Как сделать неполярный конденсатор из двух полярных: Неполярный конденсатор из двух полярных или как сделать пусковой конденсатор | Электронные схемы

Содержание

Неполярный конденсатор из двух полярных или как сделать пусковой конденсатор | Электронные схемы

неполярный конденсатор из двух неполярных

Из двух полярных электролитических конденсаторов большой емкости можно сделать один неполярный конденсатор.

В сети есть несколько схем,испытал две популярные схемы.Для проверки взял три электролитических конденсатора емкостью по 470 мкФ и на напряжение 10 В.Источником переменного тока является трансформатор напряжением 6.3В действующего или около 10 В амплитудного значения напряжения.

Для начала испытал один электролитический конденсатор на переменном токе.Подключил к выводам конденсатора источник тока и через пять секунд конденсатор взорвался, испустив при этом электролит в виде пара через предохранительный клапан.Полярный конденсатор нельзя подключать к переменному току.Далее собрал неполярный конденсатор по схеме с двумя диодами.Конденсаторы чуть теплые,амплитуда напряжения на каждом из них около 5 В при подключении к выводам 10 В,то есть напряжение делится наполовину.

неполярный конденсатор из двух полярных электролитических

Емкость такого конденсатора равняется емкости одного конденсатора из двух.Каждый полярный конденсатор по 470 мкФ,а общая емкость неполярного конденсатора 225 мкФ.

неполярный конденсатор для запуска трехфазного электродвигателя

Потом сделал неполярный конденсатор без диодов.Два полярных конденсатора подключаются минус к минусу.Все осциллограммы и характеристики почти соответствуют конденсатору,который был сделан с диодами.Выходит так,что две разные схемы идентичны,но диоды должны защищать конденсаторы,возможно схема с диодами будет лучше работать.Надо еще учитывать,что напряжение на полярном конденсаторе указано для постоянного тока,при работе на переменном токе и при работе с пульсациями рабочее напряжение конденсатора выбирают больше уровня пульсации.

подключение конденсаторов последовательно

Можете ли вы сделать неполярный электролитический конденсатор из двух обычных электролитических конденсаторов?

Резюме:

Да «поляризованные» алюминиевые «мокрые электролитические» конденсаторы могут законно соединяться «спина к спине» (то есть последовательно с противоположными полярностями), чтобы сформировать неполярный конденсатор.
C1 + C2 всегда равны по емкости и номинальному напряжению
Ceffective = = C1 /2 = C2 /2
Величина = проницаемость C1 & amp; С2.
Посмотрите «Механизм» в конце, как это работает (возможно).

Общепризнано, что оба конденсатора имеют идентичную емкость, когда это делается.
Результирующий конденсатор с половиной емкости каждого отдельного конденсатора.
например, если два x 10 мкФ конденсатора помещаются последовательно, результирующая емкость будет составлять 5 мкФ.

Я заключаю, что результирующий конденсатор будет иметь тот же самый номинал напряжения, что и отдельные конденсаторы. (Возможно, я ошибаюсь).

Я видел этот метод, используемый во многих случаях в течение многих лет и, что более важно, видел метод, описанный в примечаниях к применению от ряда производителей конденсаторов. См. Конец для одной такой ссылки.

Понимание того, как индивидуальные конденсаторы становятся правильно заряженными, требует либо вероисповедания в заявках производителей конденсаторов («действовать так, как если бы они были обходились диодами», либо в случае дополнительной сложности). Но понимание того, как устроено устройство, когда-то было начато, проще. Представьте себе две задние колпачки с Cl полностью заряженными и Cr полностью разряжен.
Если теперь ток проходит через последовательную компоновку, так что Cl затем разряжается до нулевого заряда, тогда обратная полярность Cr приведет к тому, что он будет заряжен до полного напряжения. Попытки применить дополнительный ток и дальнейшую разрядку Cl, чтобы он допускал неправильную полярность, привел бы к тому, что заряд Cr превысит его номинальное напряжение. т. е. его можно было бы попытаться, но для обоих устройств это будет вне спецификации.

Учитывая вышеизложенное, можно ответить на конкретные вопросы:

Каковы некоторые причины для последовательного подключения конденсаторов?

Может создать биполярный колпачок из 2 х полярных шапок.
ИЛИ может удвоить номинальное напряжение до тех пор, пока берется забота о балансе распределения напряжения. Параллельные резисторы иногда используются для достижения баланса.

“получается, что то, что может выглядеть как две обычные электролитики, фактически не являются двумя обычными электролитиками.”

Это можно сделать с помощью ординарной электролитики.

«Нет, не делайте этого, он будет действовать и как конденсатор, но как только вы пройдете несколько вольт, он выдует изолятор».

Работает нормально, если рейтинги не превышены.

«Как будто» вы не можете сделать BJT с двух диодов »

Причина сравнения отмечена, но не является допустимой. Каждая половина конденсатора по-прежнему подчиняется тем же правилам и требованиям, что и при одиночестве.

“это процесс, который tinkerer не может сделать”

Tinkerer может – полностью легитимный.

Итак, это неполярная (NP) электролитическая крышка, электрически идентичная двум электролитическим колпачкам в обратной последовательности или нет?

Это успокаивается, но производители обычно производят изменения, так что есть две анодные пленки, но результат тот же.

Не выдерживает ли такое же напряжение?

Номинальное напряжение – это одна крышка.

Что происходит с крышкой с обратным смещением, когда большое напряжение помещается через комбинацию?

При нормальной работе нет обратного смещенного колпачка. Каждая кепка обрабатывает полный цикл переменного тока, эффективно просматривая половину цикла. См. Мои объяснения выше.

Существуют ли практические ограничения, кроме физического?

Нет очевидных ограничений, о которых я могу думать.

Имеет ли значение, какая полярность находится снаружи?

Нет. Нарисуйте изображение того, что каждая кепка видит изолированно без ссылки на то, что «вне его». Теперь измените их порядок в схеме. То, что они видят, идентично.

Я не понимаю, в чем разница, но многие думают, что есть один.

Вы правы. Функционально с точки зрения «черного ящика» они одинаковы.

ПРИМЕР ПРОИЗВОДИТЕЛЯ:

В этом документе Руководство по применению, алюминиевые электролитические конденсаторы bY Корнелл Дубилье, компетентный и уважаемый изготовитель конденсатора, он говорит (в возрасте 2,143 и 2,184).

Если два, одно и то же, алюминиевые электролитические конденсаторы соединены последовательно, спина к спине с положительным клеммы или отрицательные клеммы, в результате одиночный конденсатор представляет собой неполярный конденсатор с половину емкости.
Два конденсатора выпрямляют приложенное напряжение идействовать так, как если бы они были обойдены по диодам.
Когда напряжение подается, конденсатор с правильной полярностью получает полное напряжение.
В неполярных алюминиевых электролитических конденсаторах и алюминиевых электролитических конденсаторах с электродвигателем вторая анодная фольга заменяет катодную фольгу для достижения неполярного конденсатора в одном случае.

Для понимания общего действия относится этот комментарий со страницы 2.183.

Пока может показаться, что емкость находится между две фольги, на самом деле емкость находится между анодной фольги и электролита.

Положительная пластина – это анодная фольга;
диэлектрик представляет собой изолирующий алюминий оксид на анодной фольге;
истинная отрицательная пластина – это проводящий, жидкий электролит и катодная фольга просто соединяется с электролитом.
Эта конструкция обеспечивает колоссальную емкость потому что травление фольги может увеличить площадь поверхности более 100 раз, а диэлектрик из оксида алюминия меньше толщины микрометра. Таким образом, конденсатор имеет очень большую площадь пластины и пластины ужасно близко друг к другу.

ДОБАВЛЕНО:

Я интуитивно чувствую, что Олин делает это, чтобы было необходимо обеспечить средство поддержания правильной полярности. На практике кажется, что конденсаторы хорошо справляются с «краевым условием запуска». Корнелл Дубильерс «действует как диод», нуждается в лучшем понимании.

МЕХАНИЗМ:

Я думаю, что следующее описывает, как работает система.

Как я описал выше, как только один конденсатор полностью заряжен на одной крайности формы переменного тока, а другой полностью разряжен, система будет работать правильно, причем заряд передается во внешнюю «пластину» одной крышки, изнутри тарелки этой крышки с другой крышкой и «с другого конца». т.е. блок переноса заряда в оба конденсатора и между ними и позволяет пропускать чистый заряд через двойную крышку. Пока нет проблем.

Правильно смещенный конденсатор имеет очень низкую утечку.
Обратный смещенный конденсатор имеет более высокую утечку и, возможно, намного выше.
При запуске один колпачок обратный смещен в каждом полупериоде, а ток утечки протекает.
Поток заряда таков, чтобы привести конденсаторы в правильное сбалансированное состояние.
Это «диодное действие», о котором идет речь, – не формальное выпрямление в расчете, а утечка при неправильном операционном смещении.
После нескольких циклов баланс будет достигнут. «Протечка» колпачка находится в обратном направлении, а более быстрый баланс будет достигнут.

Любые недостатки или неравенства будут компенсированы этим механизмом саморегулирования. Очень аккуратно.

Читать “Самоучитель по радиоэлектронике” – Николаенко Михаил Николаевич – Страница 3

В цепях при напряжении менее 10 В не рекомендуется применять конденсаторы с вкладными выводами, так как в них может нарушиться контакт с фольгой.

Герметизированные конденсаторы в металлическом корпусе имеют большую емкость на корпус. Если при монтаже ни один вывод конденсатора не соединяется с корпусом устройства, то его необходимо изолировать от шасси на опорах толщиной 0,5–1 см.

1.2.2. Электролитический конденсатор

Конденсаторы могут применяться в цепях как постоянного, так и переменного тока. Для цепей постоянного тока используют в основном электролитические конденсаторы. При монтаже конденсатора его плюсовой вывод присоединяют к положительному полюсу цепи с учетом соответствия напряжений участков цепи, а минусовой вывод (обычно корпус конденсатора) присоединяется к металлическому корпусу устройства. Следует учесть, что могут быть и неполярные электролитические конденсаторы.

Если полярный конденсатор включить в сеть переменного напряжения, то через него пойдет переменный ток, нагревая конденсатор, и он может выйти из строя. В крайнем случае при отсутствии нужного конденсатора на переменное напряжение вместо него можно применить полярный конденсатор при условии, что его напряжение много больше напряжения сети. Например, полярный конденсатор с напряжением 250 В может работать в сети переменного напряжения 50 В при частоте 50 Гц.

1.2.3. Качество диэлектрика

Качество диэлектрика характеризует сопротивление изоляции или ток утечки. В некоторых цепях существуют высокие требования к сопротивлению изоляции, например к конденсаторам связи между соседними каскадами. Наиболее высокое сопротивление изоляции имеют фторопластовые, стирольные и полипропиленовые конденсаторы, несколько ниже оно у слюдяных, керамических и поликарбонатных.

Для электролитических конденсаторов задается ток утечки, значение которого пропорционально емкости и напряжению. Наименьший ток утечки имеют танталовые конденсаторы (от единиц до десятков микроампер), а у алюминиевых конденсаторов он на один-два порядка больше.

1.2.4. Неполярный конденсатор

Довольно трудно найти неполярные конденсаторы (с изоляцией из слюды, бумаги или пленки) большой емкости с низким рабочим напряжением (менее 25 В). Однако иногда нужны именно такие компоненты, в частности при построении импульсных генераторов на логических вентилях с очень большим периодом (например, при разработке таймера для часов). Получение большой постоянной времени RC-цепи за счет увеличения сопротивления имеет определенный предел для каждого типа схем.

Для формирования конденсатора большой емкости можно соединить два полярных (электролитических) конденсатора, чтобы получить один неполярный (рис. 1.6). При этом надо выбрать два компонента одинакового номинала и включить их последовательно, соединив между собой отрицательные электроды. Результирующая емкость будет равна половине емкости каждого конденсатора.

Рис. 1.6. Получение одного неполярного конденсатора из двух полярных

1.2.5. Ионистор

В последние годы появился новый класс приборов, функционально близких к конденсаторам очень большой емкости, по существу, занимающих положение между конденсаторами и источниками питания. Это ионисторы, конденсаторы с двойным электрическим слоем.

Номинальное напряжение ионистора зависит от вида используемого в нем электролита и является для него максимально допустимым. Для получения более высокого рабочего напряжения ионисторы соединяют последовательно. Но делать это самостоятельно не рекомендуется — параметры ионисторов в такой связке должны быть очень близкими.

В принципе, ионистор — неполярный прибор. Вывод + (плюс) указывают для обозначения полярности остаточного напряжения после его зарядки на заводе-изготовителе.

Долговечность ионистора зависит от условий эксплуатации. Так, при работе под напряжением U_ном при температуре окружающей среды +70 “С гарантированная долговечность составит 500 ч. При работе под напряжением 0,8U_номона увеличивается до 5000 ч. Если же напряжение на ионисторе не превышает 0,6U_ном, а температура окружающей среды менее +40 °C, то ионистор будет исправно работать 40000 ч и более.

Важнейший параметр ионистора — ток утечки. Это особенно важно при использовании его в качестве резервного источника питания. Весьма перспективен ионистор в качестве накопителя энергии при работе совместно с солнечными батареями. Здесь особенно ценна его некритичность к режиму заряда, практически неограниченное число циклов заряд-разряд. Ионистор не требует ухода в течение всего срока службы.

1.3. Намоточные компоненты

1.3.1. Воздушный дроссель

Дроссели (катушки индуктивности) не пользуются большой популярностью среди любителей. Их применяют довольно редко, и если они используются в публикуемых схемах, то в списках компонентов приводятся хорошо известные и доступные типы. При разработке импульсных источников питания иногда нужно изготовить нестандартный дроссель. Такая же потребность может возникнуть при изготовлении фильтра низких частот для подавления высокочастотных гармоник, например в схемах с широтно-импульсной модуляцией.

На при… гаже чертежах (рис. 1.7) представлены воздушные (то есть не имеющие ферромагнитного стержня) дроссели, которые достаточно просто изготовить самостоятельно.

Рис. 1.7. Изготовление дросселя с однослойной (а) и многослойной (б) намоткой

Для расчета индуктивности однослойных и многослойных катушек в зависимости от их размеров и числа витков используются несложные формулы, которые легко найти в учебниках или справочниках. Экспериментальную проверку индуктивности дросселя можно выполнить с помощью небольшой схемы измерения резонансной частоты колебательного контура, состоящего из конденсатора и изготовленного дросселя. Для этого потребуются генератор соответствующего диапазона частот и осциллограф.

Наконец, при выборе сечения провода для обмотки следует учитывать значение тока, который будет проходить через катушку.

1.3.2. Соединение обмоток трансформатора

Силовые трансформаторы радиоэлектронных устройств имеют, как правило, две одинаковые вторичные обмотки. В зависимости от предполагаемого применения их можно соединять либо последовательно — для удвоения напряжения, либо параллельно — для удвоения тока. Небольшие трансформаторы, закрепляемые непосредственно на печатной плате, обычно имеют стандартное расположение выводов. Соединение обмоток выполняется по схеме, приведенной на рис. 1.8.

Рис. 1.8. Последовательное (а) и параллельное (б) соединение вторичных обмоток трансформатора

Для некоторых моделей (например, с тороидальным сердечником) при отсутствии документации необходимо с помощью осциллографа исследовать напряжения на обмотках во избежание соединения их в противофазе. Иначе возникает риск перегрева и выхода из строя трансформатора и находящихся рядом деталей (не говоря уже об отсутствии напряжения на выходе).

1.3.3. Монтаж тороидальных трансформаторов

Тороидальные трансформаторы обычно используются в устройствах высокой мощности, поскольку занимают значительно меньше места, чем классические модели с Ш-образным сердечником. Во время их монтажа необходимо точно следовать указаниям производителя и применять для крепления только рекомендуемые кольца (из металла или неопрена). Если два тороидальных трансформатора располагаются в одном корпусе, нельзя использовать для них общий крепежный болт, проходящий по центру. В соответствии с законами магнетизма трансформаторы обязательно будут взаимодействовать, что приведет к нарушению работы устройства в целом.

1.2. Применение конденсаторов . Самоучитель по радиоэлектронике

1.2.1. Выбор конденсатора

В цепях с высокой стабильностью параметров, например в колебательных контурах, применяют керамические и воздушные конденсаторы с высоким классом точности. В цепях, к которым не предъявляются высокие требования по стабильности, например в цепях сглаживающих фильтров выпрямителей, фильтров развязки и блокировки, можно использовать электролитические бумажные конденсаторы. В этих цепях применяются также сегнетоэлектрические конденсаторы.

В цепях высокой частоты устанавливают конденсаторы с высокой предельной частотой, например керамические и вакуумные. Бумажные конденсаторы не применяют в цепях с частотой, превышающей единицы мегагерц.

1.2.2. Электролитический конденсатор

1.2.3. Качество диэлектрика

1.2.4. Неполярный конденсатор

Рис. 1.6. Получение одного неполярного конденсатора из двух полярных

1.2.5. Ионистор

советы электрику

3)пайка транзисторов

Выводы транзистора паяют в определенной последовательности, предотвращающей его выход из строя, – сначала вывод базы, затем эмиттера, и в последнюю очередь коллектора. Аналогично поступают и с полевым транзистором: сначала припаивают вывод затвора, а после – истока и стока;

4)индикатор включения

Для индикации включения в сеть той или иной самоделки параллельно первичной обмотке трансформатора включают световой индикатор – лампу ТН – 0,2 или ТН – 0,3. Для ограничения тока через лампу последовательно с ней (подобно конденсатору на рис.1) включают резистор мощностью не менее 0,5Вт. Яркость свечения лампы зависит от этого резистора. Однако, ставить резистор сопротивлением менее 200кОм не рекомендуется.

