Меню

Пленочный конденсатор для постоянного тока

Ключевые характеристики пленочных силовых конденсаторов для компенсации реактивной мощности

Как обеспечить максимальную защиту устройства в условиях агрессивной окружающей среды, где имеют место такие воздействия, как вибрация, высокая температура или удары? Вопросы подобного рода всегда стоят перед разработчиками. Ни для кого не секрет, что надежность работы любого электронного устройства напрямую зависит от качества применяемых компонентов. Один из вариантов решения данной проблемы — конструктивное расположение компонентов как можно дальше от источника воздействия. Но это не всегда представляется возможным, либо в силу конструктивных особенностей изделия, либо если рабочая температура достаточно высока. Нефтегазовая отрасль, автостроение (а конкретно — системы зажигания двигателей), геофизика, авиастроение — вот сферы, где проблема надежности компонентов стоит особенно остро.

На производстве высоконадежных пассивных компонентов специализируется небольшое число производителей. Их продукция, как правило, не является массовой и изготавливается под заказ. Современные подходы к разработке новых технологий производства пленочных конденсаторов сводятся к поиску диэлектрика, который будет одновременно обладать хорошими характеристиками по напряжению и температуре, иметь высокое качество металлизации электродов, должен быть создан на основе полимерного материала и, при этом, иметь очень небольшую толщину. Кроме того, важными аспектами являются и такие процессы, как нанесение металлизации, пайка, расширение списка материалов и способов их интеграции в сочетании с хорошими температурными и климатическими характеристиками.

Один из производителей, успешно решающих эти задачи, — это французская фирма Eurofarad, чьей основной продукцией, как нетрудно догадаться по названию, являются высокотехнологичные конденсаторы.

Конденсатор пленочный: что это, и каковы его типы?

Прародителями конденсаторов можно считать немецкого служителя католической церкви по имени Эвальд Юрген фон Клейст и голландского физика Питера ван Мушенбрука, которые независимо друг от друга изобрели прототип конденсатора, так называемую лейденскую банку.
Простейшее емкостное устройство имеет электроды, которые именуются обкладками. Они разделены диэлектриком очень малой толщины (по отношению к размерам обкладок). На практике имеют место многослойные конденсаторы или чередующиеся ленты из изоляторов и электродов.

Пленочные конденсаторы

Чем больше площадь обкладок конденсатора, тем значительней его емкость. Для увеличения площади были предложены пленочные устройства. За счёт большого количества слоёв достигается увеличение площади, следовательно, приумножается ёмкость.

К плёночным относятся конденсаторы типа К73-17. Исполнения на различные пределы напряжений дают возможность применять их в цепях постоянного тока,а так же в различных фильтрах и резонансных схемах. Ёмкостные истосники питания и выпрямительные схемы тоже содержат компоненты подобного типа. На рисунке показаны конденсаторы на напряжение 63 В.

Диэлектрик, который может быть использован для плёночного конденсатора: тефлон, поликарбонат, металлизированная бумага, майлар, полипропилен. Диапазон емкостей, измеряемых в фарадах, широк. Он колеблется от 5 пикофарад (это минимально возможная величина) до максимального размера в 100 микрофарад. Также при подборе характеристик учитывается номинальное напряжение, которое тоже имеет широкие пределы. Довольно часто в различных областях оправдано применение высоковольтных конденсаторов, величина напряжения которых достигает 2000 вольт.

Фольговые и металлизированные конденсаторы с диэлектриком из бумаги и/или полимерной пленки.

Фольговые и металлизированные, в том числе фольгово-металлизированные (металлизированные согласно ГОСТ IEC 61071-2014) конденсаторы с диэлектриком из бумаги и/или полимерной пленки классифицируются по:

  • конструктивному исполнению (форм-фактору) на конденсаторы с SMD (Surface-mount — поверхностного монтажа), аксиальным (осевым), радиальным и индивидуальным (Customized) вводом/выводом контактов;
  • диэлектрику (согласно DIN 41 379 и семейства технических регламентов DIN IEC 60384) на типы, представленные в таблице ниже.

Таблица. Классификация типов фольговых и металлизированных конденсаторов с диэлектриком из бумаги и/или полимерной пленки по материалу диэлектрика.

