Конденсаторы
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ. Конденсаторы.
Электрический конденсатор – элемент электрической цепи, у которого используется его емкость. Представляет собой систему из двух электродов (обкладок), разделенных диэлектриком, и обладает способностью накапливать электрическую энергию.
Емкость конденсатора – электрическая емкость между двумя электродами конденсатора, определяемая отношением накапливаемого в нем электрического заряда к приложенному напряжению:
, где
с – емкость, (Ф),
q – заряд, (Кл),
U – напряжение, (В).
Емкость конденсатора зависит от материала диэлектрика, формы и взаимного расположения электродов. За единицу емкости в системе СИ принимают емкость такого конденсатора, у которого потенциал возрастает на 1В при сообщении ему заряда 1Кл.
Микрофарад =10-6 Ф,
Нанофарад =10-9 Ф,
Рекомендуемые материалы
Пикофарад = 10-12 Ф.
Классификация
В основу классификации положено деление конденсаторов на группы
1.) по виду применяемого диэлектрика,
2.) по конструктивным особенностям, определяющим использование их в конкретных цепях аппаратуры.
Классификация конденсаторов, согласно ОСТ 11074.008-74 прведена на рис. 2.1.
Рис.2.1.
Вид диэлектрика определяет основные электрические параметры: сопротивление
изоляции, стабильность емкости, величину потерь и др.
Конструктивные особенности определяют характерные области применения: помехоподавляющие, подстроечные, дозиметрические, импульсные и т.д.
Деление конденсаторов на группы по виду диэлектрика связано с использованием их в конкретных цепях аппаратуры, назначением и выполняемой функцией (напр. низко- и высоковольтные, низко- и высокочастотные, импульсные и т.д.).
В зависимости от назначения можно условно разделить конденсаторы на конденсаторы общего и специального назначения.
Конденсаторы общего назначения используются практически в большинстве видов и классов аппаратуры. Традиционно к ним относятся наиболее распространенные низковольтные конденсаторы, к которым не предъявляются особые требования. Все остальные конденсаторы являются специальными. К ним относятся: высоковольтные, импульсные, помехоподавляющие, дозиметрические, пусковые и др.
Конденсаторы специального назначения высоковольтные, импульсные, помехоподавляющие, дозиметрические, пусковые.
По характеру изменения емкости различают конденсаторы постоянной, переменной емкости и подстроечные.
У конденсаторов постоянной емкости – емкость является фиксированной и в процессе эксплуатации не регулируется.
Конденсаторы переменной емкости допускают изменение емкости в процессе функционирования аппаратуры. Управление емкостью может осуществляться механически, электрическим напряжением (вариконды) и температурой (термоконденсаторы). Их применяют для плавной настройки колебательных конткров, в цепях автоматики и др.
Емкость подстроечных конденсаторов изменяется при разовой или периодической регулировке и не изменяется в процессе функционирования аппаратуры. Их используют для подстройки и выравнивания начальных емкостей, сопрягаемых контуров, для периодической подстройки и регулировке цепей схем, где требуется незначительное изменение емкости.
По способу монтажа
Конденсаторы могут выполняться для печатного и навесного монтажа, а так же для сопряжения с ними. Выводы конденсаторов для навесного монтажа могут быть жесткими или мягкими, аксиальные или радиальные, из проволоки круглого сечения или ленты, в виде лепестков, с кабельным вводом, в виде проходных шпилек, опорных винтов. У конденсаторов для микросхем и микромодулей, а также СВЧ-конденсаторов в качестве выводов могут использоваться части их поверхности (безвыводные конденсаторы).
У большинства видов оксидных, а также проходных и опорных конденсаторов одна из обкладок соединяется с корпусом, который служит вторым выводом.
По характеру защиты от внешних воздействий конденсаторы выполняются: незащищенными, защищенными, неизолированными. Изолированными, уплотненными и герметизированными.
Незащищенные конденсаторы допускают эксплуатацию в условиях повышенной влажности только в составе герметизированной аппаратуры.
Защищенные конденсаторы допускают эксплуатацию в аппаратуре любого конструктивного исполнения.
Неизолированные конденсаторы (с покрытием или без покрытия) не допускают касания своим корпусом шасси аппаратуры.
Уплотненные конденсаторы имеют уплотненную органическими материалами конструкцию корпуса.
Герметизированные конденсаторы имеют герметическую конструкцию корпуса, который исключает возможность сообщения окружающей среды с его внутренним пространством. Герметизация осуществляется с помощью керамических и металлических корпусов или стеклянных колб.
По виду диэлектрика также можно разделить конденсаторы с органическим. Неорганическим, газообразным и оксидным диэлектриком, который является также неорганическим, но в силу особой специфики выделен в отдельную группу.
Основные электрические параметры и характеристики.
Удельная емкость конденсатора – отношение емкости к массе (или объему) конденсатора.