5)лужение нихромового провода

Проволочные резисторы маленького номинала чаще всего самостоятельно изготавливают из нихрома. При этом всегда возникает проблема обеспечения надежного электрического соединения с медным проволочным выводом – ведь нихром плохо поддается лужению с обычным канифольным флюсом. Значительно легче облудить конец нихромового провода, если в качестве флюса использовать обычную лимонную кислоту в порошке. На деревянную подставку насыпают очень немного (две спичечные головки) порошка лимонной кислоты, кладут на порошок зачищенный конец провода и с некоторым усилием водят по нему жалом горячего паяльника. Порошок плавится и хорошо смачивает провод. Залуженный проводник кладут на канифоль и еще разоблуживают – это необходимо для того, чтобы удалить с провода остатки лимонной кислоты.
Описанным способом можно лудить мелкие предметы из стали и других металлов.

6) неполярный конденсатор из двух полярных

Если вам когда-либо понадобится обычный неполярный конденсатор большой емкости, например, для запуска асинхронного двигателя, а найти таковой будет сложно, можно воспользоваться еще одни хитрым советом. Такой конденсатор можно составить из двух полярных электролитических конденсаторов, соединенных последовательно. Для этого их требуется соединить друг с другом минусовыми выводами. Но необходимо помнить, что емкость каждого из применяемых электролитических конденсаторов должна быть вдвое больше требуемой емкости неполярного конденсатора, потому как при последовательном соединении конденсаторов их емкостя складываются по формуле для нахождения общего сопротивления двух параллельно включенных сопротивлений. Эту формулу можно посмотреть здесь. Только вместо значений сопротивлений необходимо подставить значения емкости

Полярные и неполярные конденсаторы – в чем отличие. Маркировка конденсаторов

Электрические конденсаторы являются средством накопления электроэнергии в электрическом поле. Типичными областями применения электрических конденсаторов являются сглаживающие фильтры в источниках электропитания, цепи межкаскадной связи в усилителях переменных сигналов, фильтрация помех, возникающих на шинах электропитания электронной аппаратуры и т д.

Электрические характеристики конденсатора определяются его конструкцией и свойствами используемых материалов.

При выборе конденсатора для конкретного устройства нужно учитывать следующие обстоятельства:

а) требуемое значение емкости конденсатора (мкФ, нФ, пФ),

б) рабочее напряжение конденсатора (то максимальное значение напряжения, при котором конденсатор может работать длительно без изменения своих параметров),

в) требуемую точность (возможный разброс значений емкости конденсатора),

г) температурный коэффициент емкости (зависимость емкости конденсатора от температуры окружающей среды),

д) стабильность конденсатора,

е) ток утечки диэлектрика конденсатора при номинальном напряжении и данной температуре. (Может быть указано сопротивление диэлектрика конденсатора.)

В табл. 1 – 3 приведены основные характеристики конденсаторов различных типов.

Таблица 1. Характеристики керамических, электролитических конденсаторов и конденсаторов на основе металлизированной пленки

Параметр конденсатора	Тип конденсатора
Параметр конденсатора	Керамический	Электролитический	На основе металлизированной пленки
	От 2,2 пФ до 10 нФ	От 100 нФ до 68 мкФ	1 мкФ до 16 мкФ
	± 10 и ± 20	-10 и +50	± 20
	50 – 250	6,3 – 400	250 – 600
Стабильность конденсатора	Достаточная	Плохая	Достаточная
	От -85 до +85	От -40 до +85	От -25 до +85

Таблица 2. Характеристики слюдяных конденсаторов и конденсаторов на основе полиэстера и полипропилена

Параметр конденсатора	Тип конденсатора
Параметр конденсатора	Слюдяной	На основе полиэстера	На основе полипропилена
Диапазон изменения емкости конденсаторов	От 2,2 пФ до 10 нФ	От 10 нФ до 2,2 мкФ	От 1 нФ до 470 нФ
Точность (возможный разброс значений емкости конденсатора), %	± 1	± 20	± 20
Рабочее напряжение конденсаторов, В	350	250	1000
Стабильность конденсатора	Отличная	Хорошая	Хорошая
Диапазон изменения температуры окружающей среды, о С	От -40 до +85	От -40 до +100	От -55 до +100

Таблица 3. Характеристики слюдяных конденсаторов на основе поликарбоната, полистирена и тантала

Параметр конденсатора	Тип конденсатора
Параметр конденсатора	На основе поликарбоната	На основе полистирена	На основе тантала
Диапазон изменения емкости конденсаторов	От 10 нФ до 10 мкФ	От 10 пФ до 10 нФ	От 100 нФ до 100 мкФ
Точность (возможный разброс значений емкости конденсатора), %	± 20	± 2,5	± 20
Рабочее напряжение конденсаторов, В	63 – 630	160	6,3 – 35
Стабильность конденсатора	Отличная	Хорошая	Достаточная
Диапазон изменения температуры окружающей среды, о С	От -55 до +100	От -40 до +70	От -55 до +85

Керамические конденсаторы применяются в разделительных цепях, электролитические конденсаторы используются также в разделительных цепях и сглаживающих фильтрах, а конденсаторы на основе металлизированной пленки применяются в высоковольтных источниках электропитания.

Слюдяные конденсаторы используются в звуковоспроизводящих устройствах, фильтрах и осцилляторах. Конденсаторы на основе полиэстера – это конденсаторы общего назначения, а конденсаторы на основе полипропилена применяются в высоковольтных цепях постоянного тока.

Конденсаторы на основе поликарбоната используются в фильтрах, осцилляторах и времязадающих цепях. Конденсаторы на основе полистирена и тантала используются также во времязадающих и разделительных цепях. Они считаются конденсаторами общего назначения.

Небольшие замечания и советы по работе с конденсаторами

Всегда нужно помнить, что рабочие напряжения конденсаторов следует уменьшать при возрастании температуры окружающей среды, а для обеспечения высокой надежности необходимо создавать большой запас по напряжению .

Если задано максимальное постоянное рабочее напряжение конденсатора, то это относится к максимальной температуре (при отсутствии дополнительных оговорок). Поэтому конденсаторы всегда работают с определенным запасом надежности. Тем не менее нужно обеспечивать их реальное рабочее напряжение на уровне 0,5-0,6 разрешенного значения.

Если для конденсатора оговорено предельное значение переменного напряжения, то это относится к частоте (50-60) Гц. Для более высоких частот или в случае импульсных сигналов следует дополнительно снижать рабочие напряжения во избежание перегрева приборов из-за потерь в диэлектрике.

Конденсаторы большой емкости с малыми токами утечки способны довольно долго сохранять накопленный заряд после выключения аппаратуры. Для обеспечения большей безопасности следует в цепь разряда подключить параллельно конденсатору резистор сопротивлением 1 МОм (0,5 Вт).

В высоковольтных цепях часто используется последовательное включение конденсаторов. Для выравнивания напряжений на них нужно параллельно каждому конденсатору подключить резистор сопротивлением от 220к0м до 1 МОм.

Рис. 1 Использование резисторов для выравнивания напряжений на конденсаторах

Керамические проходные конденсаторы могут работать на очень высоких частотах (свыше 30 МГц) . Их устанавливают непосредственно на корпусе прибора или на металлическом экране.

Неполярные электролитические конденсаторы имеют емкость от 1 до 100 мкФ и рассчитаны на 50 В. Кроме того, они дороже обычных (полярных) электролитических конденсаторов.

При выборе конденсатора фильтра источника электропитания следует обращать внимание на амплитуду импульса зарядного тока, который может значительно превосходить допустимое значение . Например, для конденсатора емкостью 10 000 мкФ эта амплитуда не превышает 5 А.

При использовании электролитического конденсатора в качестве разделительного необходимо правильно определить полярность его включения . Ток утечки этого конденсатора может влиять на режим усилительного каскада.

В большинстве случаев применения электролитические конденсаторы взаимозаменяемы . Следует лишь обращать внимание на значение их рабочего напряжения.

Вывод от внешнего слоя фольги полистиреновых конденсаторов часто помечается цветным штрихом. Его нужно присоединять к общей точке схемы.

Рис. 2 Эквивалентная схема электрического конденсатора на высокой частоте

Цветовая маркировка конденсаторов

На корпусе большинства конденсаторов написаны их номинальная емкость и рабочее напряжение. Однако встречается и цветовая маркировка.

Некоторые конденсаторы маркируют надписью в две строки. На первой строке указаны их емкость (пФ или мкФ) и точность (К = 10%, М – 20%). На второй строке приведены допустимое постоянное напряжение и код материала диэлектрика.

Монолитные керамические конденсаторы маркируются кодом, состоящим из трех цифр. Третья цифра показывает, сколько нулей нужно подписать к первым двум, чтобы получить емкость в пикофарадах.

(288 кб)

Пример. Что означает код 103 на конденсаторе? Код 103 означает, что нужно приписать три нуля к числу 10, тогда получится емкость конденсатора – 10 000 пФ.

Пример. Конденсатор маркирован 0,22/20 250. Это означает, что конденсатор имеет емкость 0,22 мкФ ± 20% и рассчитан на постоянное напряжение 250 В.

Конденсатор представляет собой устройство, способное накапливать электрические заряды. Простейшим конденсатором являются две металлические пластины (электроды), разделенные каким-либо диэлектриком. Конденсатор 2 можно зарядить, если соединить его электроды с источником 1 электрической энергии постоянного тока (рис. 181, а).

При заряде конденсатора свободные электроны, имеющиеся на одном из его электродов, устремляются к положительному полюсу источника, вследствие чего этот электрод становится положительно заряженным. Электроны с отрицательного полюса источника устремляются ко второму электроду и создают на нем избыток электронов, поэтому он становится отрицательно заряженным. В результате протекания зарядного тока i3 на обоих электродах конденсатора образуются равные, но противоположные по знаку заряды и между ними возникает электрическое поле, создающее между электродами конденсатора определенную разность потенциалов. Когда эта разность потенциалов станет равной напряжению источника тока, движение электронов в цепи конденсатора, т. е. прохождение по ней тока i3 прекращается. Этот момент соответствует окончанию процесса заряда конденсатора.

При отключении от источника (рис. 181,б) конденсатор способен длительное время сохранять накопленные электрические заряды. Заряженный конденсатор является источником электрической энергии, имеющим некоторую э. д. с. ес. Если соединить электроды заряженного конденсатора каким-либо проводником (рис. 181, в), то конденсатор начнет разряжаться. При этом по цепи пойдет ток iр разряда конденсатора. Начнет уменьшаться и разность потенциалов между электродами, т. е. конденсатор будет отдавать накопленную электрическую энергию во внешнюю цепь. В тот момент, когда количество свободных электронов на каждом электроде конденсатора станет одинаковым, электрическое поле между электродами исчезнет и ток станет равным нулю. Это означает, что произошел полный разряд конденсатора, т. е. он отдал накопленную им электрическую энергию.

Емкость конденсатора. Свойство конденсатора накапливать и удерживать электрические заряды характеризуется его емкостью. Чем больше емкость конденсатора, тем больше накопленный им заряд, так же как с увеличением вместимости сосуда или газового баллона увеличивается объем жидкости или газа в нем.

Емкость С конденсатора определяется как отношение заряда q, накопленного в конденсаторе, к разности потенциалов между его электродами (приложенному напряжению)U:

C = q / U (69)

Емкость конденсатора измеряется в фарадах (Ф). Емкостью в 1 Ф обладает конденсатор, у которого при сообщении заряда

в 1 Кл разность потенциалов возрастает на 1 В. В практике преимущественно пользуются более мелкими единицами: микрофарадой (1 мкФ=10 -6 Ф), пикофарадой (1 пФ = 10 -12 мкФ).

Емкость конденсатора зависит от формы и размеров его электродов, их взаимного расположения и свойств диэлектрика, разделяющего электроды. Различают плоские конденсаторы, электродами которых служат плоские параллельные пластины (рис. 182, а), и цилиндрические (рис. 182,б).

Свойствами конденсатора обладают не только специально изготовленные на заводе устройства, но и любые два проводника, разделенные диэлектриком. Емкость их оказывает существенное влияние на работу электротехнических установок при переменном токе. Например, конденсаторами с определенной емкостью являются два электрических провода, провод и земля (рис. 183, а), жилы электрического кабеля, жилы и металлическая оболочка кабеля (рис. 183,6).

Устройство конденсаторов и их применение в технике. В зависимости от применяемого диэлектрика конденсаторы бывают бумажными, слюдяными, воздушными (рис. 184). Используя в качестве диэлектрика вместо воздуха слюду, бумагу, керамику и другие материалы с высокой диэлектрической проницаемостью, удается при тех же размерах конденсатора увеличить в несколько раз его емкость. Для того чтобы увеличить площади электродов конденсатора, его делают обычно многослойным.

В электротехнических установках переменного тока обычно применяют силовые конденсаторы. В них электродами служат длинные полосы из алюминиевой, свинцовой или медной фольги, разделенные несколькими слоями специальной (конденсаторной) бумаги, пропитанной нефтяными маслами или синтетическими пропитывающими жидкостями. Ленты фольги 2 и бумаги 1 сматывают в рулоны (рис. 185), сушат, пропитывают парафином и помещают в виде одной или нескольких секций в металлический или картонный корпус. Необходимое рабочее напряжение конденсатора обеспечивается последовательным, параллельным или последовательно-параллельным соединениями отдельных секций.

Всякий конденсатор характеризуется не только значением емкости, но и значением напряжения, которое выдерживает его диэлектрик. При слишком больших напряжениях электроны диэлектрика отрываются от атомов, диэлектрик начинает проводить ток и металлические электроды конденсатора замыкаются накоротко (конденсатор пробивается). Напряжение, при котором это происходит, называют пробивным. Напряжение, при котором конденсатор может надежно работать неограниченно долгое время, называют рабочим. Оно в несколько раз меньше пробивного.

Конденсаторы широко применяют в системах энергоснабжения промышленных предприятий и электрифицированных железных дорог для улучшения использования электрической энергии при переменном токе. На э. п. с. и тепловозах конденсаторы используют для сглаживания пульсирующего тока, получаемого от выпрямителей и импульсных прерывателей, борьбы с искрением контактов электрических аппаратов и с радиопомехами, в системах управления полупроводниковыми преобразователями, а также для созда-

ния симметричного трехфазного напряжения, требуемого для питания электродвигателей вспомогательных машин. В радиотехнике конденсаторы служат для создания высокочастотных электромагнитных колебаний, разделения электрических цепей постоянного и переменного тока и др.

В цепях постоянного тока часто устанавливают электролитические конденсаторы. Их изготовляют из двух скатанных в рулон тонких алюминиевых лент 3 и 5 (рис. 185,б), между которыми проложена бумага 4, пропитанная специальным электролитом (раствор борной кислоты с аммиаком в глицерине). Алюминиевую ленту 3 покрывают тонкой пленкой окиси алюминия; эта пленка образует диэлектрик, обладающий высокой диэлектрической проницаемостью. Электродами конденсатора служат лента 3, покрытая окисной пленкой, и электролит; вторая лента 5 предназначена лишь для создания электрического контакта с электролитом. Конденсатор помещают в цилиндрический алюминиевый корпус.

При включении электролитического конденсатора в цепь постоянного тока необходимо строго соблюдать полярность его полюсов; электрод, покрытый окисной пленкой, должен быть соединен с положительным полюсом источника тока. При неправильном включении диэлектрик пробивается. По этой причине электролитические конденсаторы нельзя включать в цепи переменного тока. Их нельзя также использовать в устройствах, работающих при высоких напряжениях, так как окисная пленка имеет сравнительно небольшую электрическую прочность.

В радиотехнических устройствах применяют также конденсаторы переменной емкости (рис. 186). Такой конденсатор состоит из двух групп пластин: неподвижных 2 и подвижных 3, разделенных воздушными промежутками. Подвижные пластины могут перемещаться относительно неподвижных; при повороте оси 1 конденсатора изменяется площадь взаимного перекрытия пластин, а следовательно, и емкость конденсатора.

Способы соединения конденсаторов . Конденсаторы можно соединять последовательно и параллельно. При последовательном

соединении нескольких (например, трех), конденсаторов (рис. 187, а) эквивалентная емкость

1 /C эк = 1 /C 1 + 1 /C 2 + 1 /C 3

эквивалентное емкостное сопротивление

X C эк = X C 1 + X C 2 + X C 3

результирующее емкостное сопротивление

C эк = C 1 + C 2 + C 3

При параллельном соединении конденсаторов (рис. 187,б) их результирующая емкость

1 /X C эк = 1 /X C 1 + 1 /X C 2 + 1 /X C 3

Включение и отключение цепей постоянного тока с конденсатором. При подключении цепи R-C к источнику постоянного тока и при разряде конденсатора на резистор также возникает переходный процесс с апериодическим изменением тока i и напряжения u c При подключении к источнику постоянного тока цепи R-C выключателем В1 (рис. 188,а) происходит заряд конденсатора. В начальный момент зарядный ток I нач =U /R. Но по мере накопления зарядов на электродах конденсатора напряжение его и с будет возрастать, а ток уменьшаться (рис. 188,б). Если сопротивление R мало, то в начальный момент подключения конденсатора возникает большой екачок тока, значительно превышающий номинальный ток данной цепи. При разряде конденсатора на резистор R (размыкается выключатель В1 на рис. 189, а) напряжение на конденсаторе u с и ток i постепенно уменьшаются до нуля (рис. 189,б).

Скорость изменения тока i и напряжения ис при переходном процессе отделяется постоянной времени

Чем больше R и С, тем медленнее происходит заряд конденсатора.

Процессы заряда и разряда конденсатора широко используют в электронике и автоматике. С помощью их получают периодаческие несинусоидальные колебания, называемые релаксационными , и, в частности, пилообразное напряжение, необходимое для работы систем управления тиристорами, осциллографов и других устройств. Для получения пилообразного напряжения (рис. 190) периодически подключают конденсатор к источнику питания, а затем к разрядному резистору. Периоды Т 1 и T 2 , соответствующие заряду и разряду конденсатора, определяются постоянными времени цепей заряда Т 3 и разряда Т р, т. е. сопротивлениями резисторов, включенных в эти цепи.