Диэлектрик Международная аббревиатура диэлектрика (и торговая марка/бренд производителя пленки) Тип конденсатора по европейским техническим регламентам и DIN 41379
Фольговые (Folkos, foil) Металлизированные с электродом – покрытием на диэлектрике (Мetallized) Металлизированные с электродами – фольгой и покрытием на диэлектрике (Мetallized + metal foil)
Бумага (Papier) Р (F) МР нет
Полиэтилентерефталат, полиэстер (Polyethylenterephthalat, Polyester) PET (Hostaphan®, Mylar®) (F)KT MKT; MKS MFT
Полиэтиленнафталат (Polyethylennaphtalat) PEN (Kaladex®) (F)KN MKN Не формализовано
Полиэтиленсульфид (Polyphenylensulfid) PPS (Torelina®) (F)KI MKI Не формализовано
Полипропилен (Polypropylen) PP (Treofan®) (F)KP MKP MFP
Полистирол (Polystyrol) PS (Styroflex) KS Не формализовано
Ацетат целлюлозы (Celluloseacetat) CA (F)KU MKU Не формализовано
Поликарбонат (Polycarbonat) PC (Makrofol®) (F)KC MKC Не формализовано
Многослойные со смешанным (Misch-Dielektrika) диэлектриком (металлизированной бумагой и полимером) Р и РР (но в основном с полипропиленом) MKV (с металлизированной с двух сторон бумагой), MPK (с металлизированной с одной стороны бумагой)

Иные обозначения типов пленочных конденсаторов не формализованы, некорректны и de jure не должны использоваться. Все металлизированные конденсаторы по умолчанию являются самовосстанавливающимися.

Таблица. Свойства диэлектриков пленочных конденсаторов.

Свойства Материал диэлектрика
PET PEN PPS PP
Диэлектрическая проницаемость при 1 кГц 3,3 3,0 3,0 2,2
Минимальная толщина пленки, мкм 0,7 0,9 1,2 3,0
Поглощение влаги, % низкое 0,4 0,05

Рис. (слева направо) Производство пленочных конденсаторов с полимерным диэлектриком по Stacked-film technology, формирование контактов вывода/ввода.

Проверка работоспособности конденсатора

Проще всего проверить исправность радиоэлемента при помощи мультиметра. В режиме проверки ёмкости, который имеется на современных цифровых приборах, можно достаточно быстро определить, пригоден ли радиоэлемент для дальнейшего использования. Используя стрелочный тестер, необходимо проследить отклонение стрелки. После небольшого скачка она возвращается в положение «0» или есть небольшое отклонение. Это говорит о неисправности (пробое). Такой компонент использовать нельзя из-за угрозы возникновения короткого замыкания в цепи. Если стрелка слегка отклоняется, но не достигает бесконечности, здесь присутствует так называемый ток утечки, а емкость маловата. При использовании такого элемента неэффективная работа приведёт к тому, что функции будут реализованы не на 100%. Применение такого конденсатора нецелесообразно.

Как проверить плёночный конденсатор, если он запаян на плате? Присоединив в цепь параллельно исправный, подобный испытуемому элемент, можно сделать вывод о необходимости замены и понять, работоспособен ли прежний компонент.

Маркировка

В случае, если маркировка пленочного конденсатора нечёткая вследствие потёртостей, можно узнать значение этой характеристики при помощи мультиметра с функцией замера емкости. Обычно мультиметр располагает пятью пределами. При тестировании щупы подключают к специальным штекерам для измерения емкости с обозначением Сх. Необходимо строго соблюдать полярность. Иногда вместо гнезд на панели имеются металлические пластины, к которым нужно подсоединить выводы конденсатора, не забывая про полярность.

Конденсаторы пленочные достаточно широко используются для работы в различных цепях постоянного и переменного тока, в бытовой аппаратуре и радиоэлектронике, в конструкциях на печатных платах. Множество модификаций и разнообразие габаритных размеров позволяет применять их практически без ограничений в любых конструкциях.

