Поиск по параметрам конденсаторов: нужна ли большая емкость конденсаторов

Содержание

Чему не учат о конденсаторах

Davide Bortolami

|&nbsp Создано: 8 Февраля, 2021 &nbsp|&nbsp Обновлено: 16 Июня, 2021

В инженерной деятельности мы часто применяем сотни эмпирических правил для упрощения тех аспектов, над которыми работаем.

Если бы мы запускали квантово-физическое моделирование всякий раз, когда необходимо поморгать светодиодом, мы бы никогда ничего не добились. Тем не менее, многие из этих правил были сформулированы в прошлом, когда индустрия электроники радикально отличалась от нынешней.

Сегодня мы собираемся забыть, чему нас учили о том, что такое конденсатор. Кроме того, мы рассмотрим, как использовать конденсаторы с учетом современной электроники.

Чем конденсатор больше не является

Одно из общераспространенных мнений состоит в том, что основная роль конденсатора заключается в хранении заряда, подобно тому, как ведро с водой наполняется одной чашкой и в то же время опустошается другой.

Если вы когда-либо вступали в дискуссию “протекает ли ток через конденсатор” и уходили больше в политику, чем в физику, вы знаете, что типовые аналогии не имеют особого смысла, когда речь идет о переменном токе. Конденсатор – это просто два проводника, разделенных диэлектриком, и нигде в основных физических объяснениях его свойств вы не найдете объяснения того, что с этим делать.

Хранение энергии – это лишь одно из множества применений конденсатора, таких как фильтрация, формирование и инвертирование электрических сигналов и импедансов. Мы привыкли думать, что это основное применение конденсатора, поскольку это было его первым применением на заре электричества постоянного тока и электроскопа Уильяма Гилберта, изобретенного в XV веке.

Назначение конденсатора

Такие термины, как развязывающий и байпасный (шунтирующий) конденсатор, часто используются как синонимы – я сам совершал эту ошибку бесчисленное количество раз.

Это приводит к большой путанице, поскольку для разных целей часто требуются конденсаторы с разными электрическими и физическими параметрами, такими как форм-фактор, номинальное напряжение, ESR (эквивалентное последовательное сопротивление), ESL (эквивалентная последовательная индуктивность) и профиль собственного резонанса.

Конденсаторы называют по-разному не только исходя из технологии, по которой они созданы (керамический, электролитический), но и их назначения.

В следующих разделах рассмотрено несколько из наиболее распространенных назначений конденсаторов.

Рис. 1. Конденсаторы на современной плате. Если присмотреться, вы заметите различные типы конденсаторов, используемые в цепях разного назначения. Изображение от Michael Dziedzic

Байпасный конденсатор

Назначением байпасного конденсатора является передача радиочастотной энергии (переменного тока достаточно высокой частоты) от одной части платы к другой. Соответственно, о хранении заряда речи не идет вообще. Байпасный конденсатор предназначен для проведения, а не для хранения.

Для этого необходим тщательный подбор конденсатора с минимально возможным импедансом на нужных частотах. Этого можно достичь максимально близким соответствием собственной резонансной частоты конденсатора и частоты сигнала.

Собственная резонансная частота – это частота, на которой резонирует емкость и паразитная индуктивность и на которой конденсатор имеет наименьшее возможное сопротивление. Математически емкость и индуктивность как будто пропадают и остается только эквивалентное последовательное сопротивление.

Для частот выше собственной резонансной частоты конденсатор начинает всё меньше работать как конденсатор и всё больше – как индуктивность.

Рис. 2. Зависимость импеданса от частоты для различных конденсаторов. Изображение от Elcap, Jens Both

На что следует обращать внимание

Одна из наиболее распространенных ошибок, которые допускаются при использовании байпасных конденсаторов для контроля электромагнитного излучения (особенно при шунтировании экранов земли), заключается в том, что их размещение ограничивается только источником шума, который нужно устранить.

Для постоянного тока это имело бы смысл – закоротить сигнал максимально близко к источнику, чтобы получить как можно более низкие его значения, минимизировать сопротивление (импеданс) между коротким замыканием (конденсатором) и источником.