Конденсаторы (от лат. condenso — уплотняю, сгущаю) — это радиоэлементы с сосредоточенной электрической емкостью, образуемой двумя или большим числом электродов (обкладок), разделенных диэлектриком (специальной тонкой бумагой, слюдой, керамикой и т. д.). Емкость конденсатора зависит от размеров (площади) обкладок, расстояния между ними и свойств диэлектрика.

Важным свойством конденсатора является то, что для переменного тока он представляет собой сопротивление, величина которого уменьшается с ростом частоты .

Основные единици измерения эмкости конденсаторов это: Фарад, микроФарад, наноФарад, пикофарад, обозначения на конденсаторах для которых выглядят соответственно как: Ф, мкФ, нФ, пФ.

Как и резисторы, конденсаторы разделяют на конденсаторы постоянной емкости, конденсаторы переменной емкости (КПЕ), подстроечные и саморегулирующиеся. Наиболее распространены конденсаторы постоянной емкости.

Их применяют в колебательных контурах, различных фильтрах, а также для разделения цепей постоянного и переменного токов и в качестве блокировочных элементов.

Конденсаторы постоянной емкости

Условное графическое обозначение конденсатора постоянной емкости —две параллельные липни — символизирует его основные части: две обкладки и диэлектрик между ними (рис. 1).

Рис. 1. Конденсаторы постоянной емкости и их обозначение.

Около обозначения конденсатора на схеме обычно указывают его номинальную емкость, а иногда и номинальное напряжение. Основная единица измерения емкости — фарад (Ф) — емкость такого уединенного проводника, потенциал которого возрастает на один вольт при увеличении заряда на один кулон.

Это очень большая величина, которая на практике не применяется. В радиотехнике используют конденсаторы емкостью от долей пикофарада (пФ) до десятков тысяч микрофарад (мкФ). Напомним, что 1 мкФ равен одной миллионной доле фарада, а 1 пФ — одной миллионной доле микрофарада или одной триллион-ной доле фарада.

Согласно ГОСТ 2.702—75 номинальную емкость от 0 до 9 999 пФ указывают на схемах в пикофарадах без обозначения единицы измерения, от 10 000 пФ до 9 999 мкФ — в микрофарадах с обозначением единицы измерения буквами мк (рис. 2).

Рис. 2. Обозначение единиц измерения для емкости конденсаторов на схемах.

Обозначение емкости на конденсаторах

Номинальную емкость и допускаемое отклонение от нее, а в некоторых случаях и номинальное напряжение указывают на корпусах конденсаторов.

В зависимости от их размеров номинальную емкость и допускаемое отклонение указывают в полной или сокращенной (кодированной) форме.

Полное обозначение емкости состоит из соответствующего числа и единицы измерения, причем, как и на схемах, емкость от 0 до 9 999 пФ указывают в пикофарадах (22 пФ, 3 300 пФ и т. д.), а от 0,01 до 9 999 мкФ —в микрофарадах (0,047 мкФ, 10 мкФ и т. д.).

В сокращенной маркировке единицы измерения емкости обозначают буквами П (пикофарад), М (микрофарад) и Н (нанофарад; 1 нано-фарад=1000 пФ = 0,001 мкФ).

При этом емкость от 0 до 100 пФ обозначают в пикофарадах , помещая букву П либо после числа (если оно целое), либо на месте запятой (4,7 пФ — 4П7; 8,2 пФ —8П2; 22 пФ — 22П; 91 пФ — 91П и т. д.).

Емкость от 100 пФ (0,1 нФ) до 0,1 мкФ (100 нФ) обозначают в нанофарадах , а от 0,1 мкФ и выше — в микрофарадах .

В этом случае, если емкость выражена в долях нанофарада или микрофарада, соответствующую единицу измерения помещают на месте нуля и запятой (180 пФ=0,18 нФ—Н18; 470 пФ=0,47 нФ —Н47; 0,33 мкФ —МЗЗ; 0,5 мкФ —МбО и т. д.), а если число состоит из целой части и дроби — на месте запятой (1500 пФ= 1,5 нФ — 1Н5; 6,8 мкФ — 6М8 и т. д.).

Емкости конденсаторов, выраженные целым числом соответствующих единиц измерения, указывают обычным способом (0,01 мкФ —10Н, 20 мкФ — 20М, 100 мкФ — 100М и т. д.). Для указания допускаемого отклонения емкости от номинального значения используют те же кодированные обозначения, что и для резисторов.

Особенности и требования к конденсаторам

В зависимости от того, в какой цепи используют конденсаторы, к ним предъявляют и разные требования . Так, конденсатор, работающий в колебательном контуре, должен иметь малые потери на рабочей частоте, высокую стабильность емкости во времени и при изменении температуры, влажности, давления и т. д.

Потери в конденсаторах , определяемые в основном потерями в диэлектрике, возрастают при повышении температуры, влажности и частоты. Наименьшими потерями обладают конденсаторы с диэлектриком из высокочастотной керамики, со слюдяными и пленочными диэлектриками, наибольшими — конденсаторы с бумажным диэлектриком и из сегнетокерамики.

Это обстоятельство необходимо учитывать при замене конденсаторов в радиоаппаратуре. Изменение емкости конденсатора под воздействием окружающей среды (в основном, ее температуры) происходит из-за изменения размеров обкладок, зазоров между ними и свойств диэлектрика.

В зависимости от конструкции и примененного диэлектрика конденсаторы характеризуются различным температурным коэффициентом емкости (ТКЕ), который показывает относительное изменение емкости при изменении температуры на один градус; ТКЕ может быть положительным и отрицательным. По значению и знаку этого параметра конденсаторы разделяются на группы, которым присвоены соответствующие буквенные обозначения и цвет окраски корпуса.

Для сохранения настройки колебательных контуров при работе в широком интервале температур часто используют последовательное и параллельное соединение конденсаторов, у которых ТКЕ имеют разные знаки. Благодаря этому при изменении температуры частота настройки такого термокомпенсированного контура остается практически неизменной.

Как и любые проводники, конденсаторы обладают некоторой индуктивностью . Она тем больше, чем длиннее и тоньше выводы конденсатора, чем больше размеры его обкладок и внутренних соединительных проводников.

Наибольшей индуктивностью обладают бумажные конденсаторы , у которых обкладки выполнены в виде длинных лент из фольги, свернутых вместе с диэлектриком в рулон круглой или иной формы. Если не принято специальных мер, такие конденсаторы плохо работают на частотах выше нескольких мегагерц.

Поэтому на практике для обеспечения работы блокировочного конденсатора в широком диапазоне частот параллельно бумажному подключают керамический или слюдяной конденсатор небольшой емкости.

Однако существуют бумажные конденсаторы и с малой собственной индуктивностью. В них полосы фольги соединены с выводами не в одном, а во многих местах. Достигается это либо полосками фольги, вкладываемыми в рулон при намотке, либо смещением полос (обкладок) к противоположным концам рулона и пропайкой их (рис. 1).

Проходные и опорные конденсаторы

Для защиты от помех, которые могут проникнуть в прибор через цепи питания и наоборот, а также для различных блокировок используют так называемые проходные конденсаторы . Такой конденсатор имеет три вывода, два из которых представляют собой сплошной токонесущий стержень, проходящий через корпус конденсатора.

К этому стержню присоединена одна из обкладок конденсатора. Третьим выводом является металлический корпус, с которым соединена вторая обкладка. Корпус проходного конденсатора закрепляют непосредственно на шасси или экране, а токоподводящий провод (цепь питания) припаивают к его среднему выводу.

Благодаря такой конструкции токи высокой частоты замыкаются на шасси или экран устройства, в то время как постоянные токи проходят беспрепятственно.

На высоких частотах применяют керамические проходные конденсаторы , в которых роль одной из обкладок играет сам центральный проводник, а другой — слой металлизации, нанесенный на керамическую трубку. Эти особенности конструкции отражает и условное графическое обозначение проходного конденсатора (рис. 3).

Рис. 3. Внешний вид и изображение на схемах проходных и опорных конденсаторов.

Наружную обкладку обозначают либо в виде короткой дуги (а), либо в виде одного (б) или двух (в) отрезков прямых линий с выводами от середины. Последнее обозначение используют при изображении проходного конденсатора в стенке экрана.

С той же целью, что и проходные, применяют опорные конденсаторы , представляющие собой своего рода монтажные стойки, устанавливаемые на металлическом шасси. Обкладку, соединяемую с ним, выделяют в обозначении такого конденсатора тремя наклонными линиями, символизирующими «заземление» (рис. 3,г).

Оксидные конденсаторы

Для работы в диапазоне звуковых частот, а также для фильтрации выпрямленных напряжений питания необходимы конденсаторы, емкость которых измеряется десятками, сотнями и даже тысячами микрофарад.

Такую емкость при достаточно малых размерах имеют оксидные конденсаторы (старое название — электролитические ). В них роль одной обкладки (анода) играет алюминиевый или танталовый электрод, роль диэлектрика — тонкий оксидный слой, нанесенный на него, а роль другой сбкладки (катода) — специальный электролит, выводом которого часто служит металлический корпус конденсатора.

В отличие от других большинство типов оксидных конденсаторов полярны , т. е. требуют для нормальной работы поляризующего напряжения. Это значит, что включать их можно только в цепи постоянного или пульсирующего напряжения и только в той полярности (катод — к минусу, анод — к плюсу), которая указана на корпусе.

Невыполнение этого условия приводит к выходу конденсатора из строя, что иногда сопровождается взрывом!

Полярность включения оксидного конденсатора показывают на схемах знаком «+», изображаемым у той обкладки, которая символизирует анод (рис. 4,а).

Это Общее обозначение поляризованного конденсатора. Наряду с ним специально для оксидных конденсаторов ГОСТ 2.728—74 установил символ, в котором Положительная обкладка изображается узким прямоугольником (рис. 4,6), причем знак?+» в этом случае можно не указывать.

Рис. 4. Оксидные конденсаторы и их обозначение на принципиальных схемах.

В схемах радиоэлектронных приборов иногда можно встретить обозначение оксидного конденсатора в виде двух узких прямоугольников (рис. 4,в).Это символ неполярного оксидного конденсатора, который может работать в цепях переменного тока (т. е. без поляризующего напряжения).

Оксидные конденсаторы очень чувствительны к перенапряжениям, поэтому на схемах часто указывают не только их номинальную емкость, но и номинальное напряжение.

С целью уменьшения размеров в один корпус иногда заключают два конденсатора, но выводов делают только три (один — общий). Условное обозначение сдвоенного конденсатора наглядно передает эту идею (рис. 4,г).

Конденсаторы переменной емкости (КПЕ)

Конденсатор переменной емкости состоит из двух групп металлических пластин, одна из которых может плавно перемещаться по отношению к другой. При этом движении пластины подвижной части (ротора) обычно вводятся в зазоры между пластинами неподвижной части (статора), в результате чего площадь перекрытия одних пластин другими, а следовательно, и емкость изменяются.

Диэлектриком в КПЕ чаще всего служит воздух. В малогабаритной аппаратуре, например в транзисторных карманных приемниках, широкое применение нашли КПЕ с твердым диэлектриком, в качестве которого используют пленки из износостойких высокочастотных диэлектриков (фторопласта, полиэтилена и т. п.).

Параметры КПЕ с твердым диэлектриком несколько хуже, но зато они значительно дешевле в производстве и размеры их намного меньше, чем КПБ с воздушным диэлектриком.

С условным обозначением КПЕ мы уже встречались — это символ конденсатора постоянной емкости, перечеркнутый знаком регулирования. Однако из этого обозначения не видно, какая из обкладок символизирует ротор, а какая — статор. Чтобы показать это на схеме, ротор изображают в виде дуги (рис. 5).

Рис. 5. Обозначение конденсаторов переменной емкости.

Основными параметрами КПЕ, позволяющими оценить его возможности при работе в колебательном контуре, являются минимальная и максимальная емкость, которые, как правило, указывают на схеме рядом с символом КПЕ.

В большинстве радиоприемников и радиопередатчиков для одновременной настройки нескольких колебательных контуров применяют блоки КПЕ, состоящие из двух, трех и более секций.

Роторы в таких блоках закреплены на одном общем валу, вращая который можно одновременно изменять емкость всех секцйй. Крайние пластины роторов часто делают разрезными (по радиусу). Это позволяет еще на заводе отрегулировать блок так, чтобы емкости всех секций были одинаковыми в любом положении ротора.

Конденсаторы, входящие в блок КПЕ, на схемах изображают каждый в отдельности. Чтобы показать, что они объединены в блок, т. е. управляются одной общей ручкой, стрелки, обозначающие регулирование, соединяют штриховой линией механической связи, как показано на рис. 6.

Рис. 6. Обозначение сдвоенных конденсаторов переменной емкости.

При изображении КПЕ блока в разных, далеко отстоящих одна от другой частях схемы механическую связь не показывают, ограничиваясь тЬлько соответствующей нумерацией секций в позиционном обозначении (рис. 6, секции С 1.1, С 1.2 и С 1.3).

В измерительной аппаратуре, например в плечах емкостных мостов, находят применение так называемые дифференциальные конденсаторы (от лат. differentia — различие).

У них две группы статорных и одна — роторных пластин, расположенные так, что когда роторные пластины выходят из зазоров между пластинами одной группы статора, они в то же время входят между пластинами другой.

При этом емкость между пластинами первого статора и пластинами ротора уменьшается, а между пластинами ротора и второго статора увеличивается. Суммарная же емкость между ротором и обоими статорами остается неизменной. Такие “конденсаторы изображают на схемах, как показано на рис 7.

Рис. 7. Дифференциальные конденсаторы и их обозначение на схемах.

Подстроечные конденсаторы . Для установки начальной емкости колебательного контура, определяющей максимальную частоту его настройки, применяют подстроечные конденсаторы, емкость которых можно изменять от единиц пикофарад до нескольких десятков пикофарад (иногда и более).

Основное требование к ним — плавность изменения емкости и надежность фиксации ротора в установленном при настройке положении. Оси подстроечных конденсаторов (обычно короткие) имеют шлиц, поэтому регулирование их емкости возможно только с применением инструмента (отвертки). В радиовещательной аппаратуре наиболее широко применяют конденсаторы с твердым диэлектриком.

Рис. 8. Подстроечные конденсаторы и их обозначение.

Конструкция керамического подстроечного конденсатора (КПК) одного из наиболее распространенных типов показана на рис. 8,а. Он состоит из керамического основания (статора) и подвижно закрепленного на нем керамического диска (ротора).

Обкладки конденсатора—тонкие слои серебра — нанесены методом вжигания на статор и наружную сторону ротора. Емкость изменяют вращением ротора. В простейшей аппаратуре применяют иногда проволочные подстроечные конденсаторы.

Такой элемент состоит из отрезка медной проволоки диаметром 1 … 2 и длиной 15 … 20 мм, на который плотно, виток к витку, намотан изолированный провод диаметром-0,2… 0,3 мм (рис. 8,б). Емкость изменяют отматыванием провода, а чтобы обмотка не сползла, ее пропитывают каким-либо изоляционным составом (лаком, кЛеем и т. п.).

Подстроечные конденсаторы обозначают на схемах основным символом, перечеркнутым знаком подстроечного регулирования (рис. 8,в).

Саморегулируемые конденсаторы

Используя в качестве диэлектрика специальную керамику, диэлектрическая проницаемость которой сильно зависит от напряженности электрического поля, можно получить конденсатор, емкость которого зависит от напряжения на его обкладках.

Такие конденсаторы получили название варикондов (от английских слов vari (able) — переменный и cond(enser) —конденсатор). При изменении напряжения от нескольких вольт до номинального емкость вариконда изменяется в 3—6 раз.

Рис. 9. Вариконд и его обозначение на схемах.

Вариконды можно использовать в различных устройствах автоматики, в генераторах качающейся частоты, модуляторах, для электрической настройки колебательных контуров и т. д.

Условное обозначение вариконда — символ конденсатора со знаком нелинейного саморегулирования и латинской буквой U (рис. 9,а).

Аналогично построено обозначение термоконденсаторов, применяемых в электронных наручных часах. Фактор, изменяющий емкость такого конденсатора—температуру среды — обозначают символом t°(pис. 9, б). Вместе с тем что такое конденсатор часто ищут

Литература: В.В. Фролов, Язык радиосхем, Москва, 1998.

Конденсатор – устройство, способное накапливать электрический заряд. В зависимости от назначения и конструкции конденсаторы делятся на ряд видов.В статье рассмотрим основные электрические параметры конденсаторов.

Электрические параметры конденсаторов

Основные характеристики и единицы их измерения приведены в таблице

Фарада – физическая величина, названная в честь английского физика Майкла Фарадея. Она слишком велика для использования в электротехнике. На практике емкость измеряют в микрофарадах (1мкФ = 10 -6 Ф), нанофарадах (1нФ = 10 -9 Ф) или пикофарадах (1пФ=10 -12 Ф)

При нанесении величины емкости на корпус конденсатора для обозначения «нФ» дополнительно используют символы «nF», «пФ» — «рФ», а микрофараду обозначают сокращением «мкФ» или «μФ».

Емкость конденсаторов не может принимать произвольные значения. Они унифицированы и выбираются из стандартных рядов емкостей.

Допустимое отклонение емкости указывает, с какой точностью изготовлен конденсатор. Она указывает, в каком допустимом диапазоне может находиться величина емкости в процентах от номинала. Для измерительных устройств этот параметр выбирается как можно меньшим.

Номинальное напряжение – это напряжение, которое выдерживают обкладки конденсатора длительное время. При превышении этого параметра конденсатор выйдет из строя. Для переменного тока руководствуются не действующим, а амплитудным значением напряжения. Например, при выборе конденсатора для пуска электродвигателя на номинальное напряжение 380 В нужно использовать конденсатор на рабочее напряжение U>380∙√2=537, то есть, на 600 В.

Температурная стабильность характеризует диапазон, в котором изменяется емкость при изменении температуры окружающей среды. Для устройств, сохраняющих работоспособность в широком диапазоне температур, значение этого параметра выбирается более низким.