Помехоподавляющие конденсаторы типов X и Y

Пленочные конденсаторы находят широкое применение во входных и выходных фильтрах для подавления дифференциальных (противофазных) и синфазных помех. Это так называемые конденсаторы типов или классов X и Y. Специально разработанные конденсаторы имеют маркировку X и Y. Класс X1 используется в трехфазном промышленном оборудовании. Эти конденсаторы гарантированно выдерживают броски напряжения до 4 кВ. Более распространенным является класс X2, он используется в бытовых приборах с напряжением сети до 250 В и выдерживает короткие импульсы до 2,5 кВ.

Конденсаторы Y1 устанавливают при номинальном сетевом напряжении более 250 В, они выдерживают импульсное напряжение до 8 кВ. При сетевом напряжении до 250 В используют Y2. Эти конденсаторы выдерживают короткие импульсы до 5 кВ.

Как правильно соединять конденсаторы?

У многих начинающих любителей электроники в процессе сборки самодельного устройства возникает вопрос: “Как правильно соединять конденсаторы?”

Казалось бы, зачем это надо, ведь если на принципиальной схеме указано, что в данном месте схемы должен быть установлен конденсатор на 47 микрофарад, значит, берём и ставим. Но, согласитесь, что в мастерской даже заядлого электронщика может не оказаться конденсатора с необходимым номиналом!

Похожая ситуация может возникнуть и при ремонте какого-либо прибора. Например, необходим электролитический конденсатор ёмкостью 1000 микрофарад, а под рукой лишь два-три на 470 микрофарад. Ставить 470 микрофарад, вместо положенных 1000? Нет, это допустимо не всегда. Так как же быть? Ехать на радиорынок за несколько десятков километров и покупать недостающую деталь?

READ Как подключить датчик уровня топлива на скутере

Как выйти из сложившейся ситуации? Можно соединить несколько конденсаторов и в результате получить необходимую нам ёмкость. В электронике существует два способа соединения конденсаторов: параллельное и последовательное.

В реальности это выглядит так:

Параллельное соединение Принципиальная схема параллельного соединения Последовательное соединение Принципиальная схема последовательного соединения

Также можно комбинировать параллельное и последовательное соединение. Но на практике вам вряд ли это пригодиться.

Как рассчитать общую ёмкость соединённых конденсаторов?

Помогут нам в этом несколько простых формул. Не сомневайтесь, если вы будете заниматься электроникой, то эти простые формулы рано или поздно вас выручат.

Общая ёмкость параллельно соединённых конденсаторов:

С1 – ёмкость первого;

С2 – ёмкость второго;

С3 – ёмкость третьего;

СN – ёмкость N-ого конденсатора;

Cобщ – суммарная ёмкость составного конденсатора.

Как видим, при параллельном соединении ёмкости нужно всего-навсего сложить!

Внимание! Все расчёты необходимо производить в одних единицах. Если выполняем расчёты в микрофарадах, то нужно указывать ёмкость C1, C2 в микрофарадах. Результат также получим в микрофарадах. Это правило стоит соблюдать, иначе ошибки не избежать!

Чтобы не допустить ошибку при переводе микрофарад в пикофарады, а нанофарад в микрофарады, необходимо знать сокращённую запись численных величин. Также в этом вам поможет таблица. В ней указаны приставки, используемые для краткой записи и множители, с помощью которых можно производить пересчёт. Подробнее об этом читайте здесь.

Ёмкость двух последовательно соединённых конденсаторов можно рассчитать по другой формуле. Она будет чуть сложнее:

Внимание! Данная формула справедлива только для двух конденсаторов! Если их больше, то потребуется другая формула. Она более запутанная, да и на деле не всегда пригождается

Или то же самое, но более понятно:

Если вы проведёте несколько расчётов, то увидите, что при последовательном соединении результирующая ёмкость будет всегда меньше наименьшей, включённой в данную цепочку. Что это значить? А это значит, что если соединить последовательно конденсаторы ёмкостью 5, 100 и 35 пикофарад, то общая ёмкость будет меньше 5.

В том случае, если для последовательного соединения применены конденсаторы одинаковой ёмкости, эта громоздкая формула волшебным образом упрощается и принимает вид:

Здесь, вместо буквы M ставиться количество конденсаторов, а C1 – его ёмкость.