Номинальная емкость конденсатора – емкость, которую должен иметь конденсатор в соответствии с нормативной документацией (ГОСТ или ТУ). Фактическая емкость каждого экземпляра конденсатора отличается от номинальной, но не более чем на допускаемое отклонение. Значение номинальной емкости всех типов конденсаторов постоянной емкости (кроме вакуумных) установлены стандартом СЭВ 1076-78. Согласно этому стандарту установлены 7 рядов значений Е3; Е6; Е12; Е24; Е48; Е96; Е192. Цифры после буквы Е указывают число номинальных значений в каждом десятичном интервале (декаде). Номинальная емкость должна соответствовать числам, полученным путем умножения чисел ряда на 10n, С=Аi10n, где n – целое положительное или отрицательное число. В производстве конденсаторов чаще всего используются ряды Е3, Е6, Е12, Е24. Номинальные емкости при допустимых отклонениях ±5% и более должны соответствовать числам, приведенным ниже в рядах:
| Е3 | 1,0 | 2,2 | 4,7 | ||||
| Е6 | 1,0 | 1,5 | 2,2 | 3,3 | 4,7 | 6,8 | |
| Е12 | 1,0 | 1,2 | 1,5 | 1,8 | 2,2 | 2,7 | 3,3 |
| 3,9 | 4,7 | 5,6 | 6,8 | 8,2 | |||
| Е24 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,5 | 1,6 | 1,8 |
| 2,0 | 2,2 | 2,4 | 2,7 | 3,0 | 3,3 | ||
| 3,6 | 3,9 | 4,3 | 4,7 | 5,1 | 5,6 | 6,2 | |
| 6,8 | 7,5 | 8,2 | 9,1 |
Допустимое отклонение емкости от номинальной (допуск) – характеризует точность значения емкости. Значения этих отклонений установлены ГОСТ 9661-73 в процентах для конденсаторов емкостью 10 пФ и более и в пикофарадах для конденсаторов с меньшей емкостью. Кодированное обозначение допустимых отклонений от номинальной емкости приводится в таблице 2.1.
Допускаемые отклонения емкости от номинального значения и их кодированные обозначения.
(в скобках указано старое обозначение)
табл.2.1.
| Допуск. Отклонения % | Код | Допуск. отклонения % | Код | Допуск. отклонения % | Код |
| ±0,001 | Е (-) | ±1 | F (Р) | -10…+30 | Q (-) |
| ±0,002 | L (-) | ±2 | G (Л) | -10…+50 | T (Э) |
| ±0,005 | R (-) | ±5 | J (И) | -10…+100 | Y (Ю) |
| ±0,01 | P (-) | ±10 | K (С) | -20…+50 | S (Б) |
| ±0,02 | U (-) | ±20 | М (В) | -20…+80 | Z (А) |
| ±0,05 | X (-) | ±30 | N(Ф) | +100 | - (Я) |
| ±0,1 | B (Ж) | ||||
| ±0,25 | C (У) | ||||
| ±0,5 | D (Д) |
| Допускаемое откл. пФ | |
| ±0,1 | B |
| ±0,25 | C |
| ±0,5 | D |
| ±1 | F |
Номинальное напряжение – значение напряжения, обозначенное на конденсаторе (или указанное в документации), при котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах. Номинальное напряжение зависит от конструкции конденсатора и свойств применяемых материалов. При эксплуатации напряжение на конденсаторе не должно превышать номинального. Для многих типов конденсаторов с увеличением температуры (как правило 70¸85)°С допускаемое напряжение снижается. Значения номинальных напряжений конденсаторов постоянной емкости установлены ГОСТ 9665-77. Эти значения и их кодированные обозначения приведены в табл.2.2.
Номинальные напряжения и их кодированное обозначение.
Табл.2.2.
| Номинальное напряжение, В | Код | Номинальное напряжение, В | Код | Номинальное напряжение, В | Код |
| 1,0 | I | 25 | G | 200 | Z |
| 1,6 | R | 32 | H | 250 | W |
| 2,5 | M | 40 | S | 315 | X |
| 3,2 | A | 50 | J | 350 | T |
| 4,0 | C | 63 | K | 400 | Y |
| 6,3 | B | 80 | L | 450 | U |
| 10 | D | 100 | N | 500 | V |
| 16 | E | 125 | P | - | - |
| 20 | F | 160 | Q | - | - |
Тангенс угла потерь (tg 
). Потери энергии в конденсаторе определяются потерями в диэлектрике и обкладках. При протекании переменного тока через конденсатор векторы тока и напряжения сдвинуты на угол d. Угол d называется углом диэлектрических потерь (или углом потерь). При отсутствии потерь d=0. Тангенс угла определяется отношением активной мощности Ра к реактивной Рр при синусоидальном напряжении определенной частоты
,
где j -- угол сдвига фаз между током и напряжением в цепи конденсатор-источник тока; d -- угол потерь, дополняющий до 90° угол сдвига фаз j. Как правило, tg d имеет min в области комнатных температур. С ростом частоты значение tg d увеличивается. Величина, обратная tg d, называется добротностью конденсатора. Чем больше добротность конденсатора, тем меньше потери в нем при прочих равных условиях. Значения tg d приведены в табл.2.7.