Конструктивные исполнения конденсаторов

Конденсаторы, емкость которых не может изменяться, называются конденсаторами постоянной емкости .

Но в некоторых цепях для обеспечения возможности регулировки работы схемы и установки точных параметров ее работы применяются подстроечные конденсаторы . Емкость их изменяется при помощи отвертки.

В отличие от них конденсаторы переменной емкости применяются для выполнения пользовательских регулировок, например, для настройки радиоприемника на нужную волну.

Существуют конденсаторы специального назначения. Например, конденсаторы для защиты от радиопомех и сглаживающих фильтров, располагающихся парами в одном корпусе.

Отдельно выделяются конденсаторы для поверхностного монтажа или . Они технологичны для монтажа на автоматических конвейерных линиях, а размеры позволяют минимизировать габаритные размеры устройств.

Классификация конденсаторов по виду диэлектрика

Воздух в качестве диэлектрика использовался только для конденсаторов переменной емкости старого образца. Чем меньше материал между обкладками конденсатора проводит электрический ток, тем меньших размеров может быть изготовлен этот элемент на то же рабочее напряжение. При использовании определенных материалов можно получить конденсаторы с необходимыми свойствами.

В зависимости от материала диэлектрика между обкладками выпускаются конденсаторы:

Из всего этого перечня самыми распространенными в электротехнике являются бумажные и металлобумажные конденсаторы, использующиеся для схем запуска однофазных двигателей и для компенсации реактивной мощности. Всем известны электролитические конденсаторы, используемые в выпрямителях для сглаживающих фильтров. Их главная особенность – невозможность работы на переменном токе.

При ошибках в полярности подключения электролитических конденсаторов они выходят из строя, иногда – со взрывом. То же произойдет при превышении номинального напряжения электролитического и металлобумажного конденсатора, так как они выпускаются в герметичных корпусах.

Условные обозначения конденсаторов



Подстроечный конденсатор
Электролитический конденсатор
Два конденсатора в общей обкладкой в одном корпусе

В магазинах электротехники конденсаторы чаще всего можно увидеть в виде цилиндра, внутри которого располагается множество лент из пластин и диэлектриков.

Конденсатор – что такое?

Конденсатор – это часть электрической цепи, состоящей из 2 электродов, которые способны накапливать, сосредотачивать или передавать ток другим устройствам. Конструктивно электроды представляют собой обкладки конденсатора, у которых заряды противоположны. Для того чтобы устройство работало, между пластинами размещен диэлектрик – элемент, не позволяющий двум пластинам соприкоснуться друг с другом.

Определение конденсатора произошло от латинского слова «condenso», что обозначает уплотнение, сосредоточение.

Элементы для пайки емкостей служат для транспортировки, измерения, перенаправления и передачи электроэнергии и сигналов.

Где применяются конденсаторы

Каждый начинающий радиолюбитель часто задается вопросом: для чего нужен конденсатор? Новички не понимают, зачем он нужен, и ошибочно считают, что он может полноценно заменить батарейку или блок питания.

В комплектацию всех радиоустройств входят конденсаторы, транзисторы и резисторы. Данные элементы составляют кастет платы или целый модуль в схемах со статичными значениями, что делает его базой для любого электроприбора, начиная от небольшого утюга и заканчивая промышленными приборами.

Применение конденсаторов чаще всего наблюдается в качестве:

Фильтрующего элемента для ВЧ и НЧ помех;
Нивелира резких скачков переменного тока, а так для статики и напряжения на конденсаторе;
Выравнивателя пульсаций напряжения.

Назначение конденсатора и его функции определяются целями использования:

Общего назначения. Это конденсатор, в конструкции которого присутствуют только низковольтные элементы, расположенные на небольших платах, например, таких приборах, как телевизионный пульт, радио, чайник и т.д.;
Высоковольтные. Конденсатор в цепи постоянного тока поддерживает производственные и технические системы, находящиеся под высоким напряжением;
Импульсные. Емкостный формирует резкий скачок напряжения и подает его на принимающую панель устройства;
Пусковые. Используются для пайки в тех устройствах, которые предназначены для запуска, включения/выключения приборов, например, пульт или блок управления;
Помехоподавляющие. Конденсатор в цепи переменного тока используется в спутниковом, телевизионном и военном оборудовании.

Типы конденсаторов

Устройство конденсатора определятся видом диэлектрика. Он бывает следующих типов:

Жидкий. Диэлектрик в жидком виде встречается нечасто, в основном, такой вид используется в промышленности или для радиоустройств;
Вакуумный. Диэлектрик в конденсаторе отсутствует, а вместо него расположены пластины в герметичном корпусе;
Газообразный. Основан на взаимодействии химических реакций и применяется для производства холодильного оборудования, производственных линий и установок;
Электролитический конденсатор. Принцип основан на взаимодействии металлического анода и электрода (катода). Оксидный слой анода является полупроводниковой частью, вследствие чего такой вид элемента схемы считается наиболее производительным;
Органический. Диэлектрик может быть бумажным, пленочным и т.д. Он не способен накапливать, а только лишь слегка нивелировать скачки напряжения;
Комбинированный. Сюда относятся металло-бумажные, бумажно-пленочные и т.д. Коэффициент полезного действия увеличивается, если в состав диэлектрика входит металлическая составляющая;
Неорганический. Выделяют наиболее распространенные: стеклянный и керамический. Их использование обуславливается долговечностью и прочностью;
Комбинированный неорганический. Стекло-пленочный, а также стекло-эмалевый, которые выделяются отличными нивелирующими свойствами.

Виды конденсаторов

Элементы радиоплаты различаются по типу изменения емкости:

Постоянные. Элементы поддерживают постоянную емкость напряжения до конца всего срока годности. Данный вид наиболее распространенный и универсальный, так как он подходит для того, чтобы сделать любой тип устройств;
Переменные. Обладают способностью к перемене объема емкости при использовании реостата, варикапы или при изменении температурного режима. Механический метод с помощью реостата предполагает впайку дополнительного элемента на плату, в то время как при использовании вариконды изменяется лишь объем поступающего напряжения;
Подстроечные. Являются наиболее гибким видом конденсатора, с помощью которого можно максимально быстро и эффективно увеличить пропускную способность системы при минимальных реконструкциях.

Принцип работы конденсатора

Рассмотрим, как работает конденсатор при подключении к источнику питания:

Накопление заряда. При подключении к сети ток направляется на электролиты;
Заряженные частицы распределяются на пластину, согласно своему заряду: отрицательные – на электроны, а положительные – на ионы;
Диэлектрик служит преградой между двумя пластинами и не дает частицам смешиваться.

Определение емкости конденсатора проводится путем расчета отношения заряда одного проводника к его потенциальной мощности.

Важно! Диэлектрик также способен снимать образовавшееся напряжение на конденсаторе в процессе работы устройства.

Характеристики конденсатора

Характеристики условно делятся на пункты:

Величина отклонения. В обязательном порядке каждый конденсатор перед тем, как попасть в магазин, проходит ряд тестов на производственной линии. После проведения испытаний каждой модели производитель указывает диапазон допустимых отклонений от исходного значения;
Величина напряжения. В основном используются элементы напряжением 12 или 220 Вольт, но также существуют и на 5, 50, 110, 380, 660, 1000 и более Вольт. Для того чтобы избежать перегорания конденсатора, пробоя диэлектрика, лучше всего приобретать элемент с запасом напряжения;
Допустимая температура. Данный параметр очень важен для мелких устройств, работающих от сети 220 Вольт. Как правило, чем больше напряжение, тем выше уровень допустимой температуры для работы. Температурные параметры измеряются с помощью электронного термометра;
Наличие постоянного или переменного тока. Пожалуй, один из важнейших параметров, так как от него полностью зависит производительность проектируемого оборудования;
Количество фаз. В зависимости от сложности устройства, можно использовать однофазные или трехфазные конденсаторы. Для подключения элемента напрямую достаточно однофазного, а если плата представляет собой «город», то рекомендуется использовать трехфазный, так как он более плавно распределяет нагрузку.

От чего зависит емкость

Емкость конденсатора зависит от типа диэлектрика и указывается на корпусе, измеряется в мкФ или uF. Варьируется в диапазоне от 0 до 9 999 пФ в пикофарадах, тогда как в микрофарадах – от 10 000 пФ до 9 999 мкФ. Эти характеристики прописаны в государственном стандарте ГОСТ 2.702.

Обратите внимание! Чем больше емкость электролитов, тем больше время зарядки, и тем больше заряда устройство сможет передать.

Чем больше величина нагрузки или мощность прибора, тем короче время разряда. При этом сопротивление играет немаловажную роль, так как от него зависит количество исходящего электропотока.

Главной частью конденсатора является диэлектрик. Он обладает следующим рядом характеристик, влияющих на мощность оборудования:

Сопротивление изоляции. Сюда относится как внутренняя, так и внешняя изоляция, сделанная из полимеров;
Максимальное напряжение. Диэлектрик определяет, какое напряжение конденсатор способен накапливать или передавать;
Величина потерь энергии. Зависит от конфигурации диэлектрика и его характеристик. Как правило, энергия рассеивается постепенно или резкими импульсами;
Уровень емкости. Для того чтобы конденсатор мог сохранять небольшое количество энергии непродолжительное время, необходимо, чтобы он поддерживал постоянный объем емкости. Чаще всего, он выходит из строя именно по причине невозможности пропускать заданный объем напряжения;

Полезно знать! Аббревиатура «АС», расположенная на корпусе элемента, обозначает переменное напряжение. Накопленное напряжение на конденсаторе невозможно использовать или передавать – его необходимо гасить.

Свойства конденсатора

Конденсатор выступает в роли:

Индуктивной катушки. Рассмотрим на примере обычной лампочки: она загорится, только если подключить ее напрямую к источнику переменного тока. Отсюда вытекает правило, что чем больше емкость, тем мощнее будет световой поток лампочки;
Накопителя заряда. Свойства позволяют ему быстро заряжаться и разряжаться, тем самым создавая сильнейший импульс с малым сопротивлением. Применяется для производства различных видов ускорителей, лазерных установок, электровспышек и т.д.;
Аккумулятора полученного заряда. Мощный элемент способен продолжительное время сохранять полученную порцию тока, при этом он может служить адаптером для других устройств. По сравнению с аккумуляторной батареей, конденсатор теряет часть заряда по истечению времени, а также не способен вместить большой объем электричества, например, для промышленных масштабов;
Зарядки электродвигателя. Подключение осуществляется через третий вывод (рабочее напряжение конденсатора на 380 или 220 Вольт). Благодаря новой технологии, стало возможным использование трехфазного двигателя (с поворотом фазы на 90 градусов), при использовании стандартной сети;
Устройства-компенсатора. Используется в промышленности для стабилизации реактивной энергии: часть поступающей мощности растворяется и на выходе из конденсатора корректируется под определенный объем.

Видео

Неполяризованный конденсатор

: типы и функции

Неполяризованный конденсатор – Одной из нескольких моделей конденсаторов является неполяризованный конденсатор. Конденсаторы можно разделить на два типа в зависимости от их полярности: неполяризованные конденсаторы и поляризованные конденсаторы. И вот что мы обсудим в этой статье: каково определение неполяризованного конденсатора? Какая у этого цель? Как выбрать неполяризованные конденсаторы? Чем поляризованные конденсаторы отличаются от неполяризованных конденсаторов? Давай посмотрим.

Что такое неполяризованный конденсатор?

Конденсаторы, не имеющие ни положительной, ни отрицательной полярности, называются неполяризованными конденсаторами. Два электрода неполяризованных конденсаторов могут быть включены в цепь произвольно и не протекают. Обычно они встречаются в цепях связи, развязки, компенсации, обратной связи и колебания.

Неполяризованные конденсаторы (Ссылка: apogeeweb.net )

В идеальном конденсаторе нет полярности.Однако на самом деле для достижения большой емкости используются уникальные материалы и конструкции, в результате чего фактические конденсаторы имеют умеренную поляризацию. Алюминиевые электролитические конденсаторы и танталовые электролитические конденсаторы являются примерами поляризованных конденсаторов. Электролитические конденсаторы в целом имеют большую емкость. Изготовить неполяризованный конденсатор большой емкости сложно, так как требуемый объем огромен. Вот почему настоящая схема содержит так много поляризованных конденсаторов.Поляризованные конденсаторы могут быть полезны в этой схеме, потому что напряжение только в одну сторону, а размер минимален.

Чтобы избежать недостатков и воспользоваться преимуществами, мы используем поляризованные конденсаторы. Вот как мы можем это интерпретировать: поляризованный конденсатор – это конденсатор, который может использоваться только в одном направлении напряжения. Оба направления напряжения могут использоваться с неполяризованными конденсаторами. В результате неполяризованные конденсаторы превосходят поляризованные конденсаторы с точки зрения направления напряжения.Неполяризованные конденсаторы могут полностью заменить поляризованные конденсаторы при соблюдении емкости, рабочего напряжения, объема и других характеристик.

Принцип работы неполяризованного конденсатора

Неполяризованные конденсаторы используются в цепях чистого переменного тока, а также могут использоваться для фильтрации высоких частот из-за их небольшой емкости. Чтобы продемонстрировать, как можно использовать конденсатор, рассмотрим следующий сценарий:

В этом случае в основном используется RC-искровая цепь.Когда антенна принимает радио- или телевизионную программу, когда люминесцентная лампа включена, а люминесцентная лампа мигает, вы услышите беспорядочный звук из динамика радио или телевизора. Высокочастотные помехи, создаваемые электрическими искрами, вызывают появление множества блестящих линий и ярких пятен на экране телевизора.

При разрыве цепей на основе индуктивности между контактами возникает искра. Выключатель S резко выключается, и ток быстро исчезает, как показано в схеме слева на следующем рисунке.Из-за значительного изменения тока на обоих концах катушки образуется большая самоиндукция. Эта электродвижущая сила может препятствовать изменению тока, и она имеет то же направление, что и приложенное напряжение. Когда они накладываются друг на друга, напряжение U1 на переключателе становится чрезвычайно высоким, а когда напряжение превышает определенный порог, «резкое» напряжение разрывает воздух и вызывает электрическую искру.

Искра может вызвать абляцию и окисление контактов, что приведет к выходу из строя.В результате очень важно избавиться от искры между контактами. Когда цепь выключена, до тех пор, пока ток управляющей катушки не падает слишком низко, напряжение на двух концах катушки не будет слишком высоким, и искра не возникнет. RC-цепочка искрогасителя подключается на обоих концах индуктора, как показано на схеме справа. i1 будет заряжать конденсатор при резком выключении переключателя. Цепь

с цепью индуктивности и искроопоглощения (Ссылка: apogeeweb.net )

Типы неполяризованных конденсаторов

Электронные устройства с двумя проводящими поверхностями (пластинами), разделенными изолятором, называются конденсаторами (диэлектриком). У них есть способность мгновенно накапливать электрический заряд. Электролитический конденсатор – единственная форма конденсатора, которая поляризована (работает по-разному в зависимости от того, в каком направлении течет ток). Хотя электролитические конденсаторы обладают большей емкостью, для большинства применений рекомендуются неполяризованные конденсаторы.Они менее дорогие, их можно использовать в любом направлении и они имеют более длительный срок службы.

[/ su_box]

Керамические конденсаторы

Наиболее распространенным типом неполяризованных конденсаторов является керамический конденсатор. Это проверенная временем технология, которая также является самым дешевым типом конденсаторов. Самый старый стиль (с 1930-х годов) – дискообразный, современные – блочные. Они хорошо работают в радиочастотных цепях, а последние варианты также могут использоваться в микроволновых приложениях.Их размер колеблется от 10 пикофарад до 1 мкФ. Они имеют некоторую утечку диэлектрика, а их функции и температурная стабильность различаются в зависимости от производителя.

Полиэфирные конденсаторы

Майларовые конденсаторы – это еще одно название полиэфирных конденсаторов. Они недорогие, точные (имеют точный номинал, указанный на них) и герметичны. Они работают в диапазоне от 0,001 до 50 мкФ и используются, когда точность и стабильность не так важны.

Полистирольные конденсаторы

Конденсаторы из поликарбоната

Конденсаторы из поликарбоната имеют высокую цену и превосходное качество, отличаются превосходной точностью и малой утечкой.К сожалению, они были прекращены, и сейчас их трудно найти. В диапазоне от 100 пикофарад до 20 микрофарад они хорошо работают в суровых и высокотемпературных условиях.

Полипропиленовые конденсаторы

Полипропиленовые конденсаторы в диапазоне от 100 пикофарад до 50 микрофарад – дорогие и высокопроизводительные конденсаторы. Они чрезвычайно точны, стабильны во времени и имеют очень небольшую утечку.

Конденсаторы тефлоновые

Эти конденсаторы являются самыми надежными на рынке.Они невероятно точны и почти не имеют утечек. Обычно они считаются лучшими универсальными конденсаторами на рынке. Стоит отметить, что они одинаково реагируют на самые разные частоты. Они работают в диапазоне от 100 пикофарад до 1 мкФ.

Стеклянные конденсаторы

Стеклянные конденсаторы чрезвычайно долговечны и являются предпочтительным выбором в экстремальных условиях. Они работают в диапазоне от 10 до 1000 пикофарад и надежны.К сожалению, это самый дорогой конденсатор.

Разница между неполяризованными конденсаторами и поляризованными конденсаторами

Принципы поляризованных и неполяризованных конденсаторов одинаковы: они выделяют и накапливают заряды; напряжение на пластине (электродвижущая сила накопления заряда здесь называется напряжением) не может резко измениться.

Различная среда, производительность, емкость и структура приводят к разным средам и видам использования.С развитием науки и технологий, а также с открытием новых материалов появятся более мощные и разнообразные конденсаторы.

Разница в диэлектрике

В большинстве конденсаторов полярности в качестве диэлектрика используются электролиты, что приводит к более высокой емкости, чем у обычных конденсаторов того же объема. Кроме того, емкость поляризованных конденсаторов, изготовленных из различных материалов и технологий электролита, будет варьироваться.

