2. радиокомпоненты резисторы
 Скачать 1.13 Mb.
|
|
2.2.3.Основные параметры 1.Номинальная емкость. Значение емкости, которое обозначено на корпусе или указано в технической документации на конденсатор. Номинальные емкости конденсаторов стандартизованы. Для них чаще всего используют 4 ряда номинальных емкостей: Е3, Е6, Е12, Е24. Иногда используют ряды Е48, Е96, Е192. Так, в ряде Е3 имеется три значения номинальных емкостей в десятичном промежутке, которые соответствуют числам 1,0; 2,2; 4,7. Номинальные емкости конденсаторов могут быть указаны в виде буквенно-цифрового кода в русской или латинской (международной) транскрипции. Номинальные емкости обозначаются в пикофарадах (П или p), нанофарадах (Н или n), микрофарадах ( М, μ или V). При дробных значениях номинальных величин буквы, обозначающие единицы измерения, ставятся как и у резисторов на месте запятой. Как и у резисторов допускается маркировка номинальной емкости цветовым кодом (цветовые коды как у резисторов). 2.Допуск на номинальную емкость. Разность между номинальным и фактическим значением емкости. Существует 14 рядов допусков: от 0,1% (для прецизионных), до -20% +80% (ГОСТ 9661-73). Чаще всего используются допуски 5%, 10%, 20% (I, II, III классы точности), соответствующие рядам номинальных емкостей Е24, Е12, Е6. Как и у резисторов, допуск может быть указан с использованием буквенно-цифрового или цветового кодов. 3.Ток утечки ут I и сопротивление изоляции R из На постоянном токе через конденсатор протекает ток, называемый током утечки ут I ., который обусловлен конечным значением сопротивления между обкладками конденсатора – любой диэлектрик обладает электропроводностью. Измерение таких малых токов затруднительно, 3 поэтому вместо ут I чаще используют параметр, называемый сопротивлением изоляции конденсатора. Сопротивление изоляции R из - это сопротивление, оказываемое постоянному току, ут из I U R , где U – приложенное постоянное напряжение. 4. Тангенс угла потерь. Характеризует величину потерь, т.е. активную мощность, выделяющуюся на конденсаторе. В идеальном конденсаторе потери отсутствуют. Потери вызывают нагрев конденсатора. Если на конденсатор подано постоянное напряжение 0 U , то через конденсатор протекает только ток утечки, обусловленный сопротивлением изоляции из R , и активная мощность из a R U P 2 0 На переменном синусоидальном напряжении U через конденсатор протекает ток I , складывающийся из сквозного тока и токов, возникающих при поляризации диэлектрика (ток смещения и ток абсорбции). В результате угол сдвига фаз между векторами тока и напряжения, будет меньше, чем 90 0 Полная мощность на конденсаторе UI P , складывается из реактивной sin UI P r и активной cos UI P a составляющих. Тогда tg P P P UI P r r a sin cos cos cos Здесь - угол, дополняющий угол до 90 0 Таким образом, r a P P tg В реальных конденсаторах очень близок к 90 0 В конденсаторах различают две группы потерь м P - потери в металлических частях конденсатора и д P - потери в диэлектрических частях, каждая из которых складывается из нескольких составляющих. Так вибр мерц об выв м P P P P P , где выв P и об P - потери в выводах и обкладках соответственно; мерц P - потери, связанные с эффектом мерцания емкости; вибр P - потери от вибрации в обкладках. Потери в выводах и обкладках связанны с конечным омическим сопротивлением металлических выводов и обкладок при протекании по ним 4 тока (зависят от их конфигурации, удельного сопротивления материал, наличия скин-эффекта). Потери от эффекта мерцания возникают в конденсаторах с металлизированными обкладками. При нанесении тонких металлических пленок на поверхность твердого диэлектрика граница электрода получается неровной, а вблизи края электрода могут быть малые островки металла. При приложении напряжения между этими островками и краем пленки возможно возникновение микродуги, которая присоединяет эти островки к обкладками. Из-за этого емкость конденсатора скачкообразно увеличивается. Такие микродуги периодически вспыхивают и погасают, вызывая мерцание емкости конденсатора. На образование микродуг затрачивается энергия. В конденсаторах с фольговыми обкладками под действием значительного переменного электрического поля может происходить попеременное притяжение и отталкивание обкладок от диэлектрика – вибрация обкладок. На это затрачивается энергия, Для уменьшения таких потерь следует обеспечивать сильное механическое сжатие конденсатора. Потери в диэлектрических частях ион пол скв д P P P P , где скв P - потери на сквозную электропроводность; пол P - потери на поляризацию диэлектрика; ион P - потери на ионизацию воздушных и газовых включений в конденсаторе. Уровень потерь в диэлектрических частях конденсатора обычно выше, чем в металлических, поэтому тангенс угла потерь иногда называют тангенсом угла диэлектрических потерь. Величину обратную тангенсу потерь называют добротностью tg Q 1 . 