электрическое сопротивление изоляции конденсатора – электрическое сопротивление конденсатора постоянному току, определяемое соотношением 
, где U – напряжение, приложенное к конденсатору, Iут – ток утечки, или проводимости. Сопротивление изоляции характеризует качество диэлектрика и качество изготовления конденсаторов и зависит от типа диэлектрика. Сопротивление изоляции для конденсаторов большой емкости обратно пропорционально площади обкладок, т.е. емкости конденсаторов. Поэтому для конденсаторов емкостью более 0,33 мкФ принято вместо сопротивления изоляции приводить значение постоянной времени, выражаемое в секундах (МОм*мкФ), равно произведению сопротивления изоляции на значение номинальной емкости. Сопротивление изоляции конденсатора измеряют между его выводами. Для конденсаторов, допускающих касание своим корпусом шасси или токоведущих шин, вводится понятие сопротивления изоляции между корпусом и соединенными вместе выводами.
Частотные свойства. Емкость конденсатора зависит от частоты приложенного переменного напряжения. При изменении частоты изменяются диэлектрическая проницаемость диэлектрика и степень влияния паразитных параметров – собственной индуктивности сопротивления потерь. На высоких частотах любой конденсатор можно рассматривать как последовательный колебательный контур, образуемый емкостью С, собственной индуктивностью Lc и сопротивлением потерь Rn. Резонанс этого контура наступает при частоте: 
. При 
конденсатор в цепи переменного тока ведет себя как катушка индуктивности.
Следовательно, конденсатор целесообразно использовать лишь на частотах 
, на которых его сопротивление носит емкостной характер. Обычно максимальная рабочая частота конденсатора примерно в 2…3 раза ниже резонансной. Характер частотной зависимости действующей емкости конденсатора Сд (с учетом параметров Lc иRn) в диапазоне частот от нуля до 
обуславливается соотношением параметров C, Lc, Rn. В большинстве случаев Сд (действующая емкость) уменьшается с ростом частоты во всем указанном диапазоне частот. Однако вблизи резонансной частоты она всегда уменьшается и стремится к нулю. Ориентировочные диапазоны рабочих частот для различных групп конденсаторов:
1. керамические (0…1010) Гц;
2. бумажные и металлобумажные (0…106) Гц;
3. из полярных пленок (0…107) Гц;
4. из неполярных пленок (0…109) Гц;
5. оксидно-полупроводниковые (0…1015) Гц;
6. электролитические танталовые (0…104) Гц;
7. электролитические алюминиевые (0…1010) Гц;
8. подстроечные (0…1010) Гц.
Допускаемая амплитуда переменного напряжения -- амплитуда, при которой потеря энергии в конденсаторе не превышают допустимых. Значения Uп доп. определяются по формуле:
, где Рр доп. – допустимая реактивная мощность[В*А];
; 
, где U – переменное напряжение на конденсаторе; w -- круговая частота; с -- емкость конденсатора, Ф; f – частота переменного напряжения на конденсаторе, Гц.
Зависимость допустимой амплитуды напряжения на конденсаторе от частоты.
Рис. 2.2.
 |
На рисунке 2.2. представлена зависимость напряжения Uп.доп. от частоты, построенная при фиксированных значениях температуры и допустимой мощности потерь (Ра доп.). Граничная частота определяется допустимым снижением действующей емкости Сд.
На рисунке обозначены области режимов работы конденсаторов:
1. рабочая
2. теплового пробоя
3. повышенной вероятности электрического пробоя
4. электрического пробоя
5. пониженных значений Сд
6. индуктивного характера сопротивления конденсатора
Превышение Uп.доп. может вызвать тепловой пробой и другие нежелательные явления.
Температурный коэффициент емкости (ТКЕ) – параметр, характеризующий конденсатор с линейной зависимостью емкости от температуры. Практически ТКЕ определяют как относительное изменение емкости конденсатора от температур, при изменении температуры на 1°С. слюдяные, керамические и некоторые пленочные конденсаторы в зависимости от температурной стабильности разделяют на группы, каждая из которых характеризуется своим ТКЕ (табл.2.3.).
Если зависимость емкости от температуры нелинейная, температурную стабильность емкости конденсатора характеризуют относительным изменением емкости при переходе от нормальной температуры (20±5°С) к предельным значениям рабочей температуры. Допустимые изменения емкости сегнетокерамических конденсаторов с нелинейной зависимостью ТКЕ приведены в таблице 2.4. Слюдяные и полистирольные конденсаторы имеют ТКЕ в пределах
(50…200)10-61/°С; поликарбонатные – 50*10-61/°С. Для конденсаторов с другими видами диэлектрика ТКЕ не нормируется.
В случаях, когда для обозначения группы ТКЕ требуются два цвета, второй цвет может быть представлен цветом корпуса.
Характеристика температурной стабильности емкости керамических и стеклянных конденсаторов.