Напряжение, с другой стороны, в основном определяется материалом диэлектрика.Использование поляризованных и неполяризованных конденсаторов определяется тем, является ли природа диэлектрика обратимой, и существует множество неполяризованных материалов, включая наиболее широко используемые пленки оксида металла и полиэфир.

Неполяризованный конденсатор и поляризованный конденсатор (Ссылка: apogeeweb.net )

Разница в производительности

Требование использования – производительность и максимизация спроса. Боюсь, что внутри корпуса можно установить только блок питания, если в блоке питания телевизора используется металлооксидный пленочный конденсатор в качестве фильтра и если емкость и выдерживаемое напряжение необходимы для соответствия фильтру.

В результате в фильтре можно использовать только поляризованный конденсатор, а полярность емкости необратима. Электролитический конденсатор, который обеспечивает связь, развязку, фильтрацию источника питания и другие функции, обычно имеет более 1 МПа. Неполяризованные конденсаторы используются в резонансах, связях, выборе частоты, ограничении тока и других приложениях. Также доступны неполяризованные конденсаторы большой емкости и высокого напряжения, которые обычно используются для компенсации реактивной мощности, фазового сдвига двигателя, фазового сдвига мощности с преобразованием частоты и других приложений.Неполяризованные конденсаторы бывают разных форм и размеров.

Различие в емкости и структуре

Как было сказано ранее, конденсаторы одного объема имеют разную емкость при изменении диэлектрика.

Кроме того, в принципе, в окружающей среде можно использовать любой конденсатор любой формы без учета точечного разряда. Круглые электролитические конденсаторы являются наиболее распространенными, а квадратные электролитические конденсаторы встречаются редко.Конденсаторы бывают разных форм, включая трубчатые, деформированные прямоугольные, листовые, квадратные, круглые, комбинированные квадратные или круглые и т. Д., В зависимости от использования. Конечно, в устройствах высокой и промежуточной частоты есть также невидимые конденсаторы, называемые рассеянными конденсаторами, которые нельзя упускать из виду.

Различия в использовании в различных средах

Емкость полярных конденсаторов может быть относительно большой из-за внутреннего материала и конструкции.Однако из-за плохих высокочастотных свойств они лучше всего подходят для силовых фильтров и других приложений. Существуют также танталовые поляризованные конденсаторы для электролиза с хорошими высокочастотными свойствами, хотя они относительно дороги.

Эти неполяризованные конденсаторы, в том числе керамические конденсаторы, монолитные конденсаторы, полиэтиленовые (CBB) конденсаторы и другие, компактные по размеру, невысокой цене и обладают хорошими высокочастотными характеристиками, но не подходят для большой емкости. .В схемах высокочастотной фильтрации и генерации обычно используются керамические конденсаторы.

Различные типы конденсаторов (Ссылка: eeweb.com )

Мезон в магнитных диэлектрических конденсаторах является керамическим, а электрод представляет собой слой серебра на поверхности. Магнитные диэлектрические конденсаторы идеально подходят для высокочастотных и высоковольтных цепей из-за их стабильной работы и низкой утечки.

Материалы с большой диэлектрической проницаемостью (такие как сегнетоэлектрическая керамика и электролиты) идеально подходят для конденсаторов с большой емкостью и компактным объемом, но с высокими потерями.Керамика и другие материалы с низкой диэлектрической проницаемостью имеют минимальные потери и подходят для высокочастотных приложений.

Часто задаваемые вопросы

В чем разница между поляризованными и неполяризованными конденсаторами?

Неполяризованный («неполярный») конденсатор – это конденсатор, который не имеет неявной полярности и может использоваться в любом направлении в цепи. Поляризованный («полярный») конденсатор имеет внутреннюю полярность, что означает, что он может быть подключен только в одном направлении в цепи.

Какие бывают типы неполяризованных конденсаторов?

Типы неполяризованных конденсаторов:

Керамические конденсаторы
Серебряные слюдяные конденсаторы
Полистироловые конденсаторы
Полипропиленовые конденсаторы
Полиэфирные конденсаторы
Конденсаторы из поликарбоната

Стеклянные конденсаторы 9177 В чем разница между фиксированным и поляризованным конденсаторами?

Электростатические конденсаторы неполярны, что означает, что они могут подключаться с любой полярностью и не действуют.Электролитические конденсаторы по своей природе полярны. Их можно соединить только с фиксированной полярностью клемм. Положительные и отрицательные клеммы были идентифицированы.

Какова функция поляризованного конденсатора?

Они обеспечивают огромные значения емкости в крошечной и экономичной упаковке. Их основная функция – фильтровать источники питания (накопители). Они также используются для предотвращения постоянного тока в усилительных каскадах, когда они соединены вместе.Альтернативой является пленочный или керамический конденсатор, хотя они физически больше и не имеют высоких значений емкости.

Как узнать, что конденсатор неполяризован?

Отрицательный провод электролитических компонентов часто обозначается стрелками и знаками «-». Положительный результат отмечен на танталах. Колпачок не будет поляризован, если он керамический, монолитный, пленочный, полиэфирный или серебряная слюда.

Почему предпочтительны неполяризованные конденсаторы?

Хотя электролитические конденсаторы обладают большей емкостью, для большинства применений рекомендуются неполяризованные конденсаторы.Они менее дорогие, их можно использовать в любом направлении и они имеют более длительный срок службы.

Могу ли я заменить поляризованный конденсатор неполяризованным?

Неполяризованные конденсаторы – это надмножества поляризованных конденсаторов. Как правило, поляризованный конденсатор можно заменить поляризованным или неполяризованным конденсатором с такой же емкостью и номинальным напряжением, равным или превышающим исходный.

В чем разница между фиксированными и поляризованными конденсаторами?

Для получения дополнительной информации о неполяризованных конденсаторах посмотрите это красивое видео.

Полярность для бесшовной установки

Как и другие компоненты на печатной плате, полярность конденсатора будет иметь различную полярность, как положительную, так и отрицательную.Это помогает понять, как определить полярность конденсатора, даже если вы строите схему с нуля. Однако не все конденсаторы имеют полярность, а у тех, у которых есть одна хитрость в рукаве.

Прежде всего, полярность работает так, чтобы только одна клемма действовала на подаваемое напряжение. Чтобы иметь преимущество при подключении полярности конденсаторов, эта статья поможет вам больше узнать об этом. Дойдя до конца, вы должны лучше понять, почему так важно знать полярность конденсатора.

1.Что такое полярность конденсатора?

Конденсатор состоит из параллельных тонких металлических листов, разделенных диэлектрическим материалом. Два тонких металлических листа работают как электроды, а диэлектрик – изолятор. Изоляция жизненно важна, потому что она действует как перегородка между электродами. Стандартный символ конденсатора – четкое изображение этой внутренней структуры.

Диэлектрик может быть резиновым, бумажным, керамическим или стеклянным. С другой стороны, тонкие металлические листы состоят из тантала, алюминия или серебра.Углеродные нанотрубки иногда являются лучшим вариантом из-за их лучшей проводимости. Изначально полярность конденсатора является доказательством симметрии конденсатора. Но сначала вы должны знать, как работает баланс.

Неполяризованный конденсатор по-прежнему будет работать должным образом, независимо от того, как вы подключите его к своей цепи. Неважно, какой свинец куда идет. Это явный случай несимметрии. С другой стороны, полярный конденсатор очень чувствителен при его размещении на печатной плате. Часто конденсатор имеет две клеммы, хотя вы можете увидеть некоторые из них с большим количеством выводов.

Поляризованный конденсатор работает, только если размещение соответствует жизненно важным правилам контура. Это означает, что размещение элемента в цепи должно происходить в одном направлении. Неправильная установка конденсатора приведет к катастрофе.

Конденсатор может перегореть или выйти из строя. Следовательно, конденсатор должен быть в вашем списке проблем при построении схемы. Если вы хотите выполнить сварку на печатных платах или схемах сборки макетов, этот метод является наиболее точным.

2. Как определить полярность конденсатора

Когда дело доходит до полярности конденсатора, есть много способов определить полярность. Довольно часто различия в отметках полярности зависят от того, из какого материала изготовлен корпус конденсатора. Например, электролитические конденсаторы имеют полосы, которые показывают катодный конец.

С другой стороны, конденсаторы с осевыми выводами имеют стрелки, которые показывают вывод, где находится катодный конец.Другой способ определить полярность конденсатора – проанализировать выводы. В этом случае более длинный вывод – это конец анода, а короткий – конец катода. Однако с конденсаторами такого типа следует проявлять особую осторожность, особенно если они бывшие в употреблении.

В любом случае выводы, вероятно, укорачиваются, и трудно различить полярность каждого конца. Некоторые конденсаторы, особенно танталовые, имеют знаки + и – для обозначения концов анода и катода. С другой стороны, другие будут иметь отметки «BP» и «NP», чтобы показать, что конденсатор неполярный.

К этим типам конденсаторов относятся бумажные, керамические, пленочные и полистирольные конденсаторы. Перед установкой конденсатора на печатную плату крайне важно правильно определить полярность конденсатора. Если что-то пойдет не так, конденсатор может не работать и может взорваться, разрушив всю цепь.

(электролитический конденсатор)

Определение полярности диода

Обычно существует три наиболее распространенных типа диодов; пластиковые, стеклянные и стержневые диоды.Отображение полярности на этих диодах отличается незначительно. В пластиковом диоде белая полоса на одном конце показывает противоречие диода. Для стеклянного диода полоса черная. В этом случае будущее, близкое к полосе, противоположное.

Этот контур означает, что на этот конец будет течь положительный ток от положительного вывода, самого дальнего по полосе. Как и в случае с любым диодом, ветер не может двигаться в обратном направлении. На схематическом чертеже всегда будет буква «Т», обозначающая полосу. Он также может иметь маркировку «+» и «-» для обозначения концов анода и катода.

Наконец, для диода-шпильки конец с отметками резьбы показывает катод или противоположный конец. Таким образом, припаянный конец является анодом. Диод часто имеет этикетку на корпусе, но иногда вам, возможно, придется использовать увеличительное стекло, чтобы увидеть его.

(полупроводниковый диод)

Идентификация полярности светодиода

Знать полярность светодиода очень просто. Эти единицы могут быть красными, белыми или зелеными.Все зависит от того, что вы предпочитаете. Стандартный светодиод будет иметь два вывода, один из которых длиннее другого. Как и полярность конденсатора, более полная информация – это положительный конец, а это означает, что более короткая информация вредна.

(красный светодиод)

Идентификация транзистора

Выбрать транзистор очень просто из-за его маркировки. У них будет номер модели, нанесенный на корпус, вместо ожидаемого значения.Самое главное, что очертание будет отличаться в зависимости от модели.

Такой подход позволяет легко их идентифицировать, даже если у потенциальных клиентов другие имена. Форма транзистора всегда должна совпадать с формой на вашей печатной плате.

Интегральные схемы (ИС)

Точно так же номер модели присутствует на корпусе ИС, как и на транзисторе. У них также есть номер партии, который не всегда имеет какое-либо существенное значение при компоновке вашей схемы.Производитель может выбрать представление ориентации стандартной ИС несколькими способами.

Во-первых, на ИС может быть точка рядом с первым выводом, обозначенная «1». Во-вторых, он может иметь выемку на одной из частей своей конструкции. Эта выемка может присутствовать между первым и восьмым штифтом. Вы также найдете эту выемку на своей печатной плате.

(14-контактная ИС)

3. Некоторые конденсаторы не имеют полярности

В идеале есть два типа конденсаторов; полярные и неполярные конденсаторы.Полярные конденсаторы имеют один или оба положительных и отрицательных полюса. Напротив, неполярные конденсаторы не имеют четкой партии. Вы можете произвольно вставлять эти конденсаторы в свою печатную плату, не учитывая, какая партия куда идет.

Даже в этом случае не будет никакого неблагоприятного воздействия на вашу схему или выхода из строя ваших компонентов. Эти конструкции хорошо знакомы со схемами связи и развязки, колебательными схемами, компенсационными схемами и схемами обратной связи. В идеальном случае в конденсаторе не должно быть полярности.Однако это непрактично, в основном там, где важна большая емкость.

В этом случае корпус устройства выполнен из уникальных материалов. В конечном итоге это причина того, что они имеют различную полярность конденсатора. Яркими примерами таких полярных конденсаторов являются танталовые электролитические конденсаторы, электролит и алюминиевые конденсаторы. Неполярные конденсаторы часто бывают небольшого размера, поскольку большие из них сложно изготовить.

С одной стороны, полярные конденсаторы могут работать только в цепи, где напряжение действует в одном направлении, т.е.е., постоянное напряжение. Однако неполярные конденсаторы могут работать даже с переменным напряжением, когда напряжение работает с обеих сторон.

По этой причине неполярные конденсаторы имеют лучший край из-за их способности работать с переменным напряжением. Поскольку полярность конденсатора не является проблемой, неполярные конденсаторы могут заменить полярные конденсаторы в цепи. Единственное правило здесь – убедиться, что значения рабочего напряжения и емкости совпадают.

(неполяризованные конденсаторы)

3.1 Типы неполяризованных конденсаторов

Вот наиболее распространенные примеры неполяризованных конденсаторов:

Конденсаторы полиэфирные
Стеклянные конденсаторы
Конденсаторы пленочные
Конденсаторы полистирольные
Слюдяные серебряные конденсаторы
конденсаторы керамические

3.2 Сравнение неполяризованных конденсаторов и поляризованных конденсаторов

Идея работы как неполярных, так и полярных конденсаторов одинакова.Как правило, все они работают, чтобы накапливать и выделять электрическую энергию. Следовательно, уровни напряжения не могут внезапно измениться.

При сравнении элементов с полярностью конденсатора и элементов, у которых нет полярности, заметны очевидные различия. Ниже приведены некоторые различия между неполярными и полярными конденсаторами.

Конденсаторы

Polar содержат электролиты в качестве первичного диэлектрика, что помогает достичь высокой емкости. Диэлектрик в структуре в основном определяет возможную емкость.

Он также устанавливает уровень напряжения, которое выдерживает конденсатор. С другой стороны, те, у кого нет полярности, используют слой оксида металла в качестве диэлектрического вещества. Полиэстер – еще одно соединение, которое может работать как диэлектрик.

Производительность любого электрического компонента – это то, что в конечном итоге показывает точность вашей схемы. Вы можете обнаружить, что некоторые блоки питания нуждаются в металлооксидном диэлектрическом конденсаторе в качестве фильтра. В таком случае лучшим вариантом будет полярный конденсатор, часто более 1 MF.

Благодаря своим характеристикам он идеально подходит для фильтрации, связывания и развязки. Для сравнения, неполярный конденсатор обычно меньше 1 MF. Его характеристики делают его идеальным выбором для выбора частоты, резонанса и в качестве ограничителя тока. Таким образом, из-за отсутствия полярности конденсатора это устройство имеет ограничение, когда дело доходит до других функций схемы.

Так как в неполярных и полярных конденсаторах используются разные диэлектрические структуры; их возможности не могут быть одинаковыми. Неважно, если у них одинаковые объемы.Следовательно, противоположный блок может иметь более высокую емкость, чем неполярный.

Полярность конденсатора часто определяет форму конденсатора. Основным фактором здесь является точечный разряд элемента. Что касается полярных конденсаторов с электролитом, вы обнаружите, что большинство из них имеют круглую форму. Квадратные встречаются довольно редко. В зависимости от того, как вы собираетесь использовать его в цепи, конденсатор может быть прямоугольным, трубчатым, листовым или круглым.

Как упоминалось ранее, полярные конденсаторы могут иметь высокую емкость и другие элементы, которые делают их непригодными для высокочастотных операций.Хотя некоторые из них могут работать с высокими частотами, например танталовые конденсаторы, они, в свою очередь, могут быть довольно дорогими.

С другой стороны, неполярные конденсаторы имеют хорошие высокочастотные характеристики и намного меньше по размеру. Они относительно дешевы, но не идеальны для задач большой емкости.

(конденсатор, установленный в гибридном фильтре нижних и верхних частот)

4.Полярность электролитического конденсатора

Алюминиевые электролитические конденсаторы – Эти типы электролитических конденсаторов имеют алюминиевую структуру, действующую как клапан.После подачи положительного напряжения через жидкость-электролит образуется слой оксида металла. Этот оксидный слой теперь является изолятором, заменяющим диэлектрик.

Поляризация происходит на оксидном слое, препятствуя прохождению электрического заряда. В алюминиевых электролитических конденсаторах в качестве катода используется диоксид марганца, а в качестве анода – алюминий.

（алюминиевый электролитический конденсатор）

Ниобиевые и танталовые конденсаторы – Танталовые электролитические конденсаторы идеально подходят для устройств поверхностного монтажа, более распространенных в медицине, военном деле и космосе.При использовании тантала в качестве анода окисление происходит относительно легко, подобно алюминиевым электролитическим конденсаторам. Тантал обладает высокой проводимостью, особенно при контакте с проволокой. Как только на поверхности образуется оксид, появляется больше места для хранения заряда.

Ниобиевые конденсаторы работают за счет окисления материала в проводе с образованием изолятора. Изолятор действует как диэлектрик с гораздо более высокой диэлектрической проницаемостью по сравнению с конденсаторами на основе тантала. Сейчас они довольно популярны, так как дешевле, чем их танталовые аналоги.

4.1 Преимущества электролитических конденсаторов

Электролитические конденсаторы основаны на формировании оксидного слоя в зависимости от полярности конденсатора. Оксид – гораздо более надежный диэлектрик со стимулирующими эффектами. По этой причине эти блоки могут достигать более высокого уровня емкости, чем другие конденсаторы. Вот некоторые из других преимуществ.
Танталовые конденсаторы – самые популярные конденсаторы. Остальные типы склонны к газовым пробоям.Возможная емкость выше по сравнению с устройствами без электролита. Неэлектролитные конденсаторы должны быть большего размера для достижения той же емкости.
Greater Capacitance – Что касается объема, электролитные конденсаторы могут достичь высокой емкости для небольших работ. Таким образом, существует очень мало неэлектролитных конденсаторов с емкостью более десяти MFD.