Стоит также запомнить простое правило:

При последовательном соединении двух конденсаторов с одинаковой ёмкостью результирующая ёмкость будет в два раза меньше ёмкости каждого из них.

Таким образом, если вы последовательно соедините два конденсатора, ёмкость каждого из которых 10 нанофарад, то в результате она составит 5 нанофарад.

Не будем пускать слов по ветру, а проверим конденсатор, замерив ёмкость, и на практике подтвердим правильность показанных здесь формул.

Возьмём два плёночных конденсатора. Один на 15 нанофарад (0,015 мкф.),а другой на 10 нанофарад (0,01 мкф.) Соединим их последовательно. Теперь возьмём мультиметр Victor VC9805+ и замерим суммарную ёмкость двух конденсаторов. Вот что мы получим (см. фото).

Замер ёмкости при последовательном соединении

Ёмкость составного конденсатора составила 6 нанофарад (0,006 мкф.)

А теперь проделаем то же самое, но для параллельного соединения. Проверим результат с помощью того же тестера (см. фото).

Измерение ёмкости при параллельном соединении

Как видим, при параллельном соединении ёмкость двух конденсаторов сложилась и составляет 25 нанофарад (0,025 мкф.).

Что ещё необходимо знать, чтобы правильно соединять конденсаторы?

Во-первых, не стоит забывать, что есть ещё один немаловажный параметр, как номинальное напряжение.

При последовательном соединении конденсаторов напряжение между ними распределяется обратно пропорционально их ёмкостям. Поэтому, есть смысл при последовательном соединении применять конденсаторы с номинальным напряжением равным тому, которое имеет конденсатор, взамен которого мы ставим составной.

Если же используются конденсаторы с одинаковой ёмкостью, то напряжение между ними разделится поровну.

Для электролитических конденсаторов.

При соединении электролитических конденсаторов (электролитов) строго соблюдайте полярность! При параллельном соединении всегда подключайте минусовой вывод одного конденсатора к минусовому выводу другого,а плюсовой вывод с плюсовым.

Параллельное соединение электролитов Схема параллельного соединения

В последовательном соединении электролитов ситуация обратная. Необходимо подключать плюсовой вывод к минусовому. Получается что-то вроде последовательного соединения батареек.

Последовательное соединение электролитов Схема последовательного соединения

Также не забывайте про номинальное напряжение. При параллельном соединении каждый из задействованных конденсаторов должен иметь то номинальное напряжение, как если бы мы ставили в схему один конденсатор. То есть если в схему нужно установить конденсатор с номинальным напряжением на 35 вольт и ёмкостью, например, 200 микрофарад, то взамен его можно параллельно соединить два конденсатора на 100 микрофарад и 35 вольт. Если хоть один из них будет иметь меньшее номинальное напряжение (например, 25 вольт), то он вскоре выйдет из строя.

Желательно, чтобы для составного конденсатора подбирались конденсаторы одного типа (плёночные, керамические, слюдяные, металлобумажные). Лучше всего будет, если они взяты из одной партии, так как в таком случае разброс параметров у них будет небольшой.

READ Как подключить полный безлимит интернет на билайн

Конечно, возможно и смешанное (комбинированное) соединение, но в практике оно не применяется (я не видел

). Расчёт ёмкости при смешанном соединении обычно достаётся тем, кто решает задачи по физике или сдаёт экзамены

Источник

Ключевые характеристики пленочных силовых конденсаторов для компенсации реактивной мощности

Для профильных специалистов в области проектирования и разработки устройств компенсации реактивной мощности для силовых сетей (см. подробнее о косинусных/компенсационных конденсаторах в установках КРМ, УКРМ, УКЛ (П) и др. здесь) уже давно не является откровением факт, что ГОСТ 21415-75 «Конденсаторы. Термины и определения» (в ред. 01.05.2005), а тем более прошедший актуализацию 01.05.2009 практически без изменений ГОСТ 27390-87 (СТ СЭВ 5020-85) «Конденсаторы самовосстанавливающиеся для повышения коэффициента мощности» морально устарели не только по регламентируемым нормам/требованиям, но и по используемой терминологии. В то же время DIN IEC 60384 и DIN 41 379 (не действует), IEC 1071 — ½ (идентичны EN 61071 — 1/2 и VDE 0560 — 120/121), IEC 831 —1/2 (идентичны EN 60831 — 1/2 и VDE 0560 — 46/47) после введения изменений к ФЗ «О техническом регулировании» по факту так и остались декларативными. Тем не менее и отечественные КРМ, УКРМ, УКЛ (П) и их аналоги, и импортируемые в Россию установки компенсации реактивной мощности преимущественно базируются на пленочных силовых конденсаторах, а их аббревиатура и заявленные характеристики далеко не всегда находятся в пределах допустимых границ, установленных международными стандартами.