Табл.2.3.
| Обозначения групп ТКЕ | Номинальное значение ТКЕ(*10-61/°С) | КТНЕ,% не более, в диапазоне температур,°С | Маркировка. Цветной код. | Буква | |||
| От –60 до +20 | От+20 до +155 | Новое обозначение маркировки | Старое обозначение | ||||
| Цвет покрытия конденсаторов | Маркировочная точка | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| П 100 | +100 | -2 | +2 | Красный + фиолет | Синий | - | А |
| (П 120) | +120 | ||||||
| П 60 | +60 | -1,5 | +2 | Синий | Черная | G | |
| П 33 | +33 | -1 | +1 | Серый | Серый | - | N |
| МП 0 | 0 | ±1 | ±1 | Черный | Голубой | Черная | С |
| М 33 | -33 | +1 | -1 | Коричн. | Голубой | Коричневая | Н |
| М 47 | -47 | +1,5 | -1,5 | Голубой + красный | Голубой | - | М |
| М 75 | -75 | +2 | -2 | Красный | Голубой | Красная | L |
| М 150 | -150 | +3 | -3 | Оранж | Красный | Оранжевая | Р |
| М 220 | -220 | +4 | -4 | Желтый | Красный | Желтая | R |
| М 330 | -330 | +6 | -6 | Зеленый | Красный | Зеленая | S |
| М 470 | -470 | +8 | -8 | Голубой | Красный | Синяя | Т |
| М 750 | -750 | +12 | -12 | Фиолет | Красный | - | V |
| (М 700) | -700 | ||||||
| М 1500 | -1500 | +25 | -25 | Оранж + Оранж | Зеленый | - | U |
| М 1300 | -1300 | - | - | ||||
| М 2200 | -2200 | +40 | -40 | Желтый + оранж | Зеленый | - | К |
| М 3300 | -3300 | +60 | -60 | Y |
Изменение емкости керамических конденсаторов с ненормируемым ТКЕ.
Табл.2.4.
| Условное обозначение групп ТКЕ | Допускаемое изменение емкости, % (-60…85)°С | Новое обозначение | Старое обозначение | ||
| Цвет покрытия | Цвет маркировочной точки | Буква | |||
| Н 10 | ±10 | Оранжевый + черный | Оранжевый | Черный | B |
| Н 20 | ±20 | Оранжевый + красный | Оранжевый | Красный | Z |
| Н 30 | ±30 | Оранжевый + зеленый | Оранжевый | Зеленый | D |
| Н 50 | ±50 | Оранжевый + голубой | Оранжевый | Синий | X |
| Н 70 | ±70 | Оранжевый + фиолетовый | Оранжевый | - | E |
| Н 90 | ±90 | Оранжевый + белый | Оранжевый | Белый | F |
Примечание: в случаях, когда для обозначения групп требуются 2 цвета, второй может быть представлен цветом корпуса.
Необратимые изменения емкости конденсаторов при воздействии тепла характеризуется остаточным относительным изменением емкости (после возвращения к исходной температуре), которое называют коэффициентом температурной нестабильности емкости (КТНЕ).
Стабильность параметров конденсаторов. Электрические свойства и срок службы конденсатора зависят от условий эксплуатации (воздействие тепла, влажности, радиации, вибрации, ударов и т.п.). Температура и влажность окружающей среды являются важнейшими факторами, влияющими на надежность, долговечность и сохраняемость конденсаторов.
Предельно допустимая температура для конденсаторов ограничивается заданием максимальной положительной температуры окружающей среды и величиной электрической нагрузки. Применение конденсаторов в условиях, превышающих эти ограничения, может вызвать резкое ухудшение параметров (снижение сопротивления изоляции, уменьшение емкости, увеличение тока и tgd), нарушение герметичности спаев. На конденсаторы в составе аппаратуры может, к тому же, воздействовать теплота, выделяемая другими сильно нагревающимися при работе аппаратуры изделиями.
Для многих типов конденсаторов в условиях низких температур характерно снижение емкости, особенно у оксидных и керамических конденсаторов. Все типы оксидных конденсаторов с жидким или пастообразным электролитом при температуре ниже 60°С практически неработоспособны.
С ростом температуры окружающей среды напряжение на конденсаторе должно снижаться.
Воздействие влаги сказывается на снижении значения сопротивления изоляции (повышается вероятность пробоя), увеличивается tgd.
Влага, кроме того, вызывает коррозию металлических деталей конденсаторов. При эксплуатации аппаратуры конденсаторы подвергаются воздействию различного вида механических нагрузок: вибрации, ударам, ускорению и т.д. Как следствие могут возникнуть обрывы выводов, трещины и снижение электрической прочности.
Процессы, протекающие в конденсаторах в условиях воздействия ионизирующих излучений, приводят к обратимым и остаточным изменениям электрических параметров. Обратимые изменения связаны с процессами ионизации диэлектрических материалов и воздуха. Сопровождаются резким снижением сопротивления изоляции и увеличением тока утечки. Увеличивается также tgd, особенно на низких частотах. После прекращения воздействия облучения сопротивление изоляции (ток утечки оксидных конденсаторов) в большинстве случаев восстанавливается. Остаточные изменения параметров связаны в основном с устойчивым нарушением структуры рабочего диэлектрика и защитных материалов. Особенно подвержена изменениям структура полимерных материалов, применяемых в пленочных и комбинированных конденсаторах. Конденсаторы с органическим диэлектриком, вообще более чувствительны к воздействию излучения по сравнению с неорганическим диэлектриком. Наиболее устойчивы к воздействию ионизирующих излучений керамические конденсаторы.
