Elektrické kondenzátory

Elektrické kondenzátory sú prostriedkom na akumuláciu elektriny v elektrickom poli. Typické aplikácie pre elektrické kondenzátory sú vyhladzovacie filtre v napájacích zdrojoch, medzistupňové komunikačné obvody v AC zosilňovačoch, filtrovanie šumu na napájacích koľajniciach pre elektronické zariadenia atď.

Elektrické charakteristiky kondenzátora sú určené jeho konštrukciou a vlastnosťami použitých materiálov.

Pri výbere kondenzátora pre konkrétne zariadenie je potrebné zvážiť nasledujúce okolnosti:

a) požadovaná hodnota kapacity kondenzátora (μF, nF, pF),

b) pracovné napätie kondenzátora (maximálna hodnota napätia, pri ktorej môže kondenzátor pracovať dlhú dobu bez zmeny jeho parametrov),

c) požadovaná presnosť (možný rozptyl hodnôt kapacity kondenzátora),

d) teplotný koeficient kapacity (závislosť kapacity kondenzátora od teploty okolia),

e) stabilita kondenzátora,

f) dielektrický zvodový prúd kondenzátora pri menovitom napätí a danej teplote.(Dielektrický odpor kondenzátora je možné špecifikovať.)

Tabuľky 1 - 3 ukazujú hlavné charakteristiky rôznych typov kondenzátorov.

Tabuľka 1. Charakteristiky keramických, elektrolytických a metalizovaných filmových kondenzátorov

Parametre kondenzátora Typ kondenzátora Keramický elektrolytický Na základe metalizovaného filmu Rozsah kapacity kondenzátora 2,2 pF až 10 nF 100 nF až 68 μF 1 μF až 16 μF Presnosť (možný rozptyl hodnôt kapacity kondenzátora), % ±10 a +50 ± 1 20 Pracovné napätie kondenzátorov, V 50 — 250 6,3 — 400 250 — 600 Stabilita kondenzátora Dostatočný Slabý Dostatočný Rozsah teplôt okolia, OS -85 až +85 -40 až +85 -25 až +85

Tabuľka 2. Charakteristika sľudových kondenzátorov a kondenzátorov na báze polyesteru a polypropylénu

Parametre kondenzátora Typ kondenzátora Kondenzátor na báze polypropylénu na báze sľudy a polyesteru Rozsah kapacity 2,2 pF až 10 nF 10 nF až 2,2 μF 1 nF až 470 nF Presnosť (možný rozptyl hodnôt kapacity kondenzátora), % ±1 ±20 ±20 V Prevádzkové napätie kondenzátora 350 250 1000 Stabilita kondenzátora Výborná dobrá dobrá Rozsah teplôt okolia, OS -40 až +85 -40 až +100 -55 až +100

Tabuľka 3. Charakteristika sľudových kondenzátorov na báze polykarbonátu, polystyrénu a tantalu

Parametre kondenzátora

Typ kondenzátora

Na báze polykarbonátu

Na báze polystyrénu

Na báze tantalu

Rozsah kapacity kondenzátora 10 nF až 10 μF 10 pF až 10 nF 100 nF až 100 μF Presnosť (možný rozptyl hodnôt kapacity kondenzátora), % ±20 ±2,5 ±20 Pracovné napätie kondenzátorov, V 63 — 630 3 —35 6 Stabilita kondenzátora. Vynikajúci dobrý dostatočný rozsah okolitej teploty, OS -55 až +100 -40 až +70 -55 až +85

Keramické kondenzátory sa používajú v oddeľovacích obvodoch, elektrolytické kondenzátory sa používajú aj v oddeľovacích obvodoch a vyhladzovacích filtroch a kondenzátory s metalizovaným filmom sa používajú vo vysokonapäťových zdrojoch.

Sľudové kondenzátory používané v zariadeniach na reprodukciu zvuku, filtroch a oscilátoroch. Polyesterové kondenzátory sú kondenzátory na všeobecné použitie a polypropylénové kondenzátory používané v obvodoch jednosmerného napätia.

Polykarbonátové kondenzátory sa používajú vo filtroch, oscilátoroch a časovacích obvodoch. Polystyrénové a tantalové kondenzátory sa používajú aj v synchronizačných a separačných obvodoch. Sú považované za kondenzátory na všeobecné použitie.