4.2 Каковы недостатки?

Когда дело доходит до электролитических конденсаторов, всегда существует риск утечки тока.Время от времени утечка может быть относительно высокой. У них также гораздо меньшая продолжительность жизни.

4.3 Применение электролитических конденсаторов

Поскольку полярность конденсатора является решающим фактором в электролитических конденсаторах, их использование требует большой осторожности. Неправильное размещение означает, что вы не получите точных результатов и можете вызвать взрыв устройства. Они также довольно чувствительны к температуре, поэтому необходимо учитывать температурные условия.e

Эти конденсаторы идеальны для уменьшения пульсаций напряжения от источника питания из-за их фильтрующих свойств. Они также наиболее предпочтительны в задачах, требующих большой емкости, таких как фильтрация высокочастотных сигналов.

5. Что происходит после изменения полярности конденсатора?

Полярность конденсатора показывает, что полярный конденсатор должен быть смещен в прямом направлении. На анодном выводе должно быть высокое напряжение, чтобы заряд протекал должным образом.Вы можете сначала проверить устройство, чтобы увидеть разные полярности перед подключением.

Если вы случайно подключите блок из-за обратной полярности, диэлектрик сломается. В результате происходит короткое замыкание, вызывающее перегрев конденсатора и, в конечном итоге, утечку электролита.

(обозначение цепи неполяризованного конденсатора)

Резюме:

В любом случае, вы должны знать, как показать полярность конденсатора, прежде чем размещать блок на печатной плате.В этом подходе есть разница между плохими результатами и функциональной надежной схемой.

Вот почему полярность конденсатора играет огромную роль при производстве, сборке и проектировании печатной платы. Здесь, в OurPCB, мы всегда рады возможности пообщаться с вами, поскольку мы получаем больше знаний о печатных платах.

100uF 100mFD 100V Осевой неполярный конденсатор

Стоимость доставки почтой первого класса:

Минимальная сумма заказа	Сумма заказа Максимум	Стоимость доставки первого класса в США
00 руб.01	25,00 $	$ 5,85
25,01 долл. США	35,00 $	$ 6,85
35,01 долл. США	45,00 $	$ 8,85
45,01 долл. США	55,00 $	$ 9,85
$ 55,01	75,01 долл. США	$ 11,85
75 долларов США.01	100,00 $	$ 12,85
100,01 долл. США	200,00 $	$ 14,85
200,01 долл. США	300,00 $	$ 15,85
300,01 долл. США	500,00 долл. США	$ 17,85
500,01 долл. США	+	18 долларов.85

Стоимость доставки приоритетной почтой:

Минимальная сумма заказа	Сумма заказа Максимум	Тарифы на доставку приоритетной почтой в США
$ 00.01	25,00 $	10,50 долл. США
25,01 долл. США	35,00 $	$ 11,50
35,01 долл. США	45 долларов.00	$ 12,50
45,01 долл. США	55,00 $	$ 13,50
$ 55,01	75,01 долл. США	$ 14,50
75,01 долл. США	100,00 $	$ 16,50
100,01 долл. США	200,00 $	18,50 $
200 долларов США.01	300,00 $	21,50 долл. США
300,01 долл. США	500,00 долл. США	24,50 долл. США
500,01 долл. США	+	$ 25,50

Canada First Class International (исключения см. На странице доставки)

Минимальная сумма заказа	Сумма заказа Максимум	Канада Первый класс Международный
00 руб.01	45,00 $	$ 15.95
45,01 долл. США	$ 90,00	$ 29.95
$ 90,01	150,00 $	$ 49.95
150,01 долл. США	300,00 $	$ 59.95
300,01 долл. США	700,00 $	79 долларов.95
700,01 долл. США	$ 2000,00	$ 99.95

Canada Priority Mail (исключения см. На странице доставки)

Минимальная сумма заказа	Сумма заказа Максимум	Приоритетная почта в Канаде
$ 00.01	45,00 $	$ 29.95
45 долларов США.01	$ 90,00	$ 39.95
$ 90,01	150,00 $	$ 59.95
150,01 долл. США	300,00 $	79,95 долл. США
300,01 долл. США	700,00 $	$ 99.95
700,01 долл. США	$ 2000,00	109 долларов.95

Международный – за пределами США / Канады (исключения см. На странице доставки)

Минимальная сумма заказа	Сумма заказа Максимум	Международный – за пределами США / Калифорнии
$ 100,00	150,00 $	79,95 долл. США
150,01 долл. США	300,00 $	99 $.95
300,01 долл. США	500,00 долл. США	139,95 долл. США
500,01 долл. США	1000,00 долл. США	$ 169.95

Неполярные / биполярные электролитические конденсаторы с осевыми выводами, 100 В (для применения в аудио / кроссовере динамиков)

Неполярные (биполярные) осевые электролитические конденсаторы
(для применения кроссовера аудио / динамика)

Характеристики и характеристики
:

Разработан специально для кроссоверов динамиков.
Все электролиты – новые, “свежие с фабрики”. Мы не продаем NOS (новые старые акции).
Номинальное напряжение (В пост. Тока) составляет 100 В. (Прекрасно заменить более низкое напряжение, такое как 25 В, 50 В, 63 В и т. Д., На 100 В).
Допуск емкости: +/- 10% при 1 кГц / 20 ° C.
: 10% при 1 кГц / 20 ° C.
Ток утечки: I = 0,03CV или 4 мкА, в зависимости от того, что больше после 5 минут применения при номинальном напряжении
Идеально для: приложений музыкальной индустрии / аудио / кроссоверных сетей для динамиков.
Прямые длинные луженые провода из CP (медной проволоки) (идеально подходят для электрических цепей с ручной проводкой).
мкФ Размеры: 1 мкФ; 1,5 мкФ; 2,2 мкФ; 3,3 мкФ; 4,7 мкФ; 6,8 мкФ; 10 мкФ; 15 мкФ; 22 мкФ; 33 мкФ; 47 мкФ, 68 мкФ; 100 мкФ; 150 мкФ и 220 мкФ. Размеры корпуса конденсатора. Размеры также указаны в таблице ниже.
Вентиляционное отверстие и синяя изоляция из ПВХ.
Диапазон рабочих температур: от -40 ° C до + 85 ° C.
Сертификат ISO 9001: 2000
Соответствует 100% RoHS
Richey MDIN (L) (с опцией 10% DF и опцией с допуском 10%).Заводская спецификация

Другие высоковольтные конденсаторы для ламповых радиоприемников
:

Конденсаторы из металлизированного полипропилена – 630 В и 1000 В Осевые Трубчатые
Конденсаторы из металлизированной полиэфирной пленки – 630 В и 1000 В Осевые Трубчатые

jb JFX Premium Конденсаторы из металлизированного полипропилена – 630 В и 400 В Осевые трубчатые

Полипропиленовые конденсаторы с металлической фольгой – 630 В Orange Dips
Конденсаторы из металлизированной полиэфирной пленки – 1600V Metallized Orange Dips 9027- Orange Dips

Silver MICA Конденсаторы -500 В

Майларовые пленочные конденсаторы – 630 Вольт
Керамические дисковые конденсаторы – 1600 В

Высоковольтные электролитические конденсаторы- Радиальные
Высоковольтные электролитические конденсаторы- Осевые

Двухсекционный банка Электролитические конденсаторы – 500 В
Зажимы для конденсаторов для электролитических конденсаторов банки

X1 / Y2 Disc Защитные конденсаторы – 250 В переменного тока
Пленочные Y2 Защитные конденсаторы / помехоподавляющие конденсаторы – 250 В переменного тока
X2 Film Защитные конденсаторы / подавители помех – 275 В переменного тока

Конденсаторы и схемы для старинных ламповых радиоприемников

Теперь в продаже имеются неполярные (то же, что и биполярные) электролитические конденсаторы с осевыми выводами на 100 В, разработанные специально для сетевых кроссоверов динамиков.Эти неполярные электролитические конденсаторы имеют жесткие допуски и низкое рассеивание, что позволяет оптимизировать качество звука / динамика. Эти неполярные электронные крышки имеют одностороннее резиновое уплотнение для обеспечения максимальной надежности. Неполярные электролитические конденсаторы с резиновым уплотнением на одном конце наиболее надежны в условиях вибрации, так как один конец имеет фольгу и приварен к алюминиевому корпусу с помощью ультразвуковой волны. Конструкция конденсатора такого типа обеспечивает лучшую защиту от разрыва провода CP (медный) с алюминиевой фольгой, что приведет к нулевой емкости (и отсутствию звука).Эти Ecap имеют более низкий D.F. (коэффициент рассеяния) и более точный допуск, чем у обычных электролитов (которые стоят дороже в производстве). По более высокой стоимости / цене они лучше всего подходят для приложений аудио / музыкальной индустрии. Эти неполярные электролиты производятся Richey Electronics (REL). Richey, ведущий производитель электролитических конденсаторов, производит высококачественные электролитические конденсаторы в течение почти 50 лет (с момента своего основания в Нэшвилле, штат Теннесси, в 1965 году).
Мы продаем эти неполярные электролитические конденсаторы популярного номинала 100 В.Биполярные электролитические конденсаторы более высокого напряжения могут использоваться в качестве замены электронных конденсаторов более низкого напряжения.

Ссылки:

Конденсатор ГЛАВНАЯ

$ Прейскурант / Форма заказа

Форма заказа в формате “excel”

Наконечники конденсатора

JustRadios Контактная информация:

Адрес:

Дэвид и Бэбилин Cantelon 6 Ferncrest Gate, Скарборо, Онтарио, Канада, M1W 1C2

Электронная почта:

justradios @ yahoo.com

Характеристики, типы и функции электролитических конденсаторов

Внутри электролитического конденсатора находится материал электролита, который накапливает электрический заряд.Он имеет положительную и отрицательную полярность, аналогичную батарее, и не может быть поменять местами. Положительный электрод представляет собой металлическую подложку с оксидной пленкой. Отрицательный электрод соединен с электролитом (твердым и нетвердым) через металлическую пластину электрода.

Неполярные (биполярные) электролитические конденсаторы имеют структуру двойной оксидной пленки, которая похожа на два полярных электролитических конденсатора, образованных путем соединения двух отрицательных электродов. Их два электрода представляют собой две металлические пластины (оба с оксидной пленкой).Это электролит в середине двух наборов оксидных пленок. Поляризованные электролитические конденсаторы обычно выполняют фильтрацию мощности, развязку, связь сигналов и настройку постоянной времени, а также блокировку постоянного тока в силовых цепях или промежуточных и низкочастотных цепях. Неполярные электролитические конденсаторы обычно используются в схемах делителя звуковой частоты, схемах коррекции TVS и схемах стартера для однофазных двигателей.

Каталог

I Характеристики

1. Рабочее напряжение

Рисунок 1. электролитический конденсатор

Рабочее напряжение электролитических конденсаторов составляет 4 В, 6,3 В, 10 В, 16 В, 25 В, 35 В, 50 В, 63 В, 80 В, 100 В, 160 В, 200 В, 300 В, 400 В, 450 В, 500 В, а рабочая температура составляет – 55 ° ~ + 155 ° C (4 ~ 500 В). Он отличается большой емкостью, большим объемом и полярностью. Обычно он используется для фильтрации и выпрямления в цепях постоянного тока. В настоящее время наиболее часто используемые электролитические конденсаторы – это алюминиевые электролитические конденсаторы и танталовые электролитические конденсаторы.

2. Номинальная емкость и допустимое отклонение

Номинальная емкость – это емкость, указанная на конденсаторе. Основной единицей конденсаторов является фарад (Ф), но эта единица слишком велика и редко используется для маркировки полей.

Связь между другими блоками следующая:

1F = 1000 мФ

1 мФ = 1000 мкФ

1 мкФ = 1000 нФ

1 нФ = 1000 пФ

Отклонение между фактической емкостью конденсатора и номинальной емкостью называется допуском. , а точность находится в пределах допустимого диапазона отклонений.

Соответствие между уровнем точности и допустимым отклонением: 00 (01) – ± 1%, 0 (02) – ± 2%, Ⅰ- ± 5%, Ⅱ- ± 10%, Ⅲ- ± 20%, Ⅳ – (+ 20% -10%), Ⅴ – (+ 50% -20%), Ⅵ – (+ 50% -30%)

Общие конденсаторы обычно Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ класса , электролитические конденсаторы Ⅳ, Ⅴ , Ⅵ марка , подобранная по назначению.

3. Номинальное напряжение

Максимальное эффективное значение максимального напряжения постоянного тока , которое может непрерывно прикладываться к конденсатору при минимальной температуре окружающей среды и номинальной температуре окружающей среды, обычно указывается непосредственно на корпусе конденсатора.Если рабочее напряжение превышает выдерживаемое напряжение конденсатора, конденсатор выйдет из строя, что приведет к необратимым повреждениям, которые невозможно отремонтировать.

4. Сопротивление изоляции

К конденсатору добавляется постоянное напряжение и генерируется ток утечки. Соотношение между ними называется , сопротивление изоляции .

Когда емкость мала, она в основном зависит от состояния поверхности конденсатора. Когда емкость> 0.1 мкФ, это в основном зависит от характеристик диэлектрика. Чем больше сопротивление изоляции, тем лучше.

Постоянная времени конденсатора: Для правильной оценки изоляции конденсаторов большой емкости вводится постоянная времени, которая равна произведению сопротивления изоляции конденсатора на емкость.

5. Потери

Под действием электрического поля энергия , потребляемая конденсатором из-за нагрева за единицу времени, называется потерей .Для всех типов конденсаторов указаны допустимые потери в определенном диапазоне частот. Потери конденсаторов в основном вызваны диэлектрическими потерями, потерей проводимости и сопротивлением всех металлических частей конденсатора.

Под действием постоянного электрического поля потери в конденсаторе проявляются в виде потерь от утечки, которые обычно невелики. Под действием переменного электрического поля потери конденсатора связаны не только с проводимостью утечки, но и с периодическим процессом установления поляризации.

II Алюминиевые электролитические конденсаторы

1. Структурные характеристики алюминиевых электролитических конденсаторов:

Алюминиевый корпус и пластиковая крышка герметизированы, образуя электролитический конденсатор. По сравнению с другими типами конденсаторов, алюминиевые электролитические конденсаторы имеют следующие очевидные характеристики по структуре:

(1) Рабочей средой алюминиевых электролитических конденсаторов является создание тонкого слоя оксида алюминия (Al2O3) на поверхности алюминиевой фольги. путем анодирования.Этот оксидный диэлектрический слой и анод конденсатора объединены в целостную систему. Они взаимозависимы и не могут быть независимыми друг от друга; конденсаторы и диэлектрики того, что мы обычно называем конденсаторами, не зависят друг от друга.

(2) Анод алюминиевого электролитического конденсатора представляет собой алюминиевую фольгу , которая создает диэлектрический слой Al2O3 на поверхности. Катод – это не отрицательная фольга, о которой мы обычно думаем, а электролитический раствор конденсатора.

(3) Отрицательная фольга играет роль электрического извлечения в электролитическом конденсаторе, потому что электролит, используемый в качестве катода электролитического конденсатора, не может быть напрямую подключен к внешней цепи, и электрический путь должен быть сформирован через другой металлический электрод. и другие части схемы.

(4) Анодная алюминиевая фольга и катодная алюминиевая фольга алюминиевых электролитических конденсаторов обычно представляют собой корродированную алюминиевую фольгу , а фактическая площадь поверхности намного больше, чем их кажущаяся площадь поверхности.Это одна из причин, по которой алюминиевые электролитические конденсаторы обычно имеют большую емкость. Из-за использования алюминиевой фольги с многочисленными микротравленными отверстиями обычно требуется жидкий электролит, чтобы более эффективно использовать фактическую площадь электрода.

(5) Так как диэлектрическая оксидная пленка алюминиевого электролитического конденсатора получается путем анодирования и ее толщина пропорциональна напряжению, приложенному при анодировании, в принципе, толщина диэлектрического слоя алюминиевого электролитического конденсатора может быть искусственно изменена. и точно контролируется.

Рисунок 2. внутренняя структура алюминиевого электролитического конденсатора

Как показано на рисунке, положительный электрод и отрицательный электрод намотаны согласно их центральным осям, образуя сердечник алюминиевого электролитического конденсатора. Сердечник помещен в алюминиевый корпус для упаковки алюминиевого электролитического конденсатора. Чтобы раствор электролита не протекал и не высыхал, горловина алюминиевого корпуса корпуса электролитического конденсатора закрыта резиновой заглушкой.Чтобы получить большую емкость и небольшой объем, поверхность положительной алюминиевой фольги химически травится, чтобы образовалась неровная поверхность, что увеличивает площадь поверхности электрода, тем самым увеличивая емкость.

Причина, по которой алюминиевые электролитические конденсаторы имеют полярность , заключается в том, что пленка оксида алюминия на пластине положительного электрода имеет однонаправленную проводимость. Только когда положительный электрод конденсатора подключен к положительному электроду источника питания, а отрицательный электрод подключен к отрицательному электроду источника питания, пленка оксида алюминия может служить изолирующей средой.Если полярность алюминиевого электролитического конденсатора меняется на обратную, пленка оксида алюминия становится проводником, и электролитический конденсатор не только не работает, но и вызывает прохождение большого тока, вызывая повреждение конденсатора. Для предотвращения случайного взрыва алюминиевых электролитических конденсаторов во время использования механические канавки канавочного типа обычно вдавливаются на торце алюминиевого корпуса. Как только внутреннее давление электролитического конденсатора станет слишком высоким, канавки слабых звеньев потрескаются и сбросят давление.Взрывобезопасный.

Хотя алюминиевые электролитические конденсаторы имеют полярность, если в конструкции и технологии используется новый метод, можно также изготавливать неполярные электролитические конденсаторы.