Наиболее необратимые изменения вызываются длительным воздействием электрической нагрузки.
Превышение допустимых значений постоянного и переменного напряжения резко снижает надежность конденсаторов. Наиболее устойчивы к воздействию электрических нагрузок и стабильны защищенные керамические конденсаторы. Среди оксидных конденсаторов наиболее стабильны окидно-полупроводниковые герметизированные конденсаторы. Низкая стабильность параметров проявляется у электрических оксидных конденсаторов.
При длительном хранении у всех конденсаторов изменяется их емкость.
2.3. Система условных обозначений.
Обозначение конденсаторов для радиоэлектронных устройств производится в соответствии с ОСТ 11.074.008-78 и ГОСТ 11076-68. Условное обозначение конденсаторов может быть сокращенным и полным.
Сокращенное обозначение, позволяющее определить, к какому типу относится конкретный конденсатор, содержит три элемента.
Первый элемент (одна или две буквы) обозначает подкласс конденсатора:
К – конденсатор постоянной емкости,
КТ – конденсатор подстроечный,
КП – конденсатор переменной емкости,
КН – конденсатор нелинейный,
КС – конденсатор сборки.
Второй элемент – число, обозначающее группу конденсаторов, в зависимости от вида диэлектрика (таблица 2.5).
Третий элемент – порядковый номер разработки конкретного типа конденсатора.
В состав 2 и 3 элементов может включаться также буквенное обозначение.
Для старых типов конденсаторов в основу условных обозначений брались конструктивные, технологические, эксплуатационные и другие признаки: например КД – конденсаторы дисковые, ФТ – фторопластовые теплостойкие, КТП – конденсаторы трубчатые проходные.
Пример: сокращенное условное обозначение керамического конденсатора постоянной емкости на номинальное напряжение до 1600В с порядковым номером разработки 8 -- К10-8.
Группы конденсаторов в зависимости от вида диэлектрика.
Табл.2.5.
| Подкласс конденсаторов | Группа конденсаторов | Обозначение группы |
| Конденсатор постоянной емкости К | Керамические на номинальное напряжение ниже 1600 В | 10 |
| Керамические на номинальное напряжение 1600 В и выше | 15 | |
| Стеклянные | 21 | |
| Стеклокерамические | 22 | |
| Тонкослойные | 23 | |
| Слюдяные малой мощности | 31 | |
| Слюдяные большой мощности | 32 | |
| Бумажные, на номинальное напряжение ниже 2 кВ фольговые | 40 | |
| Бумажные, на номинальное напряжение 2 кВ и выше фольговые | 41 | |
| Бумажные металлизированные | 42 | |
| Оксидно-электролитические алюминиевые | 50 | |
| Оксидно-электролитические танталовые, ниобиевые и др. | 51 | |
| Объемно-пористые | 52 | |
| Оксидно-полупроводниковые | 53 | |
| С двойным электрическим слоем (ионисторы) | 58 | |
| Воздушные | 60 | |
| Вакуумные | 60 | |
| Полистирольные | 71(70) | |
| Фторопластовые | 72 | |
| Полиэтилентерефталатные (лавсан) | 73(74) | |
| Комбинированные | 75 | |
| Лакопленочные | 76 | |
| Поликарбонатные | 77 | |
| Полипропиленовые | 78 |
(продолжение)
| Подкласс конденсаторов | Группа конденсаторов | Обозначение группы |
| Подстроечные конденсаторы КТ | Вакуумные | 1 |
| Воздушные | 2 | |
| С газообразным диэлектриком | 3 | |
| С твердым диэлектриком | 4 | |
| Конденсаторы переменной емкости КП | Вакуумные | 1 |
| Воздушные | 2 | |
| С газообразным диэлектриком | 3 | |
| С твердым диэлектриком | 4 | |
| Нелинейные конденсаторы КН | Вариконды | 1 |
| Термоконденсаторы | 2 | |
| Конденсаторы сборки КС | - | - |
Примечание: комбинированный диэлектрик состоит из определенного сочетания слоев различных материалов.
Полное условное обозначение устанавливают в документах на поставку конденсаторов и оно должно состоять из следующих элементов:
I элемент – обозначение подкласса и группы
II элемент – обозначение основных параметров и характеристик в следующей последовательности:
a) конструктивное исполнение,
b) номинальное напряжение,
c) номинальная емкость,
d) допускаемое отклонение емкости,
e) группа и класс по температурной стабильности емкости,
f) номинальная реактивная мощность.
III элемент – обозначение климатического исполнения
IV элемент – обозначение документа на поставку.
