Електричні конденсатори

Електронні конденсатори є засобом накопичення електроенергії в електронному поле. Звичайними областями впровадження електронних конденсаторів є згладжують фільтри в джерелах електроживлення, ланцюги межкаскадной зв`язку в підсилювачах змінних сигналів, фільтрація перешкод, що виникають на шинах електроживлення електричної апаратури і т д.

Електронні властивості конденсатора визначаються його конструкцією і якостями застосовуваних матеріалів.

При виборі конденсатора для певного пристрою необхідно врахувати такі обставини:

а) необхідне значення ємності конденсатора (мкФ, нФ, пФ),

б) робоча напруга конденсатора (то найбільше значення напруги, при якому конденсатор може працювати довго без зміни своїх характеристик),

в) необхідної точності (ймовірний розкид значень ємності конденсатора),

г) температурний коефіцієнт ємності (залежність ємності конденсатора від температури середовища),

д) стабільність конденсатора,

е) струм витоку діелектрика конденсатора при номінальній напрузі і даній температурі. (Може бути позначено опір діелектрика конденсатора.)

У табл. 1 - 3 наведені основні характеристики конденсаторів різних типів.

Таблиця 1. Властивості керамічних, електролітичних конденсаторів і конденсаторів на базі металізованої плівки

Таблиця 2. Властивості слюдяних конденсаторів і конденсаторів на базі поліестеру і поліпропілену

Таблиця 3. Властивості слюдяних конденсаторів на базі полікарбонату, полістирол і танталу

Керамічні конденсатори використовуються в розділових ланцюгах, електролітичні конденсатори використовуються також в розділових ланцюгах і згладжують фільтрах, а конденсатори на базі металізованої плівки використовуються в високовольтних джерелах електроживлення.

Слюдяні конденсатори вживаються в звуковідтворювальних пристроях, фільтрах і осцилляторах. Конденсатори на базі поліестеру - це конденсатори загального призначення, а конденсатори на базі поліпропілену використовуються в високовольтних ланцюгах постійного струму.

Конденсатори на базі полікарбонату вживаються в фільтрах, осцилляторах і времязадающих ланцюгах. Конденсатори на базі полістирол і танталу вживаються також у времязадающих і розділових ланцюгах. Вони числяться конденсаторами загального призначення.

Маленькі зауваження і поради по роботі з конденсаторами

Завжди потрібно пам`ятати, що робочі напруги конденсаторів слід зменшувати при зростанні температури середовища, а для забезпечення високої надійності потрібно створювати великий запас по напрузі.

Якщо задано найбільше незмінне робоча напруга конденсатора, то це відноситься до максимальній температурі (при відсутності додаткових застережень). Тому конденсатори завжди працюють з певним запасом надійності. Все ж необхідно забезпечувати їх реальне робоче напруга на рівні 0,5-0,6 дозволеного значення.

Якщо для конденсатора обговорено граничне значення змінної напруги, то це відноситься до частоти (50-60) Гц. Для більш високих частот або в разі імпульсних сигналів слід додатково знижувати робочі напруги, щоб уникнути перегріву пристроїв через втрати в діелектрику.

Конденсатори великої ємності з малими струмами витоку здатні досить довго зберігати накопичений заряд після вимкнення апаратури. Для забезпечення більшої безпеки слід в ланцюг розряду підключити паралельно конденсатору резистор опором 1 МОм (0,5 Вт).

У високовольтних ланцюгах часто використовується послідовне включення конденсаторів. Для вирівнювання напружень на їх необхідно паралельно кожному конденсатору підключити резистор опором від 220к0м до 1 МОм.

Мал. 1 Впровадження резисторів для вирівнювання напружень на конденсаторах

Керамічні прохідні конденсатори можуть працювати на дуже високих частотах (вище 30 МГц). Їх встановлюють конкретно на корпусі приладу або на залізному екрані.

Полярні електролітичні конденсатори мають ємність від 1 до 100 мкФ і розраховані на діюче значення напруги 50 В. Крім того, вони дорожче звичайних (полярних) електролітичних конденсаторів.

При виборі конденсатора фільтра джерела електроживлення слід звертати увагу на амплітуду імпульсу зарядного струму, який може значно перевищувати допустиме значення. Наприклад, для конденсатора ємністю 10 000 мкФ ця амплітуда не перевищує 5 А.

При використанні електролітичного конденсатора в якості розділового потрібно чітко визначити полярність його включення. Струм витоку цього конденсатора може впливати на режим підсилювального каскаду.

У більшості випадків впровадження електролітичні конденсатори взаємозамінні. Слід тільки звертати увагу на значення їх робочої напруги.

Висновок від зовнішнього шару фольги полістіренових конденсаторів нерідко позначається кольоровим штрихом. Його необхідно приєднувати до загальної точки схеми.

На високих частотах опір паразитних індуктивностей конденсатора зростає, що ускладнює його робочі властивості. На малюнку 2 наведена спрощена еквівалентна схема конденсатора з урахуванням інцуктівносгі вводів.

Мал. 2 Еквівалентна схема електронного конденсатора на найвищій частоті

Кольорове маркування конденсаторів

На корпусі більшості конденсаторів написані їх номінальна ємність і робоча напруга. Але зустрічається і кольорове маркування.

Деякі конденсатори маркують написом у два рядки. На першому рядку вказані їх ємність (пФ або мкФ) і точність (К = 10%, М - 20%). На 2-му рядку наведені допустимий постійна напруга і код матеріалу діелектрика.

Цілісні керамічні конденсатори маркуються кодом, що складається з 3-х цифр. 3-тя цифра вказує, скільки нулів необхідно підписати до перших двох, щоб отримати ємність у пікофарад.

Кольоровий код для позначення номіналу конденсатора (288 кб)

Приклад. Що значить код 103 на конденсаторі? Код 103 означає, що необхідно приписати три нулі до числа 10, тоді вийде ємність конденсатора - 10 000 пФ.

Приклад. Конденсатор маркований 0,22 / 20 250. Це означає, що конденсатор має ємність 0,22 мкФ ± 20% і розрахований на постійна напруга 250 В.