2. Преимущества алюминиевых электролитических конденсаторов
По сравнению с другими типами конденсаторов преимущества алюминиевых электролитических конденсаторов проявляются в следующих аспектах:
(1) Емкость на единицу объема особенно велика. Чем ниже рабочее напряжение, тем заметнее эта функция.Поэтому он особенно подходит для миниатюризации и большой емкости конденсаторов. Например, удельная емкость низковольтного алюминиевого электролитического конденсатора большой емкости CD26 составляет около 300 мкФ / см3, а удельная емкость других низковольтных керамических конденсаторов микросхемы, которые также характеризуются миниатюризацией, обычно не превышает 2 мкФ / см3.
(2) Алюминиевые электролитические конденсаторы обладают характеристиками «самовосстановления» в процессе работы. Так называемая характеристика «самовосстановления» означает, что дефекты или дефекты диэлектрической оксидной пленки могут быть устранены в любой момент во время рабочего процесса конденсатора, восстанавливая изоляционную способность, которой он должен обладать, и избегая лавинообразного пробоя диэлектрика.
(3) Диэлектрическая оксидная пленка алюминиевых электролитических конденсаторов выдерживает очень высокую напряженность электрического поля. Во время работы алюминиевых электролитических конденсаторов напряженность электрического поля диэлектрической оксидной пленки составляет около 600 кВ / мм, что более чем в 30 раз больше, чем у бумажных диэлектрических конденсаторов.
(4) Может быть получена высокая электростатическая емкость. Низковольтные алюминиевые электролитические конденсаторы могут легко получить электростатические емкости в тысячи или даже десятки тысяч микрофарад.Как правило, электролитические конденсаторы можно использовать только в качестве конденсаторов для фильтрации мощности, байпаса переменного тока и других целей.
3. Недостатки алюминиевых электролитических конденсаторов
(1) Плохая изоляция. Можно сказать, что алюминиевые электролитические конденсаторы имеют худшие изоляционные характеристики среди всех типов конденсаторов. Для алюминиевых электролитических конденсаторов ток утечки обычно используется для характеристики их изоляционных свойств. Ток утечки алюминиевых электролитических конденсаторов высокого напряжения и большой емкости может достигать менее 1 мА.
(2) Коэффициент потерь велик. DF низковольтного алюминиевого электролитического конденсатора обычно превышает 10%.
(3) Низкие температурные и частотные характеристики алюминиевых электролитических конденсаторов.
(4) Алюминиевые электролитические конденсаторы имеют полярность. При использовании в электронных схемах анод алюминиевого электролитического конденсатора должен быть подключен к точке с высоким потенциалом в цепи, а катод – к точке с низким потенциалом, чтобы нормально выполнять свою электрическую функцию.Если соединение поменять местами, ток утечки конденсатора резко возрастет, а сердечник будет сильно нагреваться, что приведет к выходу конденсатора из строя, а также может взорваться и повредить другие компоненты на печатной плате.
(5) Существует определенный верхний предел рабочего напряжения. Согласно специальному методу создания диэлектрической оксидной пленки алюминиевого электролитического конденсатора ее максимальное рабочее напряжение обычно составляет 500 В, а потенциал ее развития очень ограничен.Для других нехимических конденсаторов, если толщина диэлектрика должным образом увеличена, теоретическое рабочее напряжение может достигать любого верхнего предела.
(6) Рабочие характеристики алюминиевых электролитических конденсаторов могут ухудшиться. При использовании алюминиевых электролитических конденсаторов, которые хранились в течение длительного времени, номинальное рабочее напряжение не должно применяться внезапно, а должно постепенно повышаться до номинального напряжения.
(7) Поскольку в традиционном алюминиевом электролитическом конденсаторе в качестве катода используется раствор электролита, при формировании кристалла возникает большое препятствие.Процесс формирования микросхем отстает от керамических конденсаторов и металлизированных пленочных конденсаторов.
III Использование электролитических конденсаторов
1. Блокировка постоянного тока : роль заключается в предотвращении прохождения постоянного тока и прохождения переменного тока стрелки.
2. Байпас (развязка) : Обеспечивает путь с низким сопротивлением для некоторых параллельно включенных компонентов в цепи переменного тока.
3. Соединение : Как соединение между двумя цепями, позволяющее сигналам переменного тока проходить и передаваться на схему следующего уровня
4. Фильтрация : Это очень важно для DIY. Этой функцией обладают конденсаторы видеокарты.
5. Температурная компенсация n: Чтобы компенсировать влияние неадекватной температурной адаптации других компонентов, выполняется компенсация для повышения стабильности цепи.
6. Время : Конденсатор и резистор используются вместе для определения постоянной времени цепи. Постоянная времени t = RC.
7. Tuning : Системная настройка частотно-зависимых цепей, таких как мобильные телефоны, радио и телевизоры.
8. Выпрямление : переключающий элемент с полузамкнутым проводником включается или выключается в заданное время.
9. Накопитель энергии : Накапливает электрическую энергию для высвобождения при необходимости, например, вспышку камеры, нагревательное оборудование и т. Д.
IV Типы электролитических конденсаторов
Согласно анализу и статистике, типы корпусов электролитических конденсаторов в основном делятся на следующие 10 категорий:
1. Разделены на три категории в соответствии со структурой : конденсаторы постоянной емкости, конденсаторы переменной емкости и подстроечные конденсаторы.
2. Классифицируется по электролиту : конденсаторы с органическим диэлектриком, конденсаторы с неорганическим диэлектриком, электролитические конденсаторы, конденсаторы электрического нагрева и конденсаторы с воздушным диэлектриком.
3. Согласно цели – это высокочастотный байпас, низкочастотный байпас, фильтрация, настройка, высокочастотная связь, низкочастотная связь, малые конденсаторы.
4. Согласно производственным материалам его можно разделить на керамические конденсаторы, полиэфирные конденсаторы, электролитические конденсаторы, танталовые конденсаторы и современные полипропиленовые конденсаторы.
5. Высокочастотный байпас : керамические конденсаторы, слюдяные конденсаторы, стеклянные пленочные конденсаторы, полиэфирные конденсаторы, конденсаторы стеклянной глазури.
6. Низкочастотный байпас : бумажные диэлектрические конденсаторы, керамические конденсаторы, алюминиевые электролитические конденсаторы, полиэфирные конденсаторы.
7. фильтрующий : алюминиевые электролитические конденсаторы, бумажные конденсаторы, композитные бумажные конденсаторы, жидкие танталовые конденсаторы.
8. Tuning : керамические конденсаторы, слюдяные конденсаторы, стеклопленочные конденсаторы, полистирольные конденсаторы.
9. Низкая связь : бумажные диэлектрические конденсаторы, керамические конденсаторы, алюминиевые электролитические конденсаторы, полиэфирные конденсаторы, твердотельные танталовые конденсаторы.
10. Конденсаторы малой емкости : конденсаторы из металлизированной бумаги, керамические конденсаторы, алюминиевые электролитические конденсаторы, конденсаторы из полистирола, твердотельные танталовые конденсаторы, конденсаторы с глазурью, металлизированные полиэфирные конденсаторы, полипропиленовые конденсаторы, слюдяные конденсаторы.
В Дискриминация полярности электролитических конденсаторов
Рисунок 3.мультиметр

Если вы не знаете полярность электролитических конденсаторов, электрический барьер мультиметра можно использовать для измерения полярности электролитических конденсаторов. При измерении лучше всего использовать шестерню R * 100 или R * 1K.

Мы знаем, что только когда положительный конец электролитического конденсатора подключен к положительному источнику питания (черный измерительный провод, когда электрически заблокирован), а отрицательный конец подключен к отрицательному источнику питания (красный измерительный провод при электрическом блокировании), ток утечки электролитического конденсатора небольшой (большое сопротивление утечки).Напротив, ток утечки электролитического конденсатора увеличивается (уменьшается сопротивление утечки).

При измерении сначала предположите, что определенный «+» полюс подсоединен к черному щупу мультиметра, а другой электрод подключен к красному щупу мультиметра. Обратите внимание на шкалу остановки на нижней стрелке (значение левой стрелки большое), а затем конденсатор был разряжен (оба провода соприкасались), два измерительных провода были перевернуты, и измерение было повторено.В двух измерениях, когда в последний раз стрелка счетчика оставалась слева (большое значение сопротивления), черный измерительный провод был подключен к положительному электроду электролитического конденсатора.

Рекомендуемый артикул:

Обзор суперконденсаторов

Основные сведения о типах конденсаторов

В чем разница между полярным конденсатором и неполярным конденсатором?

Полярные конденсаторы представляют собой конденсаторы с кислотным влажным диэлектриком, которые работают только при наличии постоянного напряжения между двумя выводами в правильной полярности.Конденсаторы Polar идеально подходят для постоянного тока. фильтр пульсаций источника питания. При подключении с неправильной полярностью химические реакции в полярном конденсаторе могут вызвать их взрыв вверх, часто с применением силы, нанося травмы кому-либо поблизости. Самый полярный конденсаторы в наши дни поставляются с предохранительным клапаном для выпуска внутренних повышение давления.

Неполярные конденсаторы обычно представляют собой сухие керамические конденсаторы. майлар, полиэстер или любой возможный сухой изолятор в качестве диэлектрика. Два полярные конденсаторы, подключенные спина к спине, также образуют неполярный конденсатор.Они хорошо работают во всех ситуациях, есть ли DC присутствует напряжение между их выводами или нет. Неполярные конденсаторы часто бывают очень большими и непрактичными в большинстве приложений, кроме где требуется небольшое значение емкости.

Неполярные конденсаторы могут применяться в следующих случаях: двигатель переменного тока. стартер, фильтр пиковых сигналов в линии переменного тока и кроссоверная сеть. С напряжения на двигателе переменного тока или внутри акустической системы состоят только из В таких случаях нельзя использовать полярные конденсаторы чистого переменного тока.

Поляризованные конденсаторы обычно представляют собой большие устройства, известные как упаковки электролитического или танталового типа, используемые для фильтрации или стабилизирующие источники напряжения, обычно в цепях постоянного тока. Их конструкция, если я правильно помню, из алюминиевой фольги. называемый анодом (положительный вывод), разделенный оксидной пленкой с диэлектрический материал, известный как катод (отрицательный вывод), следовательно полярность.

Неполяризованные аналогичны поляризованным, за исключением пластин. аналогичный металл.

Поляризованные колпачки обычно используются в ситуациях с высоким напряжением, например, фильтрация линии постоянного тока для уменьшения шума, связанного с неравномерным напряжением уровни после выпрямления от источника переменного тока.В основном измеряется в микрофарады. Полярность критически важна для этих устройств. Они отмечены с номинальным напряжением (обычно вдвое превышающем используемое напряжение цепи) а также маркировка фарада.