Современная концепция пленочных конденсаторов

Практическое отсутствие четкой и корректной формализации термина и определения пленочных конденсаторов после отмены действия DIN 41 379 обусловило вполне логичное зачисление в эту категорию металлизированных (бумажных и полимерных с напылением слоя металла на диэлектрик до 0.3 его толщины), фольговых (с бумажным или полимерным диэлектриком и слоем фольги до 25 мкм) и фольгово-металлизированных многослойных полимерных и бумажно-полимерных конденсаторов. Причем активная работа производителей по созданию максимально совершенного продукта сегодня сместила акцент на выпуск именно многослойных конструкций типа MKV (двусторонняя металлизация диэлектрика), МРК (металлизация слоя диэлектрика по одной стороне), хотя достаточно востребованными пока остаются металлизированные конденсаторы типа МКК (MKK-AC и MKK-DC соответственно для напряжения переменного и постоянного тока), а также МР (в основном благодаря сравнительно низкой стоимости).
Несмотря на рекламные заявления ряда производителей о наличии только в их продукции уникальной функции Self-Healing (восстановление электрических свойств после пробоя диэлектрика), de facto практически все реализуемые сегодня пленочные конденсаторы самовосстанавливающиеся, хотя могут отличаться разным временем до критического уменьшения емкости из-за пробоев и/или срабатывания механических предохранителей (прерывателей избыточного давления в терминологии ГОСТ 27390-87) вследствие повышения в процессе самовосстановления внутреннего давления в корпусе.

В качестве диэлектрика для пленок производители предпочитают использовать полипропилен (около 55% рынка) из-за низкой диэлектрической абсорбции материала и сравнительно невысокой цены, полиэфир(до 40% рынка), в небольших объемах выпускаются пленочные конденсаторы с диэлектриком из полифениленсульфида (около 3%), полиэтилена (до 1%), PTFE илиPVDF (до 1%), а также полиэтиленнафталата, диэлектрическая абсорбция которого сравнима с диэлектрической абсорбцией полипропилена.

Таблица. Диэлектрическая абсорбция полимеров-диэлектриков

Полиэтилентерефталат и полиэстер (Polyethylenterephthalat, Polyester — PET)

Полипропилен (Polypropylen — РР)

Полифениленсульфид (Polyphenylensulfid — PPS)

Полиэтиленнафталат (Polyethylennaphtalat — PEN)

Для повышения электрической прочности (стойкости диэлектрика к пробою) и эффективного рассеивания тепла обмотки пленочных конденсаторов пропитываются силиконовыми маслами/лаками, реагентами на базе минеральных масел, воска и синтетических углеводородов или заполняются инертным газом, что практически нивелирует риски коррозии металлических слоев и корпуса. В соответствии с массово применяемыми в производстве пленочных конденсаторов технологиями winding technology (намоточной технологии) и Stacked-film (вырезка сегментов-конденсаторов из предварительно намотанного послойно барабана) пропитка и заполнение инертным газом выполняется после отжига и вакуумной сушки.

Ключевые характеристики пленочных конденсаторов

Если основываться на требованиях европейских технических регламентов, а также директив ЕС 89/106/ЕЕС, 2006/95/ЕЕС, устанавливающих пороговые нормы для получение знака СЕ и торговли на территории ЕС, то к ключевым характеристикам пленочных конденсаторов (указываются в маркировке и/или в сопроводительной технической документации) следует отнести:

  • номинальную емкость C, которая должна быть определена при температуре испытаний 20° С и измерительном диапазоне частот от 50 до 120 Гц;
  • допустимый диапазон емкости при температуре 20° С — предельные отклонения фактической емкости от ее номинального значения;
  • температурная зависимость емкости (температурный коэффициент емкости — ТКЕ) — обратимое изменение емкости ΔC/C в допустимом температурном диапазоне;

