Elektriska kondensatorer

Elektriska kondensatorer är ett sätt att ackumulera elektricitet i ett elektriskt fält. Typiska applikationer för elektriska kondensatorer är utjämningsfilter i strömförsörjning, mellanstegskommunikationskretsar i AC-förstärkare, brusfiltrering på kraftskenor för elektronisk utrustning, etc.

Elektriska egenskaper hos kondensatorn bestäms av dess design och egenskaperna hos de använda materialen.

När du väljer en kondensator för en viss enhet bör följande omständigheter beaktas:

a) det erforderliga värdet på kondensatorns kapacitans (μF, nF, pF),

b) kondensatorns arbetsspänning (det maximala värdet på spänningen vid vilken kondensatorn kan arbeta under lång tid utan att ändra dess parametrar),

c) erforderlig noggrannhet (möjlig spridning av kondensatorkapacitansvärden),

d) kapacitetstemperaturkoefficient (beroende av kondensatorns kapacitet på omgivningstemperaturen),

e) kondensatorstabilitet,

f) kondensatorns dielektriska läckström vid märkspänning och en given temperatur.(Kondensatorns dielektriska resistans kan specificeras.)

Tabell 1 - 3 visar de viktigaste egenskaperna hos olika typer av kondensatorer.

Tabell 1. Karakteristika för keramiska, elektrolytiska och metalliserade filmkondensatorer

Kondensatorparameter Kondensatortyp Keramisk elektrolytisk baserad på metalliserad filmkondensatorkapacitansintervall 2,2 pF till 10 nF 100 nF till 68 μF 1 μF till 16 μF Noggrannhet (möjlig spridning av kondensatorkapacitansvärden ±20 -0 s), ±201 s och %±01s. 20 Driftspänning för kondensatorer, V 50 — 250 6,3 — 400 250 — 600 Kondensatorstabilitet Tillräckligt Dålig Tillräckligt Omgivningstemperaturområde, OS -85 till +85 -40 till +85 -25 till +85

Tabell 2. Egenskaper för glimmerkondensatorer och kondensatorer baserade på polyester och polypropen

Kondensatorparameter Kondensatortyp Glimmer Polyesterbaserad polypropenbaserad kondensatorkapacitansintervall 2,2 pF till 10 nF 10 nF till 2,2 μF 1 nF till 470 nF Noggrannhet (möjlig spridning av kondensatorkapacitansvärden på ±20 kapacitansvärden), ±20 V, % 350 250 1000 Kondensatorstabilitet Utmärkt bra bra Omgivningstemperaturområde, OS -40 till +85 -40 till +100 -55 till +100

Tabell 3. Egenskaper för glimmerkondensatorer baserade på polykarbonat, polystyren och tantal

Kondensatorparameter

Kondensor typ

Baserad på polykarbonat

Baserad på polystyren

Baserad på tantal

Kondensatorkapacitetsområde 10 nF till 10 μF 10 pF till 10 nF 100 nF till 100 μF Noggrannhet (möjlig spridning av kondensatorkapacitetsvärdena), % ±20 ±2,5 ±20 Driftspänning för kondensatorer, V 6 316 — 06 Stabilitet V 63 — 06 5a Utmärkt Bra Tillräckligt omgivningstemperaturområde, OS -55 till +100 -40 till +70 -55 till +85

Keramiska kondensatorer används i frånkopplingskretsar, elektrolytiska kondensatorer används också i frånkopplingskretsar och utjämningsfilter, och metalliserade filmkondensatorer används i högspänningsaggregat.

Glimmerkondensatorer som används i ljudåtergivningsenheter, filter och oscillatorer. Polyesterkondensatorer är kondensatorer för allmänna ändamål och polypropenkondensatorer som används i DC-spänningskretsar.

Polykarbonatkondensatorer används i filter, oscillatorer och tidskretsar. Polystyren- och tantalkondensatorer används också i synkroniserings- och separationskretsar. De anses vara allmänna kondensatorer.