Пример: полное условное обозначение комбинированного конденсатора постоянной емкости (К75) с порядковым номером разработки 10, на номинальное напряжение 250 В, номинальной емкостью 0,47 мкФ и допускаемым отклонением ± 5%, всеклиматического исполнения (В) поставляемого по … ТУ
К75-10-250В-0,47мкФ±5%-В …ТУ.
2.4. Маркировка.
Маркировка конденсаторов может быть буквенно-цифровая, содержащая сокращенное обозначение конденсатора (его тип), номинальное напряжение, емкость, допустимое отклонение емкости от номинальной в процентах, группу ТКЕ, месяц и год выпуска (так же может быть указана марка завода-изготовителя), либо цветовая.
Буквенно-цифровая маркировка производится на конденсаторах достаточно большого размера.
Если конденсатор определенного типа выпускается только одного класса точности, то допуск не маркируют. Группу ТКЕ указывают на слюдяных конденсаторах и на некоторых других типах конденсаторов.
Для маркировки конденсаторов применяются обозначения, установленные
ГОСТ 11076-68. В зависимости от размеров конденсатора применяются полные или условные (кодированные) обозначения. Незащищенные конденсаторы не маркируются, а их характеристики указаны на упаковке.
Полное обозначение номинальных емкостей состоит из цифрового значения номинальной емкости и обозначения единицы измерения (пФ, мкФ, Ф).
Кодированное обозначение номинальных емкостей состоит из 3 или 4-х знаков, включающих 2 или 3 цифры и букву. Буква кода обозначает множитель, составляющий значение емкости, и определяет положение запятой десятичной дроби. Номинальную емкость от 0 до 999пФ выражают в пикофарадах с обозначением единицы измерения буквой Р,
от (1000 до 999999) пФ в нанофарадах с обозначением буквой П (1мкФ=1000пФ),
от (1 до 999) – в микрофарадах, с обозначением буквой m(1мкФ=1000пФ),
от (1000 до 999999)мкФ – в милифарадах, с обозначением буквой m(1mФ=1000мкФ) и более этого значения в фарадах, с обозначением буквой F и ТУ.
Пример: 150пФ-150р или n150, 2.2 мкФ -- 2m2.
Допускаемое отклонение емкости в процентах от номинального значения приведены в таблице 2.1.
Отклонение в значениях параметра принятое для конденсаторов малой(<10пФ) емкости обозначают В (±0,1 пФ); С(±0,25 пФ); D(±0,5 пФ); F(±1 пФ) табл.2.1.
После буквы допускаемого отклонения в маркировке конденсатора может присутствовать буквенный код группы по температурному коэффициенту емкости (ТКЕ) таблица 2.3. и (или!) номинального напряжения (таблица 2.2.).
Таким образом, сокращенная буквенно-цифровая маркировка на конденсаторе 33KL обозначает номинальную емкость 33пФ с допускаемым отклонением ±10% и температурной нестабильностью группы М75 (75*10-6°С-1). Надпись m10SF обозначает 100мкФ с допуском 20…50% на 20В.
Цветная кодировка применяется для маркировки номинальной емкости, номинального напряжения до 63В (табл.2.6.), и группы ТКЕ (табл.2.3.). Маркировку наносят в виде цветных точек или полос.
Цветные коды для маркировки конденсаторов на примере значений ряда Е12.
Таблица 2.6.
| Цветовой код | Номинальная емкость пФ | Допустимое отклонение емкости | Номинальное напряжение, В | |
| I и II цифры | множитель | |||
| Серый | - | - | - | 3,2 |
| Черный | 10 | 1 | ±20% | 4,0 |
| Коричневый | 12 | 10 | ±1% | 6,3 |
| Красный | 15 | 102 | ±2% | 10 |
| Оранжевый | 18 | 103 | ±0,25пФ | 16 |
| Желтый | 22 | 104 | ±0,5пФ | 40 |
| Зеленый | 27 | 105 | ±5% | 25 или 20 |
| Голубой | 33 | 106 | ±1% | 32 или 30 |
| Фиолетовый | 39 | 107 | -20…+50% | 50 |
| Серый | 47 | 10-2 | -20…+80% | - |
| Белый | 56 | 10-1 | ±10% | 63 |
| Серебряный | 68 | - | - | 2,5 |
| Золотой | 82 | - | - | 1,5 |
2.5. Характеристики групп и типов конденсаторов.
Конденсаторы с неорганическим диэлектриком – можно разделить на три группы: низковольтные, высоковольтные и помехоподавляющие. В качестве диэлектрика в них используются: керамика, стекло, стеклоэмаль, стеклокерамика и слюда. Обкладки выполняются в виде тонкого слоя металла, нанесенного на диэлектрик путем непосредственной его метализации, или в виде тонкой фольги.
а.) группа низковольтных конденсаторов включает в себя низкочастотные и высокочастотные конденсаторы. По назначению они подразделяются на 3 типа:
Тип I – конденсаторы, предназначенные для использования в резонансных контурах и других цепях, где малые потери и высокая стабильность имеют существенное значение.