Рис. Температурная зависимость емкости пленочных конденсаторов типа MKV, МКК, МР

  • дрейф ёмкости (Capacitancedrift) — суммарные необратимые изменения емкости во время эксплуатации пленочного конденсатора (цифровом процентном выражении, например, +1/- 3%);
  • номинальное напряжение переменного тока U (R) — максимальное или пиковое значение напряжения на конденсаторе любой полярности при реверсивном изменении типа волны, при котором конденсатор может работать с сохранением заявленных параметров;
  • номинальное напряжение постоянного тока U (R) — максимальное или пиковое значение напряжения на конденсаторе, не нарушающее его работу с сохранением заявленных параметров;
  • симметричное переменное напряжение Uас — ключевой параметр диэлектрических потерь;

Рис. Симметричное переменное напряжение Uас пленочных
конденсаторов постоянного (сверху) и переменного (снизу) тока

  • максимально допустимое рекуррентное напряжение û — максимальное значение повторяющегося всплеска напряжения на участке макс. 1% от периода;

Рис. Максимально допустимое рекуррентное напряжение û.

  • напряжение изоляции Uins — среднеквадратическая величина напряжения (или отношение номинального напряжения к корню из 2) пробоя изоляции пленочного конденсатора;
  • единовременное импульсное напряжение Us — пиковое напряжение, вызванное переключением или любым другим нарушением системы, в течение времени не более 50 ms/pulse;
  • максимальный ток Imax — максимальное значение тока в цепи, при котором конденсатор может работать с сохранением заявленных параметров;
  • максимальный пиковый ток î — максимальная амплитуда тока во время непрерывной работы î = C*(du/dt)max;
  • максимальный импульсный ток Is — пиковое значение тока, идуцируемое при нарушениях системы за ограниченный промежуток времени не более 50 ms/pulse;

Рис. Импульсное напряжение Us в пленочных конденсаторах постоянного (слева) и переменного (справа) тока.

  • скорость нарастания напряжения du/dt, зависящая от максимального пикового значения тока, самоиндукции конденсатора и его емкости du/dt = 1/С;
  • энергосодержание (Energycontent) или плотность энергии W(N) = ½*С(N)*U(N)2, где С(N) — номинальная емкость, U(N) — номинальное напряжение;
  • собственная индуктивность Lself — индуктивность (самоиндукция) обкладок и выводов конденсатора;
  • сопротивление изоляции Rins и постоянная времени саморазряда — τ = Rins*С;
  • эквивалентное последовательное сопротивление Rs — резистивные потери (I2*Rs) в электродах, в контактах, внутренней проводке;
  • тангенс угла диэлектрических потерьtan δ0 — отношение активной к реактивной мощности при синусоидальном напряжении определенной частоты ω;
  • коэффициент рассеивания tan δ (f) = tan δ0 + Rs *ω*C;
  • эквивалентное омическое сопротивление ESR = tan δ/(ω*C) = Rs + tan δ0/(ω*C);
  • тепловое (термическое) сопротивление Rth — отношение разности температур конденсатора и окружающей среды к рассеиваемой мощности Rth = ΔТ/Р.

По материалам компании «Нюкон»

Источник

Конденсаторы пленочные более 1000

  • 20
  • 40
  • 60

Конденсаторы плёночные – это конденсаторы с диэлектриком из полимерной пленки-лавсана, полиэстера, полипропилена..

Плёночные конденсаторы являются одним из основных типов конденсаторов, применяемых в любых электронных устройствах и наиболее оптимальным решением для цепей с высокочастотным импульсным током.

Они обладают такими особенностями:

  • самовосстановление;
  • высокая степень тепловой стабильности;
  • стабильность электрических параметров;
  • низкое последовательное сопротивление;
  • устойчивость к высоким нагрузкам переменного тока (уменьшен самонагрев при работы компонента).