5.Номинальное (рабочее) напряжение ном U ( раб U ). Напряжение, при котором конденсатор работает в течение всего срока эксплуатации в заданных условиях, сохраняя свои параметры в допустимых пределах. Номинальные напряжения конденсаторов стандартизованы и могут иметь значения от 1 до 10000 В (ГОСТ 9665-77). Особенностью применения конденсаторов является их работа под напряжением, содержащем постоянную и переменную составляющие. Сумма амплитуд постоянной и переменной составляющих не должна превышать номинальное напряжение. 6. Температурный коэффициент емкости. Характеризует температурную стабильность конденсатора: 0 1 C T C C , где С 0 – ёмкость при температуре 20 С. Т.о. ТКЕ – это относительное изменение емкости при изменении температуры не 1 градус. 5 Для керамических конденсаторов ТКЕ нормируется. Существует 16 групп: -3300*10 -6 1/ С М3300 … -33*10 -6 1/ С М33 0 1/ С МП0 +33*10 -6 1/ С П33 … +100*10 -6 1/ С П100. Такие конденсаторы используются для термокомпенсации колебательных контуров. Группа ТКЕ для керамических конденсаторов указывается на корпусе (возможна буквенная кодировка) или обозначаются цветом корпуса и маркировочной точки. Слюдяные конденсаторы по величине ТКЕ делятся на 4 группы: А не нормированное значение ТКЕ; Б 200*10 -6 1/ С В 100*10 -6 1/ С Г 50*10-6 1/ С 7.Закон изменения емкости. Показывает зависимость ёмкости конденсатора от угла поворота ротора. Используется для характеристики переменных конденсаторов: - прямоемкостные (прямая пропорциональная зависимость между емкостью и углом поворота ротора); - прямоволновые (прямая пропорциональная зависимость между длиной волны колебательного контура, в который включен конденсатор, и углом поворота ротора); - прямочастотные (прямая пропорциональная зависимость между частотой колебательного контура, в который включен конденсатор, и углом поворота ротора); логарифмические (логарифмическая зависимость между емкостью и углом поворота ротора); позволяет получить одинаковые приращения ёмкости на любом участке характеристики). 2.2.4.Схема замещения С – емкость конденсатора; С з – емкость относительно корпуса; R из – сопротивление изоляции; 6 R п – сопротивление потерь; L c – паразитная индуктивность (определяется конструкцией конденсатора, ограничивает рабочую частоту). 2.2.5.Система обозначений. ГОСТ 11076-69 и ОСТ 11.074.008-78. 1 элемент (буква или буквы, обозначают разновидность конденсатора): К – постоянный конденсатор; КТ – подстроечный конденсатор; КП – переменный конденсатор; КН – вариконд. 2 элемент (двухзначное число, первая цифра которого характеризует тип диэлектрика, а вторая - особенности диэлектрика или эксплуатации, в состав этого элемента может входить и буква, обозначающая в каких цепях может использоваться конденсатор (П - для работы в цепях постоянного и переменного токов; Ч - для работы в цепях переменного тока; У -для работы в цепях постоянного тока и в импульсных режимах; И - для работы в импульсных режимах)): Для конденсаторов группы К: - 10 керамические, с рабочим напряжением менее 1600В; - 15 керамические, с рабочим напряжением более 1600В; … - 50 оксидные, электролитические алюминиевые; - 51 оксидные, электролитические танталовые, ниобиевые; Для конденсаторов групп КП и КТ: - 1 вакуумные; - 2 воздушные; - 3 газообразные; - 4 твердые. 3 элемент (число, порядковый номер разработки). Например: К50-6, К31У-3, КТ4-1. 2.2.6.Условные графические обозначения. ГОСТ 2.728-74. Позиционное обозначение на схемах электрических принципиальных - С. постоянной емкости полярный переменной емкости подстроечный вариконд U 7 2.2.7.Разновидности конденсаторов. 1.