Тип II -- конденсаторы, предназначенные для использования в цепях фильтров, блокировки и развязки или в других цепях, где малые потери и высокая стабильность не имеют существенного значения.
Тип III – керамические конденсаторы с барьерным слоем. Предназначенные для работы в тех же цепях, что и конденсаторы типа II, но имеющие несколько меньшее значение сопротивления изоляции и большее значение тангенса угла диэлектрических потерь, что ограничивает область применения низкими частотами.
Обычно, конденсаторы типа I считаются высокочастотными, а типа II и III – низкочастотными. Определенной границы по частоте между конденсаторами типов I и II не существует. Высокочастотные конденсаторы работают в цепях с частотой до сотен мегагерц, а некоторые типы используют в гигагерцовом диапазоне.
Слюдяные и стеклоэмалевые (стеклянные) конденсаторы относятся к конденсаторам типа I, стеклокерамические могут быть как типа I так и типа II, керамические – всех трех типов.
б.) Высоковольтные конденсаторы большой и малой реактивной мощности делаются в основном с диэлектриком из керамики и слюды. По назначению они могут быть типов I и II и так же, как низковольтные конденсаторы, они разделяются на высокочастотные и низкочастотные. Основным параметром для высоковольтных низкочастотных конденсаторов является удельная энергия, поэтому керамику для них подбирают с большой диэлектрической проницаемостью. Для высокочастотных конденсаторов основным параметром является допустимая реактивная мощность. Она характеризует разгрузочную способность конденсатора при наличии больших напряжений высокой частоты. Для увеличения реактивной мощности выбирают керамику с малыми потерями, а конструкцию и выводы конденсаторов рассчитывают на возможность прохождения больших токов.
Высоковольтные слюдяные конденсаторы делают фольговыми, т.к. они предназначены для работы при повышенных токовых нагрузках.
в.) Помехоподавляющие конденсаторы с неорганическим керамическим диэлектриком разделяются на опорные и проходные. Их основное назначение – подавление индустриальных и высокочастотных помех, создаваемыми промышленными и бытовыми приборами, выпрямительными устройствами и др., а также помех атмосферных и помех, излучаемых различными радиоэлектронными устройствами, т.е. по существу они являются фильтрами низких частот. К этой группе, исходя из функционального назначения и конструктивного исполнения, условно можно отнести керамические фильтры.
г.) Опорные конденсаторы – это конденсаторы, одним из выводов которых является опорная металлическая пластина с резьбовым применением.
д.) Проходные конденсаторы делают коаксиальными -- один из выводов которых представляет собой токонесущий стержень, по которой протекает полный ток внешней цепи, и некоаксиальными – через выводы которых протекает полный ток внешней цепи.
Проходные керамические конденсаторы имеют конструкцию трубчатого или дискового типа в виде многослойных монолитных шайб.
Конденсаторы с органическим диэлектриком.
Органические диэлектрики, используемые в конденсаторах, -- это конденсаторная бумага, различные пленки и их комбинации. Конденсаторы изготавливают намоткой тонких лент диэлектриков. Деление конденсаторов с органической изоляцией на низковольтные (до 1600В) и высоковольтные (свыше 1600В) несколько условно. По назначению конденсаторы можно разделить на низкочастотные и высокочастотные.
a) К низкочастотным относятся конденсаторы на основе полярных и слабополярных органических пленок (бумажные, металлобумажные, полиэтилентерефталатные (лавсановые), комбинированные, лакопленочные, поликарбонатные и полипропиленовые), тангенс угла диэлектрических потерь которых имеет резко выраженную зависимость от частоты. Они способны работать на частотах до 104…105 Гц при существенном снижении амплитуды переменной составляющей напряжения с увеличением частоты.
b) К высокочастотным относятся конденсаторы на основе неполярных органических пленок (полистирольные, фторопластовые), имеющие малое значение тангенса угла потерь, не зависящее от частоты. Они допускают работу на частотах 105…107 Гц. Верхний предел по частоте зависит от конструкции обкладки и контактного узла и от емкости. К этой группе относя нескорые типы конденсаторов на основе слабополярной полипропиленовой пленки.
c) Высоковольтные конденсаторы можно разделить на высоковольтные постоянного напряжения и высоковольтные импульсные. В качестве диэлектрика в высоковольтных конденсаторах постоянного напряжения используют: бумагу, полистирол, фторопласт, лавсан и сочетание бумаги и синтетических пленок (комбинированные). Высоковольтные импульсные конденсаторы в большинстве случаев делают на основе бумажного и комбинированного диэлектриков. Основное требование, предъявляемое к высоковольтным конденсаторам, -- высокая электрическая прочность. Поэтому часто прибегают к использованию комбинированного диэлектрика, состоящего из слоев бумаги, пленки и слоя жидкого диэлектрика. Комбинированные конденсаторы обладают повышенной по сравнению с бумажными электрической прочностью. Высоковольтные импульсные конденсаторы наряду с высокой электрической прочностью и сравнительно большими емкостями должны допускать быстрые разряды, т.е. пропускать большие токи. Следовательно, их собственная индуктивность должна быть малой, чтобы не искажать формы импульсов. Этим требованиям лучше удовлетворяют конденсаторы бумажные, металлобумажные и комбинированные.