Посмотреть и купить товар вы можете в наших магазинах в городах: Москва, Санкт-Петербург, Архангельск, Барнаул, Белгород, Владимир, Волгоград, Вологда, Воронеж, Гомель, Екатеринбург, Иваново, Ижевск, Казань, Калуга, Кемерово, Киров, Кострома, Краснодар, Красноярск, Курск, Липецк, Минск, Набережные Челны, Нижний Новгород, Новосибирск, Омск, Орёл, Пермь, Псков, Ростов-на-Дону, Рязань, Самара, Саранск, Саратов, Смоленск, Ставрополь, Тверь, Томск, Тула, Тюмень, Уфа, Чебоксары, Челябинск, Ярославль. Доставка заказа почтой, через систему доставки Pickpoint или через салоны «Связной» в следующие города: Тольятти, Барнаул, Ульяновск, Иркутск, Хабаровск, Владивосток, Махачкала, Томск, Оренбург, Новокузнецк, Астрахань, Пенза, Чебоксары, Калининград, Улан-Удэ, Сочи, Иваново, Брянск, Сургут, Нижний Тагил, Архангельск, Чита, Курган, Владикавказ, Грозный, Мурманск, Тамбов, Петрозаводск, Кострома, Нижневартовск, Новороссийск, Йошкар-Ола и еще в более чем 1000 городов и населенных пунктов по всей России.

Товары из группы «Конденсаторы пленочные» вы можете купить оптом и в розницу.

Источник



Что такое конденсатор и для чего он нужен в схемах

Общая концепция

Конденсатор состоит из двух проводящих обкладок и диэлектрика между ними. И все, больше ничего. С виду простая радиодеталь, но работает на высоких и низких частотах по-разному.

Обозначается на схеме двумя параллельными линиями.
Что такое конденсатор

Принцип работы

Эта радиодеталь хорошо демонстрирует явление электростатической индукции. Разберем на примере.

Если подключить к конденсатору постоянный источник тока, то в начальный момент времени ток начнет скапливаться на обкладках конденсатора. Это происходит за счет электростатической индукции. Сопротивление практически равно нулю.

Как работает конденсатор

Электрическое поле за счет электростатической индукции притягивает разноименные заряды на две противоположные обкладки. Это свойство материи называется емкостью. Емкость есть у всех материалов. И даже у диэлектриков, но у проводников она значительно больше. Поэтому обкладки конденсатора выполнены из проводника.

Принцип работы конденсатора

Чем больше емкость — тем больше может накопиться зарядов на обкладках конденсатора, т.е. электрического тока.

Основное свойство конденсатора — это емкость. Она зависит от площади пластин, расстояния между ними и материала диэлектрика, которым заполняют пространство между обкладками.

По мере накопления зарядов, поле начинает ослабевать, а сопротивление нарастает. Почему так происходит? Места на обкладках все меньше, одноименные заряды на них действуют друг на друга, а напряжение на конденсаторе становится равным источнику тока. Такое сопротивление называется реактивным, или емкостным. Оно зависит от частоты тока, емкости радиодеталей и проводов.

Когда на обкладках не останется места для электрического тока, то и ток в цепи прекратится. Электростатическая индукция пропадает. Теперь остается электрическое поле, которое держит заряды на своих обкладках и не отпускает их. А электрическому току некуда деваться. Напряжение на конденсаторе станет равным ЭДС (напряжению) источнику тока.

Как работает конденсатор в схеме

А что будет, если повысить ЭДС (напряжение) источника тока? Электрическое поле начнет все сильнее давить на диэлектрик, поскольку места на обкладках уже нет. Но если напряжение на конденсаторе превысит допустимые знания, то диэлектрик пробьет. И конденсатор станет проводником, заряды освободятся, и ток пойдет по цепи. Как тогда использовать конденсатор для высоких напряжений? Можно увеличить размер диэлектрика и расстояние между обкладками, но при этом уменьшается емкость детали.

Между обкладками находится диэлектрик, который препятствует прохождению постоянного тока. Это именно барьер для постоянного тока. Потому, что постоянный ток создает и постоянное напряжение. А постоянное напряжение может создавать электростатическую индукцию только при замыкании цепи, то есть, когда конденсатор заряжается.

Так конденсатор может сохранять энергию до тех пор, пока к нему не подключится потребитель.

Конденсатор и цепь постоянного тока

Конденсатор и постоянный ток

Добавим в схему лампочку. Она загорится только во время зарядки.