Бумажные. В качестве диэлектрика используется специальная конденсаторная бумага (КОН-50), обкладки фольговые. Все сворачивается в рулон. Пропитываются воскообразным веществом или маслом. Достоинства: - малая стоимость, - способность длительное время выдерживать электрическую перегрузку, - широкие диапазон номинальных емкостей (от 0,01 мкФ до десятков мкФ); - широкий диапазон рабочих напряжений. Недостатки: - большие габариты; - малая температурная и временная стабильность; - большие потери (используют на частотах до 1 МГц). В настоящее время вытесняются пленочными. 2.Металлобумажные. Диэлектрик конденсаторная бумага, но обкладки напыляются на бумагу методом испарения в вакууме. Толщина полученной пленки 0,03-0,05 мкм. Достоинства: - способность самовосстанавливаться после пробоя (из-за малой толщины обкладок, металл в месте пробоя испаряется), - большие, чем у бумажных удельные емкости и меньшие габариты. Недостатки: - меньшая стабильность, - повышенные токи утечки. 3. Слюдяные. В виде пакета из слюдяных пластинок и обкладок (алюминий или оловянно-свинцовый сплав), а затем всё это герметизируется. Выпускают конденсаторы как с фольговыми, так и с металлизированными обкладками. Достоинства: - малые потери (работают на частотах до 100МГц), - высокая стабильность, - способность работы при высоких реактивных мощностях (до сотен ВАр). Недостатки: - большие габариты -относительно высокая стоимость. В настоящее время вытесняются керамическими. 4.Керамические. Диэлектрик выполнен из ВЧ керамики, обкладки наносятся методом вжигания серебра. Достоинства: 8 - высокая стабильность, - малые потери, - высокие удельные емкости у низкочастотных, - возможность нормирования ТКЕ, - малая стоимость. Недостатки: - сильная зависимость емкости от температуры у низкочастотных. 5.Стеклянные. В качестве диэлектрика используется стекло, удельная емкость выше, чем у слюдяных. Достоинства: - малая стоимость, - высокая временная стабильность, - обладают высокой электрической прочностью, - малые токи утечки. 6. Стеклокерамические. Диэлектрик – это стекло смешанное с керамикой, для увеличения Это расширило диапазон емкостей. 7.Пленочные. Диэлектрик – это синтетическая пленка с фольговыми или металлизированными обкладками. В качестве диэлектрика используются органические полярные (используют на НЧ, имеют большие потери на поляризацию) и неполярные (малые потери, возможно использование на ВЧ) диэлектрики. Разновидности: Полистирольные – полистирол неполярный диэлектрик, имеют малые токи утечки, плавится при низкой температуре. Фторопластовые – неполярный диэлектрик, высокая рабочая температура (до 180 0 С), малый ТКЕ, малые токи утечки. Полиэтилентерефтолатные (лавсановые) – полярный диэлектрик, используются на НЧ. 8.Оксидные. В качестве диэлектрика является пленка окисла металла (толщина до сотых долей мкм), сформированная на поверхности металлического электрода, называемого анодом. В качестве пленок используются окислы тантала, ниобия или алюминия, формируемые электрохимическим способом. Второй обкладкой конденсатора является электролит (в электролитических конденсаторах) или твердые полупроводник или токопроводящий полимер (в твердотельных). В качестве электролита используются концентрированные растворы кислот, солей и их смеси. Достоинства: - высокие удельные емкости. Недостатки: 9 - высокий уровень потерь (на 1-2 порядка больше бумажных, tgδ достигает значения 1,0); - большая паразитная индуктивность; - они полярны (требую соблюдения полярности при включении и могут работать только при подведении к аноду положительного потенциала, а к катоду - отрицательного). Для увеличения площади обкладок, а, следовательно, увеличения удельной емкости фольгу травят (это позволяет увеличить площадь обкладки в 20-100 раз) или делают анод в виде объемно-пористого тела путем прессования мелкодисперсного порошка металла и спекания его при высокой температуре методами порошковой металлургии. После окисления его поверхности анод пропитывается электролитом. Выпускают: - оксидные электролитические алюминиевые; - оксидные электролитические танталовые; у танталового окисла в 2.5 раза больше, чем у окисла алюминия, следовательно, меньшие габариты, - оксидные электролитические ниобиевые; у ниобия больше в 5 раз, чем у алюминия, У твердотельных конденсаторов электролит заменен полупроводником или токопроводящей полимерной пленкой, здесь нет проблем с испарением электролита, что увеличивает стабильность и долговечность. Они не взрываются. |