d) Дозиметрические конденсаторы – работают в цепях с низким уровнем токовых нагрузок. Поэтому они должны обладать очень малым саморазрядом, большим сопротивлением изоляции, а следовательно, и большой постоянной времени. Лучше всего для этой цели подходят фторопластовые конденсаторы.
e) Помехоподавляющие конденсаторы предназначены для ослабления электромагнитных помех в широком диапазоне частот. Они имеют малую собственную индуктивность, в результате чего повышается резонансная частота и полоса подавляемых частот. Помехоподавляющие конденсаторы бывают бумажными, комбинированными, и пленочными (в основном лавсановые).
Конденсаторы с оксидным диэлектриком (электролитические). Они разделяются на конденсаторы общего назначения, неполярные, высокочастотные, импульсные, пусковые и помехоподавляющие. В качестве диэлектрика в них используется оксидный слой, образуемый электрохимическим путем на аноде – металлической обкладке из некоторых металлов.
В зависимости от материала анода оксидные конденсаторы подразделяют на алюминиевые, танталовые и ниобиевые.
Второй обкладкой конденсатора – катодом – служит электролит, пропитывающий бумажную или тканевую прокладку в оксидно-электролитических (жидкостных) алюминиевых и танталовых конденсаторах или гелеобразный электролит в танталовых объемно-пористых конденсаторах и полупроводник (двуокись марганца) в оксидно-полупроводниковых конденсаторах.
Конденсаторы с оксидным диэлектриком – низковольтные, с относительно большими потерями, но в отличие от других типов низковольтных конденсаторов имеют несравнимо большие заряды и большие емкости (от единиц до сотен тысяч микрофарад). Они используются в фильтрах источников питания, цепях развязки, шунтирующих и переходных цепях полупроводниковых устройств на низких частотах и т.п.
a) Конденсаторы группы общего назначения имеют униполярную (одностороннюю) проводимость, в следствие чего их эксплуатация возможна только при положительном потенциале на аноде. Тем не менее, это наиболее распространенные оксидные конденсаторы. Они могут быть жидкостными, объемно-пористыми и оксидно-полупроводниковыми.
"11 Преобразователи кодов, шифраторы, дешифраторы" - тут тоже много полезного для Вас.
b) Неполярные конденсаторы с оксидным диэлектриком могут включаться в цепь постоянного и пульсирующего тока без учета полярности, а также допускать смену полярности в процессе эксплуатации. Неполярные конденсаторы бывают оксидно-электролитические (жидкостные) алюминиевые и танталовые, и оксидно- полупроводниковые танталовые.
c) Высокочастотные конденсаторы (алюминиевые жидкостные и танталовые оксидно-полупроводниковые) широко применяются в источниках вторичного электропитания, в качестве накопительных и фильтрующих элементов в цепях развязок и переходных цепях полупроводниковых устройств в диапазоне частот пульсирующего тока от десятков герц до сотен килогерц. Отсюда следует, что понятие “высокочастотные” для оксидных конденсаторов относительное. По частотным характеристикам их нельзя сравнивать с конденсаторами на органической основе. Для расширения возможностей использования оксидных конденсаторов в более широком диапазоне частот необходимо снижать их полное сопротивление. Это оказалось возможным при появлении совершенно новых конструктивных решений – четырехвыводных конструкций и плоской конструкции типа “книга”, позволяющих их эксплуатацию на значительно более высоких частотах.
d) Импульсные конденсаторы используются в электрических цепях с относительно длительным зарядом и быстрым разрядом, например в фотовспышках и др. Такие конденсаторы должны быть энергоемкими, иметь малое полное сопротивление и большое рабочее напряжение. Наилучшим образом этим требованиям удовлетворяют оксидно-электролитические алюминиевые конденсаторы с напряжением до 200 В.
e) Пусковые конденсаторы используют в асинхронных двигателях, в которых емкость включается только в момент пуска двигателя. При наличии пусковой емкости вращающееся поле двигателя при пуске приближается к круговому, и магнитный поток увеличивается. Все это способствует повышению пускового момента, улучшает характеристики двигателя.
В связи с тем, что пусковые конденсаторы включаются в сеть переменного тока, они должны быть неполярными и иметь сравнительно большое для оксидных конденсаторов рабочее напряжение переменного тока, несколько превышающее напряжение промышленной сети. На практике используются пусковые конденсаторы емкостью порядка десятков и сотен микрофарад, созданные на основе алюминиевых оксидных пленок с жидким электролитом.
f) В группу оксидных помехоподавляющих конденсаторов входят только проходные оксидно-полупроводниковые танталовые конденсаторы. Они также, как и проходные конденсаторы других типов выполняют роль фильтров нижних частот, но в отличие от них имеют гораздо большие значения емкостей, что дает возможность сдвигать частотную характеристику в область более низких частот.
