Električni kondenzatorji

Električni kondenzatorji so sredstva za akumulacijo električne energije v električnem polju. Tipične aplikacije za električne kondenzatorje so gladilni filtri v napajalnikih, medstopenjska komunikacijska vezja v ojačevalnikih izmeničnega toka, filtriranje šuma na napajalnih tirnicah za elektronsko opremo itd.

Električne lastnosti kondenzatorja so določene z njegovo zasnovo in lastnostmi uporabljenih materialov.

Pri izbiri kondenzatorja za določeno napravo je treba upoštevati naslednje okoliščine:

a) zahtevana vrednost kapacitivnosti kondenzatorja (μF, nF, pF),

b) delovna napetost kondenzatorja (največja vrednost napetosti, pri kateri lahko kondenzator deluje dolgo časa, ne da bi spremenil svoje parametre),

c) zahtevana natančnost (možna disperzija vrednosti kapacitivnosti kondenzatorja),

d) temperaturni koeficient kapacitete (odvisnost kapacitete kondenzatorja od temperature okolja),

e) stabilnost kondenzatorja,

f) dielektrični tok uhajanja kondenzatorja pri nazivni napetosti in dani temperaturi.(Dielektrično upornost kondenzatorja je mogoče določiti.)

Tabele 1 - 3 prikazujejo glavne značilnosti različnih vrst kondenzatorjev.

Tabela 1. Značilnosti keramičnih, elektrolitskih in metaliziranih filmskih kondenzatorjev

Parameter kondenzatorja Tip kondenzatorja Keramični elektrolitski na osnovi metaliziranega filma Območje kapacitivnosti kondenzatorja 2,2 pF do 10 nF 100 nF do 68 μF 1 μF do 16 μF Natančnost (možna razpršenost vrednosti kapacitivnosti kondenzatorja), % ±10 in ±20 -10 in +50 ± 20 Delovna napetost kondenzatorjev, V 50 — 250 6,3 — 400 250 — 600 Stabilnost kondenzatorja Zadostna Slaba Zadostna Temperaturno območje okolja, OS -85 do +85 -40 do +85 -25 do +85

Tabela 2. Značilnosti sljudnih kondenzatorjev in kondenzatorjev na osnovi poliestra in polipropilena

Parameter kondenzatorja Vrsta kondenzatorja Kondenzator na osnovi polipropilena na osnovi sljude Razpon kapacitivnosti 2,2 pF do 10 nF 10 nF do 2,2 μF 1 nF do 470 nF Natančnost (možna razpršenost vrednosti kapacitivnosti kondenzatorja), % ±1 ±20 ±20 Delovna napetost kondenzatorjev, V 350 250 1000 Stabilnost kondenzatorja Odlično dobro dobro Razpon temperature okolja, OS -40 do +85 -40 do +100 -55 do +100

Tabela 3. Značilnosti sljudnih kondenzatorjev na osnovi polikarbonata, polistirena in tantala

Parameter kondenzatorja

Vrsta kondenzatorja

Na osnovi polikarbonata

Na osnovi polistirena

Na osnovi tantala

Območje kapacitete kondenzatorja 10 nF do 10 μF 10 pF do 10 nF 100 nF do 100 μF Natančnost (možna disperzija vrednosti kapacitete kondenzatorja), % ±20 ±2,5 ±20 Delovna napetost kondenzatorjev, V 63 — 630 160 6,3 — 35 Stabilnost kondenzatorja Odlično Dobro Zadostno temperaturno območje okolja, OS -55 do +100 -40 do +70 -55 do +85

Keramični kondenzatorji se uporabljajo v ločevalnih vezjih, elektrolitski kondenzatorji se uporabljajo tudi v ločevalnih vezjih in gladilnih filtrih, metalizirani filmski kondenzatorji pa se uporabljajo v visokonapetostnih napajalnikih.

Kondenzatorji iz sljude, ki se uporabljajo v napravah za reprodukcijo zvoka, filtrih in oscilatorjih. Poliestrski kondenzatorji so kondenzatorji za splošno uporabo in polipropilenski kondenzatorji, ki se uporabljajo v tokokrogih enosmerne napetosti.

Polikarbonatni kondenzatorji se uporabljajo v filtrih, oscilatorjih in časovnih vezjih. Polistirenski in tantalovi kondenzatorji se uporabljajo tudi v sinhronizacijskih in ločilnih vezjih. Veljajo za kondenzatorje za splošno uporabo.