Små anteckningar och tips för att arbeta med kondensatorer

Du bör alltid komma ihåg att kondensatorernas driftsspänningar måste minska med ökande omgivningstemperatur, och för att säkerställa hög tillförlitlighet är det nödvändigt att skapa en stor spänningsreserv.

Om den maximala kontinuerliga driftspänningen för kondensatorn anges, avser detta maxtemperaturen (om inget annat anges). Därför arbetar kondensatorer alltid med en viss säkerhetsmarginal. Det är dock nödvändigt att säkerställa deras verkliga arbetsspänning på nivån 0,5-0,6 av det tillåtna värdet.

Om kondensatorn har en viss växelspänningsgräns avser detta en frekvens på (50-60) Hz. För högre frekvenser eller vid pulsade signaler måste driftspänningen reduceras ytterligare för att undvika överhettning av enheterna på grund av dielektriska förluster.

Stora kondensatorer med låga läckströmmar kan hålla den ackumulerade laddningen ganska lång tid efter att utrustningen stängts av. För att säkerställa större säkerhet bör ett 1 MΩ (0,5 W) motstånd anslutas parallellt med kondensatorn i urladdningskretsen.

I högspänningskretsar används kondensatorer ofta i serie. För att utjämna spänningarna på dem måste du ansluta ett motstånd med ett motstånd på 220k0m till 1 MΩ parallellt med varje kondensator.

Ris. 1 Använda motstånd för att utjämna kondensatorspänningar

Keramiska passkondensatorer kan arbeta vid mycket höga frekvenser (över 30 MHz)... De installeras direkt på enhetens hölje eller på en metallskärm.

Icke-polära elektrolytiska kondensatorer har en kapacitet från 1 till 100 μF och är designade för r.m.s. spänning 50 V. Dessutom är de dyrare än konventionella (polära) elektrolytkondensatorer.

När du väljer en kondensator för ett effektfilter måste du vara uppmärksam på amplituden för pulsen för laddningsströmmen, som avsevärt kan överstiga det tillåtna värdet .... Till exempel, för en kondensator med en kapacitet på 10 000 μF, överstiger denna amplitud inte 5 A.

När du använder en elektrolytisk kondensator som en frånkopplingskondensator är det nödvändigt att korrekt bestämma polariteten för dess inneslutning... Läckströmmen för denna kondensator kan påverka förstärkarstegets läge.

I de flesta applikationer är elektrolytiska kondensatorer utbytbara... Du behöver bara vara uppmärksam på deras driftsspänningsvärde.

Blyet på det yttre folieskiktet av polystyrenkondensatorer är ofta markerat med en färgrunt. Den måste anslutas till kretsens gemensamma punkt.

Vid höga frekvenser ökar motståndet hos kondensatorns parasitiska induktanser, vilket försämrar dess egenskaper. Figur 2 visar en förenklad kondensatorekvivalentkrets, med hänsyn tagen till induktansen för ingångarna.

Ris.2 Ekvivalent krets för en högfrekvent elektrisk kondensator

Kondensator färgkodning

För de flesta kondensatorer anges deras nominella kapacitet och driftspänning. Men det finns också färgkodning.

Vissa kondensatorer är märkta med en tvåradig inskription. Den första raden visar deras kapacitet (pF eller μF) och noggrannhet (K = 10%, M - 20%). Den andra raden visar den tillåtna DC-spänningen och koden för dielektriskt material.

Monolitiska keramiska kondensatorer är märkta med en tresiffrig kod, den tredje siffran anger hur många nollor som måste signeras på de två första för att få kapaciteten i picofarads.

En färgkod som indikerar klassen för en kondensator (288 kb)

Ett exempel. Vad betyder kondensatorkod 103? Kod 103 betyder att du måste tilldela tre nollor till siffran 10, då får du kondensatorns kapacitans — 10 000 pF.

Ett exempel. Kondensatorn är märkt 0,22 / 20 250. Det betyder att kondensatorn har en kapacitans på 0,22 μF ± 20% och är konstruerad för en konstant spänning på 250 V.