Malé poznámky a tipy pre prácu s kondenzátormi

Vždy by ste mali pamätať na to, že prevádzkové napätia kondenzátorov musia klesať so zvyšujúcou sa teplotou okolia a pre zabezpečenie vysokej spoľahlivosti je potrebné vytvárať veľkú napäťovú rezervu.

Ak je špecifikované maximálne trvalé prevádzkové napätie kondenzátora, vzťahuje sa to na maximálnu teplotu (pokiaľ nie je uvedené inak). Preto kondenzátory vždy pracujú s určitou mierou bezpečnosti. je však potrebné zabezpečiť ich reálne pracovné napätie na úrovni 0,5-0,6 povolenej hodnoty.

Ak má kondenzátor určitý limit striedavého napätia, vzťahuje sa to na frekvenciu (50-60) Hz. Pre vyššie frekvencie alebo v prípade impulzných signálov je potrebné prevádzkové napätie ešte znížiť, aby nedošlo k prehriatiu zariadení v dôsledku dielektrických strát.

Veľké kondenzátory s nízkymi zvodovými prúdmi dokážu udržať nahromadený náboj pomerne dlho po vypnutí zariadenia. Pre zaistenie väčšej bezpečnosti by mal byť ku kondenzátoru vo vybíjacom obvode pripojený paralelne odpor 1 MΩ (0,5 W).

Vo vysokonapäťových obvodoch sa kondenzátory často používajú v sérii. Na vyrovnanie napätí na nich je potrebné pripojiť paralelne ku každému kondenzátoru rezistor s odporom 220k0m až 1 MΩ.

Ryža. 1 Použitie rezistorov na vyrovnanie napätí kondenzátora

Keramické priepustné kondenzátory môžu pracovať na veľmi vysokých frekvenciách (nad 30 MHz)... Inštalujú sa priamo na kryt prístroja alebo na kovovú obrazovku.

Nepolárne elektrolytické kondenzátory majú kapacitu od 1 do 100 μF a sú určené pre r.m.s. napätie 50 V. Navyše sú drahšie ako bežné (polárne) elektrolytické kondenzátory.

Pri výbere kondenzátora pre výkonový filter musíte venovať pozornosť amplitúde impulzu nabíjacieho prúdu, ktorý môže výrazne prekročiť prípustnú hodnotu…. Napríklad pre kondenzátor s kapacitou 10 000 μF táto amplitúda nepresahuje 5 A.

Pri použití elektrolytického kondenzátora ako oddeľovacieho kondenzátora je potrebné správne určiť polaritu jeho zaradenia... Zvodový prúd tohto kondenzátora môže ovplyvniť režim zosilňovacieho stupňa.

Vo väčšine aplikácií sú elektrolytické kondenzátory zameniteľné... Len si treba dať pozor na ich hodnotu prevádzkového napätia.

Vývod na vonkajšej fóliovej vrstve polystyrénových kondenzátorov je často označený farebným pruhom. Musí byť pripojený k spoločnému bodu obvodu.

Pri vysokých frekvenciách sa zvyšuje odpor parazitných indukčností kondenzátora, čím sa zhoršuje jeho charakteristika. Obrázok 2 znázorňuje zjednodušený obvod ekvivalentného kondenzátora, berúc do úvahy indukčnosť vstupov.

Ryža.2 Ekvivalentný obvod vysokofrekvenčného elektrického kondenzátora

Farebné kódovanie kondenzátora

V prípade väčšiny kondenzátorov je uvedená ich menovitá kapacita a prevádzkové napätie. Existuje však aj farebné označenie.

Niektoré kondenzátory sú označené dvojriadkovým nápisom. Prvý riadok zobrazuje ich kapacitu (pF alebo μF) a presnosť (K = 10 %, M — 20 %). Druhý riadok zobrazuje prípustné jednosmerné napätie a kód dielektrického materiálu.

Monolitické keramické kondenzátory sú označené trojmiestnym kódom Tretia číslica udáva, koľko núl treba podpísať prvým dvom, aby sa získala kapacita v pikofaradoch.

Farebný kód, ktorý označuje menovitý výkon kondenzátora (288 kb)

Príklad. Čo znamená kód kondenzátora 103? Kód 103 znamená, že číslu 10 musíte priradiť tri nuly, potom získate kapacitu kondenzátora — 10 000 pF.

Príklad. Kondenzátor má označenie 0,22 / 20 250. To znamená, že kondenzátor má kapacitu 0,22 μF ± 20 % a je určený na konštantné napätie 250 V.