Majhne opombe in nasveti za delo s kondenzatorji

Vedno se morate spomniti, da se morajo delovne napetosti kondenzatorjev zmanjšati z naraščajočo temperaturo okolja, zato je za zagotovitev visoke zanesljivosti potrebno ustvariti veliko rezervo napetosti.

Če je navedena najvišja trajna obratovalna napetost kondenzatorja, se to nanaša na najvišjo temperaturo (če ni drugače določeno). Zato kondenzatorji vedno delujejo z določeno mejo varnosti. vendar je treba zagotoviti njihovo dejansko delovno napetost na ravni 0,5-0,6 dovoljene vrednosti.

Če ima kondenzator določeno mejo izmenične napetosti, se to nanaša na frekvenco (50-60) Hz. Za višje frekvence ali v primeru impulznih signalov je treba obratovalno napetost dodatno znižati, da preprečimo pregrevanje naprav zaradi dielektričnih izgub.

Veliki kondenzatorji z nizkimi tokovi uhajanja lahko zadržijo nakopičeno polnjenje precej dolgo po izklopu opreme. Za večjo varnost je treba kondenzatorju v razelektritvenem krogu priključiti upor 1 MΩ (0,5 W).

V visokonapetostnih tokokrogih se kondenzatorji pogosto uporabljajo zaporedno. Za izenačitev napetosti na njih morate na vsak kondenzator vzporedno priključiti upor z uporom 220k0m do 1 MΩ.

riž. 1 Uporaba uporov za izenačitev napetosti kondenzatorja

Keramični prepustni kondenzatorji lahko delujejo na zelo visokih frekvencah (nad 30 MHz)… Namestijo se neposredno na ohišje naprave ali na kovinski zaslon.

Nepolarni elektrolitski kondenzatorji imajo kapaciteto od 1 do 100 μF in so zasnovani za r.m.s. napetost 50 V. Poleg tega so dražji od običajnih (polarnih) elektrolitskih kondenzatorjev.

Pri izbiri kondenzatorja za močnostni filter morate biti pozorni na amplitudo impulza polnilnega toka, ki lahko znatno preseže dovoljeno vrednost…. Na primer, za kondenzator s kapaciteto 10.000 μF ta amplituda ne presega 5 A.

Pri uporabi elektrolitskega kondenzatorja kot ločilnega kondenzatorja je treba pravilno določiti polarnost njegove vključitve ... Tok uhajanja tega kondenzatorja lahko vpliva na način ojačevalne stopnje.

V večini aplikacij so elektrolitski kondenzatorji zamenljivi... Paziti morate le na vrednost njihove delovne napetosti.

Svinec na zunanji folijski plasti polistirenskih kondenzatorjev je pogosto označen z barvnim nizom. Povezan mora biti s skupno točko vezja.

Pri visokih frekvencah se poveča odpornost parazitskih induktivnosti kondenzatorja, kar poslabša njegove lastnosti. Slika 2 prikazuje poenostavljeno ekvivalentno vezje kondenzatorja z upoštevanjem induktivnosti vhodov.

riž.2 Ekvivalentno vezje visokofrekvenčnega električnega kondenzatorja

Barvno kodiranje kondenzatorja

Pri večini kondenzatorjev sta navedena njihova nazivna kapaciteta in delovna napetost. Vendar pa obstaja tudi barvno kodiranje.

Nekateri kondenzatorji so označeni z dvovrstičnim napisom. Prva vrstica prikazuje njihovo kapaciteto (pF ali μF) in natančnost (K = 10%, M — 20%). Druga vrstica prikazuje dovoljeno enosmerno napetost in kodo dielektričnega materiala.

Monolitni keramični kondenzatorji so označeni s trimestno kodo.Tretja številka označuje, koliko ničel je treba podpisati prvima dvema, da dobimo kapaciteto v pikofaradih.

Barvna koda, ki označuje nazivno moč kondenzatorja (288 kb)

Primer. Kaj pomeni koda kondenzatorja 103? Koda 103 pomeni, da morate številu 10 dodeliti tri ničle, nato pa dobite kapacitivnost kondenzatorja - 10.000 pF.

Primer. Kondenzator je označen z 0,22 / 20 250. To pomeni, da ima kondenzator kapacitivnost 0,22 μF ± 20% in je zasnovan za konstantno napetost 250 V.