Неполяризованные колпачки
обычно используются в условиях низкого напряжения, как переменного, так и постоянного тока. Полярность не критична. Измеряется в пикофарадах обычно.
Патент США на неполяризованный танталовый конденсатор и Патент на решетку конденсаторов (Патент № 6,611,421, выдан 26 августа 2003 г.)
ПРИОРИТЕТНАЯ ПРЕТЕНЗИЯ
Настоящим заявляется приоритет U.S. предварительная заявка с тем же заглавием, что и настоящая, присвоенная U.S. Ser. № 60 / 231,402, подана 8 сентября 2000 г.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение в целом относится к области конденсаторов и, в частности, относится к неполяризованному конденсатору и к массиву неполяризованных танталовых конденсаторов.
Уровень техники
Настоящий предмет изобретения в основном касается неполяризованного танталового конденсатора и соответствующей группы конденсаторов.В частности, раскрытая технология позволяет использовать массив неполяризованных танталовых конденсаторов с улучшенной объемной эффективностью и уменьшенной занимаемой площадью.
Танталовые конденсаторы
известны своей высокой емкостью и компактностью. Неполяризованные танталовые конденсаторы традиционно получают путем соединения двух поляризованных танталовых конденсаторов вместе, и, в частности, чаще всего получают путем электрического и механического соединения катодов двух полярных танталовых конденсаторов вместе и за счет того, что аноды обеспечивают доступ выводов к конденсатору.Несмотря на существующую компактность известных полярных и неполярных танталовых конденсаторов и массивов танталовых конденсаторов, предпринимаются постоянные усилия по уменьшению объема и, в частности, занимаемой площади этих электронных компонентов. Это, в свою очередь, позволяет миниатюризировать устройства, в которых используются эти компоненты.
Еще одна известная проблема танталовых конденсаторов – хрупкость анодного стержня, особенно там, где он выступает из одного конца конденсатора. Механические и электрические соединения, e.грамм. проводов или печатных плат к анодам часто приводит к поломке и, таким образом, короткому замыканию или потере соединения с остальной частью конденсатора. Эта проблема усугубляется тем фактом, что соединения с танталовыми анодными стержнями также подвержены выходу из строя. Эти соединения обычно выполняются с выводами из припояемого материала, такого как никель или луженый никель, который трудно приваривать к танталу, что приводит к очень хрупкому соединению.
Чтобы защитить анодные стержни и соединения с анодными стержнями, обычно стержни и соединения, а также весь конденсаторный узел покрывают значительным количеством заливочного материала.Это существенно увеличивает объем полярных, а тем более неполярных танталовых конденсаторов. В дополнение к увеличению объема, таким образом, увеличиваются затраты на материалы и производство, а также увеличивается площадь основания полученного конденсатора или конденсаторного узла.
В качестве примера в патенте США No. В US 4984134 описан неполярный танталовый конденсатор, который получают путем размещения двух полярных конденсаторов встык, при этом танталовые стержни соприкасаются. После того, как танталовые стержни свариваются вместе, область между полярными конденсаторами и по сторонам конденсаторов покрывается заливочным материалом.
Тем не менее, значительные улучшения по сравнению с этой конструкцией все еще возможны и желательны, особенно в отношении размера занимаемой площади, что является критическим фактором в эффективном использовании доступной площади поверхности печатной платы. Кроме того, хотя в конструкции используется меньше заливочного материала, чем в традиционных конструкциях, все же используется значительное количество, что приводит к более высоким затратам на изготовление и детали. Наконец, хотя надежность анодного шва может быть улучшена по сравнению с традиционными методами, это достигается за счет драгоценной площади печатной платы и общего объема.
Раскрытие вышеупомянутых патентов США полностью включено в данную заявку посредством ссылки на нее.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящий предмет изобретения распознает и устраняет различные из вышеупомянутых недостатков и других недостатков, встречающихся в предшествующем уровне техники в технологии танталовых конденсаторов. Таким образом, в широком смысле, основная цель раскрытой здесь технологии состоит в том, чтобы предоставить улучшенный танталовый конденсатор. Более конкретно, раскрытый неполяризованный танталовый конденсатор может быть сформирован как единый конденсаторный блок или как конденсаторная решетка.
Другой основной целью настоящего изобретения является создание компактных неполярных конденсаторов и компактных неполярных конденсаторных решеток с уменьшенным объемом и значительно уменьшенной занимаемой площадью.
Еще одна цель настоящей технологии – предоставить конденсаторы и массивы конденсаторов, которые относительно просты и недороги в производстве.
Еще одна цель настоящего предмета изобретения состоит в том, чтобы обеспечить простые и безопасные элементы для электрического и механического соединения между полярными конденсаторами, которые объединены, чтобы сформировать неполярные конденсаторы.Кроме того, соединение между конденсатором или массивом конденсаторов и целевой подложкой выполняется простым и надежным способом.
Дополнительные цели и преимущества настоящего предмета изобретения изложены или будут очевидны для специалистов в данной области техники из подробного описания в данном документе. Кроме того, специалистам в данной области техники должно быть дополнительно понятно, что модификации и вариации конкретно проиллюстрированных, упомянутых и обсуждаемых здесь признаков и этапов могут быть осуществлены на практике в различных вариантах осуществления и использовании этого изобретения без отклонения от сущности и объема. из них в силу настоящей ссылки на них.Такие изменения могут включать, но не ограничиваются этим, замену эквивалентными средствами и функциями, материалами или этапами тех, которые показаны, упоминаются или обсуждаются, а также функциональное, функциональное или изменение положения различных частей, функций, этапов или нравиться.
Кроме того, следует понимать, что различные варианты осуществления, особенно различные предпочтительные в настоящее время варианты осуществления настоящего изобретения, могут включать в себя различные комбинации или конфигурации раскрытых в настоящее время функций, этапов или элементов или их эквивалентов (включая комбинации функций, этапов или конфигураций). они явно не показаны на фигурах или не указаны в подробном описании).
Некоторые варианты осуществления настоящего предмета изобретения предоставляют неполярные танталовые конденсаторы уменьшенного объема и с уменьшенной площадью основания. В других вариантах осуществления могут быть предусмотрены решетки неполярных танталовых конденсаторов уменьшенного объема и с уменьшенной занимаемой площадью.
В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии каждая пара полярных танталовых конденсаторов снабжена, среди прочего, проводящим материалом для прикрепления к анодным стержням, выступающим из каждого из танталовых конденсаторов.Эта проводящая насадка обеспечивает электрическое и механическое соединение, которое производит неполярный конденсатор из двух полярных конденсаторов, каждый из которых имеет закрытый основной корпус, чтобы в противном случае изолировать их друг от друга.
В других вариантах осуществления настоящего предмета изобретения анодные стержни, выступающие из полярных танталовых конденсаторов, сгибаются друг к другу, а затем свариваются. Пространство между полярными конденсаторами и сварными анодными стержнями затем заполняется изолирующим материалом, который также удерживает неполярный конденсатор вместе.
Дополнительные варианты осуществления рассматриваемой технологии танталовых конденсаторов предоставляют группы конденсаторов, полученные путем соединения нескольких неполярных конденсаторов. Эти массивы могут быть присоединены с помощью проводящих соединителей, таких как печатные платы (PCB), которые обеспечивают электрическое соединение между каждой парой полярных конденсаторов и механическое соединение между всеми полярными конденсаторами массива. Другие массивы удерживаются вместе с изолирующим материалом, который расположен поверх сварных анодов каждой пары полярных конденсаторов и между корпусами конденсаторов.
Еще один вариант осуществления изобретения предусматривает изолирующую оболочку, в которую помещены полярные конденсаторы. Анодные стержни согнуты и сварены, а герметик защищает и изолирует анодные стержни.
Дополнительные варианты осуществления настоящего предмета изобретения, не обязательно выраженные в этом обобщенном разделе, могут включать и включать в себя различные комбинации аспектов функций или частей, упомянутых в обобщенных целях выше, и / или функций или частей, как иначе обсуждается в этой заявке.
Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает неполярный танталовый конденсатор и массив неполярных танталовых конденсаторов, которые, среди прочего, имеют уменьшенный объем и меньшую занимаемую площадь. Уменьшенный объем и занимаемая площадь позволяют устройствам, содержащим конденсатор или решетку конденсаторов по настоящему изобретению, быть меньше или позволяют вводить дополнительные компоненты в устройство. Эти преимущества имеют решающее значение в нынешних условиях миниатюризации.
Другие преимущества настоящего изобретения включают (но не ограничиваются ими) снижение материальных затрат, упрощенные производственные процессы и, таким образом, сокращение времени изготовления и затрат на рабочую силу.Конденсатор и матрица конденсаторов по настоящему изобретению могут успешно использоваться везде, где электрический блок требует относительно большого значения емкости в относительно небольшом корпусе, например, в имплантируемом медицинском устройстве или другом приложении.
Специалисты в данной области техники лучше оценят особенности и аспекты таких и других вариантов осуществления после просмотра оставшейся части описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеупомянутые и другие аспекты, особенности и преимущества настоящего изобретения, включая его наилучший вариант, будут более очевидны из следующего более конкретного описания настоящего предмета изобретения, представленного вместе с прилагаемыми фигурами, на которых:
РИС.1 иллюстрирует первый примерный вариант неполярного танталового конденсатора в соответствии с настоящим предметом изобретения;
РИС. 2 иллюстрирует второй примерный вариант осуществления неполярного танталового конденсатора в соответствии с настоящим предметом изобретения;
РИС. Фиг.3А изображает примерный вариант осуществления решетки неполярных танталовых конденсаторов в соответствии с настоящим предметом изобретения с удаленным и взорванным примерным конденсаторным элементом;
РИС. 3B – покомпонентное изображение выбранных компонентов примерной матрицы конденсаторов, такой как матрица на фиг.3А;
РИС. 4 – схематическое представление примерной решетки неполярных конденсаторов в соответствии с настоящим предметом изобретения;
РИС. 5А – общий вид сбоку примерного варианта осуществления решетки неполярных танталовых конденсаторов в соответствии с раскрытой здесь технологией;
РИС. 5B иллюстрирует размерные аспекты примерной решетки неполярных конденсаторов, такой как на фиг. 5А;
РИС. На фиг.6А показан общий вид сбоку другого примерного варианта реализации массива неполярных танталовых конденсаторов в соответствии с настоящим предметом изобретения;
РИС.6B изображает другой вид примерной решетки конденсаторов, показанной на фиг. 6А; и
РИС. 6C – подробный вид в разрезе части C, показанной на фиг. 6А.
Повторное использование ссылочных позиций в настоящем описании и на прилагаемых чертежах предназначено для представления тех же или аналогичных характеристик или элементов раскрытой в настоящее время технологии танталовых конденсаторов.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Нижеследующее описание представляет собой лучший режим, рассматриваемый в настоящее время для осуществления изобретения.Описание сделано только с целью описания общих принципов изобретения. Следует отметить, что иллюстративные варианты осуществления, раскрытые в данном документе, не должны подразумевать какие-либо ограничения предмета изобретения. Признаки, проиллюстрированные или обсуждаемые как часть одного варианта осуществления, могут быть использованы в другом варианте для получения еще одного варианта осуществления. Кроме того. Некоторые функции могут быть заменены аналогичными устройствами или функциями, не упомянутыми явно, которые выполняют ту же или аналогичную функцию.
РИС. 1 и 2 показаны соответственно первый и второй примерные варианты осуществления неполярного танталового конденсатора в соответствии с настоящим предметом изобретения. На обеих фиг. 1 и 2, элемент 10 полярного конденсатора (здесь также называемый блоком конденсатора или просто блоком 10) составляет основную часть полярного танталового конденсатора. Поверхности 11 заготовки 10 предпочтительно содержат катодные поверхности, и эти катодные поверхности 11 предпочтительно покрыты проводящей эпоксидной смолой или другим подходящим веществом.Как можно видеть, пробка 10 может иметь в целом цилиндрическую форму (как на фиг. 1) или в целом прямоугольную форму (как на фиг. 2), или может иметь любую другую полезную форму. Заглушка 10 конденсатора характеризуется двумя торцевыми поверхностями, в дальнейшем называемыми первым концом 12 и вторым концом 13 заглушки 10 конденсатора. Контактная площадка 14 печатной платы предпочтительно прикреплена к первому концу 12 заглушки 10 (и, таким образом, катодная часть полярного конденсатора), например, проводящей эпоксидной смолой. Контактная площадка 14 печатной платы предпочтительно изготовлена из проводящего материала, такого как золото или позолоченная медь, и может иметь цилиндрическую, прямоугольную или любую другую полезную форму.
Анодный стержень 18 (также называемый анодной проволокой, проволочным анодом или анодным выводом) выступает из второго конца 13 каждого полярного конденсатора. Предпочтительно, чтобы анодный стержень 18 был обрезанным и мог регулироваться до желаемой длины. Путем электрического соединения анодных стержней двух полярных конденсаторов создается неполярный конденсатор.
В общем предпочтительном варианте осуществления токопроводящая втулка 22 приваривается сопротивлением или точечной сваркой к каждому анодному стержню 18. Втулка 22 используется для вытеснения покрытия из толстого оксида или другого подходящего вещества, которое образуется на танталовом анодном стержне 18 во время процесса анодирования. используется для подготовки полярных конденсаторов.Втулка 22 обеспечивает поверхность для хорошего электрического контакта с анодным стержнем 18 и, таким образом, изготовлена из электропроводящего материала, такого как золото.
Поверх анодных стержней с муфтами помещается слой изоляции 26, а затем слой проводящего материала 30. Изоляционный слой гарантирует, что проводящий слой 30 находится только в электрическом контакте с анодной частью полярных конденсаторов, а не также внутри. контакт с катодной частью 11 конденсаторов. Слои 26 и 30 имеют отверстия, достаточно большие, чтобы позволить анодному стержню 18 с токопроводящей гильзой 22 проходить сквозь слои.Изоляционный слой 26 предпочтительно изготовлен из материала Delrin® толщиной 0,125 мм (0,005 дюйма). Проводящий слой 30 предпочтительно выполнен из меди, покрытой золотом. В качестве альтернативы можно использовать очень тонкую печатную плату (PCB), гибкую схему или тому подобное, и в этом случае изолирующий и проводящий слои объединяются в одну структуру. Например, проводник (например, из меди), который электрически соединяет анодные стержни двух полярных конденсаторов, может быть залит полиимидом.
Проводящая эпоксидная смола 34 или т.п. наносится поверх гильз 22 (которые могут иметь часть анодного стержня 18, выступающую из верхней части гильзы).Если эпоксидная смола 34 не является самоотверждающейся, ее необходимо отверждать, что обычно достигается путем нагревания или фотоотверждения эпоксидной смолы, как известно в данной области техники.
Во многих случаях требуется массив конденсаторов, а не один конденсатор. Предпочтительный вариант реализации решетки неполярных конденсаторов настоящего изобретения изображен на фиг. 3A и 3B. В настоящем варианте осуществления каждый полярный конденсаторный элемент или блок 10 имеет анодный стержень 18, выступающий из его вершины, который при необходимости обрезан и предпочтительно снабжен токопроводящим (например.g., золото), гильза 22. Заглушки 10 конденсатора могут быть расположены в виде некоторого вида симметричной матрицы. Например, примерный такой массив может соответствовать двум рядам из шестнадцати полярных танталовых конденсаторов. Таким образом, массив конденсаторов из 32 полярных танталовых конденсаторов в этом примере будет формировать массив из 16 неполярных танталовых конденсаторов. Следует понимать, что матрицы танталовых конденсаторов других размеров также могут быть сформированы в соответствии с раскрытой здесь технологией. Соответственно, для позиционирования заготовок во время изготовления массива может использоваться удерживающее приспособление.
В одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения заглушки 10 конденсаторов изолированы друг от друга через разделитель 44 решетки изолирующих конденсаторов. В таком случае удерживающее приспособление решетки предпочтительно состоит из разделителя 44 решетки и внешней рамки, которая окружает весь массив во время изготовления. Разделитель 44 решетки предпочтительно, но не обязательно, состоит из цельной конструкции и предпочтительно изготовлен из полиуретана, а более предпочтительно из полиэтилена высокой плотности (HDPE).После того, как заглушки 10 конденсатора установлены на место с разделителем 44 решетки, изолирующим заглушки друг от друга, предпочтительно наносится клей, такой как непроводящая эпоксидная смола или герметизирующий компаунд, чтобы прикрепить заглушки к сепаратору. В качестве альтернативы, посадка с натягом вместе с другими компонентами массива и их прикрепление к печатной плате используется для фиксации заглушек на разделителе массива.
Соединитель 48 решетки конденсаторов расположен над анодными стержнями 18, гильзами 22 и поверх множества заглушек 10, как показано на фиг.3А. Как описано ранее, этот соединитель может состоять из слоя изоляции и слоя проводящего материала или, что более предпочтительно, представляет собой единую структуру, такую как гибкая схема или очень тонкая соединительная плата печатной платы. Как видно на фиг. 3A, следы печатной платы предпочтительно соединяют анодные стержни каждой пары соседних полярных клемм 10 конденсатора, предпочтительно через золотые дорожки. В качестве альтернативы, как на фиг. 3B проводник (например, сделанный из меди) электрически соединяет анодные стержни каждой пары полярных конденсаторов и залит полиимидом.
Проводящую эпоксидную смолу или т.п. предпочтительно наносят на матрицу на каждом стыке анодного стержня / втулки / соединителя, а затем отверждают, как описано ранее со ссылкой на фиг. 1 и 2. Таким образом, конденсаторная решетка укомплектована и готова к снятию с удерживающего приспособления. Если желательно, катодная часть, доступная в нижней части каждой заготовки 10 конденсатора, может быть покрыта проводящим материалом, таким как серебро, для улучшения электрического и, возможно, механического соединения с решеткой конденсаторов.Электрическая схема полученной решетки неполярных конденсаторов показана на фиг. 4. Как и в случае с ранее описанными неполярными конденсаторами, массив конденсаторов предпочтительно прикрепляют к контактной площадке 14 печатной платы с помощью проводящей эпоксидной смолы.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения решетка неполярных конденсаторов, содержащая 16 неполярных танталовых конденсаторов, как снова представлено схемой на фиг. 4, выполняется без использования предварительно изготовленного разделителя 44 решетки конденсаторов или предварительно изготовленного соединителя 48 решетки конденсаторов.В таком варианте осуществления тридцать две полюсных заглушки 10 танталового конденсатора размещаются в удерживающем приспособлении, которое размещает заглушки как можно ближе друг к другу, чтобы они не соприкасались и чтобы в пространство между заглушками можно было ввести изоляционный материал.
В этом варианте, изображенном на фиг. 5A и 5B анодный стержень 18 каждого полярного конденсаторного элемента 10 изогнут под углом 90 градусов. При размещении в удерживающем приспособлении анодные стержни двух соседних сборок 10 конденсатора преимущественно перекрываются и свариваются друг с другом.Сгибание и сварка анодных стержней могут выполняться до или после размещения заглушек конденсатора в удерживающем приспособлении. Однако обычно предпочтительно выполнять сварку, когда пары конденсаторов вводятся в удерживающее приспособление, так что сварной шов создается с заглушками на надлежащем расстоянии друг от друга. Сварка анодных стержней 18 преимущественно разрушает оксидный слой, покрывающий анодные стержни, и электрически и механически соединяет два полярных конденсатора, которые составляют один неполярный конденсатор внутри массива.
Манипуляции с танталовыми анодными стержнями традиционно считаются нежелательными из-за хрупкого характера соединения с корпусом конденсатора и хрупкости самого танталового стержня. Однако изгиб анодного стержня, выполняемый в настоящем варианте осуществления, не имеет недостатков, имевших место до сих пор, главным образом потому, что каждый стержень изгибается только один раз, затем сваривается и после этого не подвергается манипуляциям.
После того, как заглушки 10 конденсатора окажутся на месте в удерживающем приспособлении, при этом анодные стержни каждой пары конденсаторов сварены вместе, в промежутки между заглушками вводится изолирующий материал, такой как непроводящая эпоксидная смола и, более предпочтительно, герметизирующий компаунд.Удерживающее приспособление предпочтительно имеет стороны, достаточно высокие, чтобы позволить изоляционному материалу покрывать сварные анодные стержни. Как только изолирующий материал затвердеет, массив конденсаторов удаляется из удерживающего приспособления.
Изоляционный материал варианта осуществления, показанного на фиг. 5A и 5B показаны пунктирными линиями. Общая высота H массива предпочтительно составляет менее 7,00 мм (0,275 дюйма), более предпочтительно менее 6,35 мм (0,250 дюйма) и наиболее предпочтительно около 6.00 мм (0,237 дюйма). Ширина W каждой отдельной слитка 10 конденсатора предпочтительно составляет менее 2,54 мм (0,100 дюйма), более предпочтительно менее 2,25 мм (0,089 дюйма) и наиболее предпочтительно около 2,00 мм (0,078 дюйма). Глубина D каждой отдельной слитка 10 конденсатора предпочтительно составляет менее 2,54 мм (0,100 дюйма), более предпочтительно менее 2,03 мм (0,080 дюйма) и наиболее предпочтительно около 1,73 мм (0,068 дюйма). Расстояние S между заготовками предпочтительно составляет менее 0,50 мм (0,020 дюйма), более предпочтительно менее 0 мм.30 мм (0,012 дюйма) и наиболее предпочтительно от примерно 0,20 мм (0,008 дюйма) до 0,23 мм (0,009 дюйма). Для всех размеров предпочтительнее наименьшее измерение.
Удерживающее приспособление предпочтительно позволяет поверхностям выступов 10 конденсаторов по периферии решетки конденсаторов в значительной степени определять края решетки конденсаторов. По существу, предпочтительно, чтобы очень небольшая часть изоляционного материала проходила между внешними краями заглушек 10 конденсатора и удерживающим приспособлением. Количество материала предпочтительно является достаточным для обеспечения когезионной способности массива конденсаторов без существенного увеличения внешних размеров массива.Еще раз, покрытие из серебра (или другого проводящего материала) предпочтительно наносят на нижние поверхности клемм конденсатора, составляющих массив, при подготовке к прикреплению проводящей эпоксидной смолы (или тому подобного) к целевой подложке, такой как контактная площадка печатной платы. 14.
Еще один вариант осуществления, показанный на фиг. 6A и 6B, содержит оболочку 50, в которой размещены пробки 10 конденсатора. Затем анодные стержни 18 можно согнуть и сварить, а на всю сборку нанести герметик / клей.В этом варианте осуществления оболочка 50 играет роль удерживающего приспособления, а также становится неотъемлемой частью массива конденсаторов. Конечно, для изготовления одиночного неполярного конденсатора предусмотрена оболочка только с двумя ячейками, а не с 32 ячейками.
Выступы 52 или выступ 54 предпочтительно, но не обязательно, сформированы в основании каждой ячейки в оболочке 50, как показано на фиг. 6С. Выступы или выступ устанавливают нижнюю часть каждой секции 10 конденсатора на предпочтительном расстоянии S от основания оболочки 50.Это пространство обеспечивает выемку под каждой блоком конденсатора 10 и отделенную от других ячеек оболочки 50, которая затем предпочтительно заполняется проводящей эпоксидной смолой, которая преимущественно используется для электрического и механического соединения неполярных конденсаторов группы конденсаторов с печатной платой. контактная площадка 14.
Танталовые конденсаторы и решетки конденсаторов согласно настоящему изобретению обладают улучшенными характеристическими свойствами. Представленные здесь иллюстративные варианты осуществления одиночного неполярного танталового конденсатора на напряжение около 25 В рассчитаны на температуру около 6 ° F.При испытании на частотах около 120 Гц исследуемый конденсатор имеет коэффициент рассеяния (DF) менее 6%. При испытании на расчетной частоте 100 кГц эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) составило около 1 Ом. Обычно может быть предпочтительным, чтобы такая емкостная структура характеризовалась как низким DF, так и низким ESR.
Дополнительные улучшенные характеристики рассматриваемого танталового конденсатора связаны с объемом и занимаемой площадью устройства. Площадь основания обычно определяется как площадь поверхности печатной платы или другой подходящей поверхности, которую устройство будет занимать при установке на ней.Типичные измерения емкости-напряжения (CV) на площадь основания одиночного неполяризованного танталового конденсатора составляют около 1800 мкФВ / см2. Как правило, это вдвое больше, чем у других известных неполяризованных танталовых конденсаторов.
Танталовый анод в типичных устройствах для поверхностного монтажа составляет примерно одну треть объема упакованного устройства. Раскрытая технология танталовых конденсаторов значительно улучшает такой типичный объемный КПД. Объемный КПД, измеренный для выбранных вариантов настоящего неполяризованного конденсатора, составляет около 4000 мкФВ / см3.Учитывая, что неполярный танталовый конденсатор рассчитан примерно на 6 мкФ при примерно 25 В, отдельный танталовый элемент из пары конденсаторов будет иметь номинальное значение примерно 12 мкФ при аналогичном напряжении. Поскольку такой одиночный (поляризованный) танталовый конденсатор имеет половину объема и в два раза большую емкость, чем рассматриваемый неполяризованный танталовый конденсатор, он имеет объемную эффективность 16000 мкФВ / см3. Другие аналогичные свойства и улучшенные характеристики могут быть легко оценены специалистом в данной области техники.