Для переменного тока и особенно для радиочастотного диапазона, из-за волновой природы электрических сигналов быстрое увеличение импеданса между областью рядом с источником шума и остальной частью заземляющего слоя может быть источником отражений, т.е. энергии, отраженной из-за несоответствия импедансов. Опять же, это противоречит традиционному описанию “энергии, отраженной из-за рассогласования линий”, которое верно лишь отчасти.

При использовании байпасных конденсаторов нужно попытаться снизить импеданс экранов питания и земли, распределив конденсаторы по плате. В зависимости от используемой частоты, структуры слоев и диэлектрического материала платы, могут понадобиться конденсаторы в диапазоне от пикофарад до нанофарад

Развязывающий конденсатор

У линейных регуляторов, таких как широко используемый 7805, есть внутренний контур обратной связи, который сравнивает выходное и опорное напряжение и соответствующим образом регулирует ток для поддержания стабильного выходного сигнала.

Теоретически линейные регуляторы можно использовать без внешнего конденсатора – по крайней мере, если мы игнорируем любые проблемы, связанные с автоколебаниями. Чтобы получить стабильный выходной сигнал, требуемый ток должен изменяться с достаточно медленной скоростью нарастания, чтобы линейный регулятор мог успевать за ним. Учитывая, что большинство из них построено на технологии BJT начала 80-х годов, эти скорости нарастания совсем не высокие.

Рис. 3. Пример внутренней схемы типового линейного регулятора, подобного 7805

Аналогичным образом, импульсные преобразователи DC-DC имеют основную частоту переключения и не могут регулировать выходной сигнал быстрее этой частоты.

Многие современные цифровые устройства генерируют переходные процессы тока с частотными составляющими в сотни мегагерц, что намного больше, чем может обеспечить любой регулятор (если мы не говорим об экзотических драйверах лазерных диодов).

Развязывающие конденсаторы работают на границе между стабильным напряжением, регулируемым схемой источника питания постоянного тока, и потреблением прерывистого тока современными цифровыми устройствами.

Даже небольшой импеданс между источником питания и устройством быстро приведет к выходу напряжения питания за пределы допустимого диапазона при возникновении пика тока.

Развязывающие конденсаторы действуют как временные локализованные накопители энергии, что уменьшает импеданс источника для значений в диапазоне между нескольких мегагерц и нескольких сотен мегагерц.

Для частот выше сотен мегагерц большинство SMD-конденсаторов имеют высокий импеданс и являются неэффективными. Вместо этого необходимо использовать такие методы, как скрытая емкость (buried capacitance) в стеке слоев.

На что следует обращать внимание

Развязывающие конденсаторы полезны только в относительно узком частотном диапазоне, в основном из-за ограничений, связанных с их паразитными свойствами.

Главный параметр, на который следует обратить внимание – это, опять же, собственная резонансная частота. Разделительные конденсаторы эффективны только на частотах ниже их собственной резонансной частоты.

При выборе конденсатора часто бывает полезно придерживаться следующих эмпирических правил:

  • От постоянного тока до килогерц – конденсатор не требуется, источник питания может работать сам по себе.
  • От килогерц до мегагерц – электролитические конденсаторы высоких номиналов полезны для более низкого диапазона частот, но их высокое последовательное сопротивление ограничивает их работу из-за низкой резонансной частоты. В диапазоне МГц многие электролитические конденсаторы уже являются сильно индуктивными.
  • От мегагерц до 200 МГц – керамические конденсаторы, в зависимости от диэлектрика, размера корпуса и технологии изготовления, обычно подходят для этого диапазона.
  • Свыше 200 Мгц – керамические конденсаторы становятся неэффективными. В этих случаях, будет лучше использовать вместо них скрытую емкость.

Сглаживающий конденсатор

Сглаживающие конденсаторы используются для поддержания стабильного напряжения во время недостающих циклов линии питания и поддержки пикового тока. Для этого нужны конденсаторы высокой емкости, и поэтому они обычно являются электролитическими.

Их можно считать маленькими источниками бесперебойного питания.