Еще одна важная особенность — когда происходит процесс зарядки током, то напряжение отстает от тока. Напряжение как бы догоняет ток, поскольку сопротивление нарастает плавно, по мере зарядки. Электрические зарядам нужно время, чтобы переместиться к обкладкам конденсатора. Так называется время зарядки. Оно зависит от емкости, частоты и напряжения.

По мере зарядки, лампочка начинает тусклее светиться.

Принцип работы конденсатора в цепи постоянного тока

Лампочка затухает при полной зарядке.

Почему конденсатор не пропускает постоянный ток

Постоянный электрический ток не проходит через конденсатор только после его зарядки.

Цепь с переменным током

А что если поменять полярность на источнике тока? Тогда конденсатор начнет разряжаться, и снова заряжаться, поскольку меняется полярность источника.

Конденсатор и переменный ток

Электростатическая индукция возникает постоянно, если электрический ток переменный. Каждый раз, когда ток начинает менять свое направление, начинается процесс зарядки и разрядки.

Как работает конденсатор при переменном токе

Поэтому, конденсатор пропускает переменный электрический ток.

Чем выше частота — тем меньше реактивное (емкостное) сопротивление конденсатора.

Назначение и функции конденсаторов

Конденсатор играет огромную роль как в аналоговой, так и цифровой технике. Они бывают электролитическими и керамическими, и отличаются своими свойствами, но не общей концепцией. Примеры использования:

  • Фильтрует высокочастотные помехи;
  • Уменьшает и сглаживает пульсации;
  • Разделяет сигнал на постоянные и переменные составляющие;
  • Накапливает энергию;
  • Может использоваться как источник опорного напряжения;
  • Создает резонанс с катушкой индуктивности для усиления сигнала.

Примеры использования

В усилителях обычно используются для защиты сабвуферов, фильтрации питания, термостабилизации и разделение постоянной составляющей от переменной. А электролитические в автономных схемах с микроконтроллерами могут долго обеспечивать питание за счет большой емкости.

В данной схеме транзистор VT1 постоянно открыт, чтобы усиливать звук без искажений. Но если вход замнется или на него поступи постоянный ток, то транзистор откроется, перейдет в насыщение и перегреется. Чтобы этого не допустить, нужен конденсатор. С1 позволяет отделить постоянную оставляющую от переменной. Переменный сигнал легко проходит на базу транзистора, а постоянный сигнал не проходит.
Назначение конденсатора в схеме

Как работает конденсатор в схеме

С2 совместно с резистором R3 выполняет функцию термостабилизации. Когда усилитель работает, транзистор нагревается. Это может внести искажения в сигнал. Поэтому, резистор R3 помогает удержать рабочую точку при нагреве. Но когда транзистор холодный и стабилизации не требуется резистор может уменьшить мощность усилителя. Поэтому, в дело вступает С2. Он проводит через себя усиленный сигнал шунтируя резистор, тем самым, не снижая номинальную мощность схемы. Если его емкость будет ниже расчетной, он начнет вносить фазовые искажения в выходной сигнал.

Зачем конденсатор нужен в усилителе

Чтобы схема качественно работала, обязательно хорошее питание. Когда схема в пиковые значения потребляет больше тока, то это всегда сильная нагрузка на источник питания. С3 фильтрует помехи по питанию и помогает снизить нагрузку. Чем больше емкость — тем лучше звук, но до определенных значений, все зависит от схемы.

А в блоках питания используется тот же принцип, как и в предыдущей схеме по питанию, но здесь емкость нужна гораздо больше. На этой схеме емкость элеткролита может быть как 1000 мкФ, так и 10 000 мкФ.

Еще на диодный мост можно параллельно включить керамические конденсаторы, которые будут шунтировать схему от высокочастотных наводок и шума сети 220 В.

Фазовые искажения

Конденсатор может искажать переменный сигнал по фазе. Это происходит из-за неверного расчета емкости, общего сопротивления и взаимодействия с другими радиодеталями. Не стоит забывать и о том, что любая радиодеталь имеет как реактивное, так и активное сопротивление.

Источник

Читайте также:  Как найти силу тока формула по закону ома