorów do wyrównania napięć kondensatorów

Kondensatory z przepustem ceramicznym mogą pracować na bardzo wysokich częstotliwościach (powyżej 30 MHz)… Instaluje się je bezpośrednio na obudowie urządzenia lub na metalowym ekranie.

Niepolarne kondensatory elektrolityczne mają pojemność od 1 do 100 μF i są przeznaczone do rms napięcie 50 V. Ponadto są droższe niż konwencjonalne (polarne) kondensatory elektrolityczne.

Przy doborze kondensatora do filtra zasilania należy zwrócić uwagę na amplitudę impulsu prądu ładowania, która może znacznie przekroczyć dopuszczalną wartość…. Na przykład dla kondensatora o pojemności 10 000 μF amplituda ta nie przekracza 5 A.

W przypadku stosowania kondensatora elektrolitycznego jako kondensatora odsprzęgającego konieczne jest prawidłowe określenie biegunowości jego włączenia... Prąd upływowy tego kondensatora może wpływać na tryb stopnia wzmacniacza.

W większości zastosowań kondensatory elektrolityczne są wymienne... Wystarczy zwrócić uwagę na ich napięcie robocze.

Ołów na zewnętrznej warstwie folii kondensatorów polistyrenowych jest często oznaczony kolorem. Musi być podłączony do wspólnego punktu obwodu.

Przy wysokich częstotliwościach wzrasta rezystancja pasożytniczych indukcyjności kondensatora, co pogarsza jego charakterystykę. Na rysunku 2 przedstawiono uproszczony obwód równoważny kondensatorowi z uwzględnieniem indukcyjności wejść.

Ryż.2 Równoważny obwód kondensatora elektrycznego wysokiej częstotliwości

Kodowanie kolorami kondensatorów

W przypadku większości kondensatorów podano ich pojemność znamionową oraz napięcie pracy. Istnieje jednak również kodowanie kolorami.

Niektóre kondensatory są oznaczone dwuwierszowym napisem. Pierwszy rząd pokazuje ich pojemność (pF lub μF) i dokładność (K = 10%, M — 20%). Drugi rząd pokazuje dopuszczalne napięcie prądu stałego i kod materiału dielektrycznego.

Monolityczne kondensatory ceramiczne oznaczane są trzycyfrowym kodem.Trzecia cyfra wskazuje, ile zer należy podpisać przed dwoma pierwszymi, aby uzyskać pojemność w pikofaradach.

Kod koloru, który wskazuje ocenę kondensatora (288kb)

Przykład. Co oznacza kod kondensatora 103? Kod 103 oznacza, że ​​\u200b\u200bmusisz przypisać trzy zera do liczby 10, a następnie otrzymasz pojemność kondensatora — 10 000 pF.

Przykład. Kondensator jest oznaczony jako 0,22 / 20 250. Oznacza to, że kondensator ma pojemność 0,22 μF ± 20% i jest przeznaczony do stałego napięcia 250 V.