Чему не учат о керамических конденсаторах

Керамические конденсаторы, несомненно, являются фундаментальными пассивными компонентами в современной электронной промышленности, и их удельная емкость увеличивается со скоростью, сравнимой с плотностью транзисторов в кремнии, что делает доступными многие современные конструкции с высокой плотностью.

Они действительно являются чудом техники, но у них также есть несколько особенностей, о которых нужно знать.

Чем меньше, тем лучше

Керамика – замечательный, но хрупкий материал. Керамические конденсаторы могут треснуть из-за изгиба печатной платы, например, при сборке больших плат (или панелей), неправильном разделении плат скрайбированием или неправильном обращении во время транспортировки.

Растрескивание при изгибе – опасное явление, поскольку если конденсатор используется в силовых устройствах с высокими токами, он зачастую может выйти из строя и вызвать возгорание.

Вопреки распространенному мнению, конденсатор меньшего размера имеет превосходные электрические и механические характеристики. Они с меньшей вероятностью треснут, и они имеют более высокую собственную резонансную частоту.

Если вашему продукту требуется высокая надежность при механических нагрузках, есть несколько методов, которые вы можете использовать для уменьшения соответствующих отказов:

  • Не размещайте конденсаторы длинной стороной в том же направлении, в котором изгибается плата.
  • Используйте конденсаторы минимально возможного размера, например 0402.
  • Используйте конденсаторы типа “soft-terminated”, которые не замыкаются под нагрузкой, и/или керамические конденсаторы X2/Y2.
  • Размещайте трассировку вокруг конденсаторов для снятия механического напряжения.
  • Если вы выбрали конденсаторы, которые размыкаются, всегда используйте параллельно как минимум два из них, чтобы ваша схема могла иметь достаточную емкость для нормальной работы при выходе из строя одного из них.

Типы диэлектриков

C0G, X7R… У диэлектриков странные названия и набор самых разных свойств. Далее представлены их характеристики и случаи, когда их использовать лучше всего:

  • C0G/NP0 – самые модные керамические конденсаторы на рынке. Обычно они доступны в диапазоне от 1 пФ до 100 нФ и имеют допуск 5%. NP0 означает “положительный-отрицательный-ноль”, для формы графика ТКЕ конденсатора, которая выглядит плоской во всем диапазоне температур. Именно их следует использовать, когда требуются точные значения и стабильность.
  • X7R – современная рабочая лошадка. Они имеют отличные коэффициенты напряжения и температуры и популярны в диапазоне от 100 пФ до 22 мкФ. Они наиболее широко используются для развязки и имеют широкий диапазон температур от -55°C до 125°C.
  • X5R – аналогичен X7R, но рассчитан на 85°C вместо 125°C.
  • Y5V – может достигать чрезвычайно высокого значения емкости, но при низких отклонениях от номинального напряжения и температуры (допускается потеря до 82% емкости).
  • Z5U – аналогично Y5V, конденсаторы Z5U имеют плохие характеристики по напряжению и температуре и стоят очень дешево. Допускается использование только до -10°C и применяются только для развязки в недорогом бытовом оборудовании.

На что следует обращать внимание

Использование конденсаторов с разными диэлектриками может привести к неожиданным результатам.

Например, конденсаторы Z5U очень дешевы и используют диэлектрик из титаната бария. Этот материал имеет высокую диэлектрическую постоянную, что обеспечивает отличное отношение емкости к объему, а также собственную резонансную частоту, обычно от 1 до 20 МГц.

Конденсаторы NP0 лучше работает на частотах выше 10 МГц, так почему бы не использовать их вместе для работы в более широком диапазоне частот?

К сожалению, когда конденсаторы Z5U и NP0 соединены параллельно, материал с более высокой диэлектрической проницаемостью снижает резонансную частоту NP0, и это сочетание приводит к худшим общим характеристикам, чем просто качественный Z5U.

Однако вопрос «почему» определенно выходит за рамки моей компетенции. Если вы понимаете это явление, пожалуйста, напишите мне.

Диэлектрические потери

Если вы закоротите выход заряженного конденсатора, то обнаружите, что полностью разряженный конденсатор сидит на скамейке и смотрит на вас печальными глазами. Однако это не всегда так. Почти все конденсаторы, за единственным заметным исключением вакуумных конденсаторов, сохраняют часть своего заряда после разрядки.

Это происходит потому, что случайно ориентированные молекулярные диполи со временем выравниваются электрическим полем, и их новая ориентация сохраняется даже в отсутствии этого поля.

Керамические конденсаторы могут удерживать до 0,6% заряженного напряжения для NP0 и до 2,5% для X7R.

Емкость, зависящая от напряжения

Конденсаторы Y5V могут терять до 82% своей емкости при номинальном напряжении, в то время как конденсаторы NP0 имеют практически горизонтальную характеристику.
Если у вас есть устройства, в которых нужно изменять выходное напряжение, например, с помощью настраиваемого источника напряжения, требуемого стандартом USB-PD, который Марк Харрис обсуждал в своей недавней статье, вы можете столкнуться с непредсказуемой работой схемы.

Инструменты проектирования в Altium Designer® включают в себя всё необходимое, чтобы идти в ногу с новыми технологиями. Поговорите с нами сегодня и узнайте, как мы можем улучшить ваш процесс проектирования.

Пассивные компоненты компании YAGEO

18 декабря 2009

Датой возникновения бренда Yageo считается 1997 год. Однако компания начала свою деятельность еще в 1994 году с производства прецизионных резисторов для компьютерной техники. В этом же году фирма объединилась с ASJ (производителем резисторов из Сингапура). В 1996 году в состав компании вливается немецкий производитель резисторов Vitrohm. В 1996-97 годах произошло объединение с компаниями Teapo (производитель электролитических конденсаторов) и Chilisin (производитель индуктивных компонентов). После этих слияний и появилось название торговой марки Yageo. В 1999 году к Yageo присоединяется американский дистрибьютор пассивных компонентов Steller. В 2000 году в состав компании вошли два подразделения пассивных компонентов из Philips Electronics NV — Phycomp и Ferroxcube.

Сейчас Yageo выпускает около 60% всех пассивных компонентов, производимых на Тайване. По объему выпуска многослойных керамических чип-конденсаторов (MLCC) Yageo занимает третье место в мире. Компания производит около трети всех производимых в мире резисторов и не останавливается на достигнутом. Потребителями продукции Yageo являются известные мировые производители электроники, среди которых Siemens, Motorola, Samsung, LG, Hewlett Packard (HP), DELL, Acer, Apple, Cisco Systems, Sony Ericsson и многие другие.

Керамические чип-конденсаторы Yageo

Трудно найти современное электронное устройство без керамических чип-конденсаторов. Они используются в схемах, где необходимы хорошие частотные характеристики, небольшие размеры, малые потери, низкие токи утечки и долговременная стабильность параметров. Развитие технологий позволило реализовать керамические чип-конденсаторы с емкостью 100 мкФ и более, что позволяет заменить ими электролитические или танталовые конденсаторы, уменьшить размеры компонентов, улучшить стабильность параметров и увеличить срок службы прибора. Тип диэлектрика чип-конденсатора характеризует точность и стабильность его параметров. Наиболее распространенные типы диэлектриков — NP0, X7R, X5R, Y5V. Зависимости, иллюстрирующие изменение емкости от температуры для трех типов диэлектрика NP0, X7R и Y5V приведены на рисунке 1.

 

Рис. 1. Зависимость емкости чип-конденсаторов от температуры для разных диэлектриков

Из графиков на рисунке 1 хорошо видно, что наилучшей стабильностью параметров обладают чип-конденсаторы с диэлектриком NР0 (емкость практически не изменяется в диапазоне температур от -55 до 125°С). Максимальные изменения емкости характерны для конденсаторов с диэлектриком Y5V. В диапазоне температур от -40 до 85°С изменение емкости достигает 80%. Такие конденсаторы могут иметь высокие значения емкости, но низкую стабильность параметров. Диэлектрик X7R обеспечивает промежуточную стабильность емкости между NР0 и X7R (изменение емкости в диапазоне температур от -55 до 125°С составляет около 10%). Все конденсаторы с рассмотренными наиболее популярными типами диэлектриков получили широкое распространение. Они отличаются ценой и габаритными размерами для одинаковых значений емкости и номинального напряжения. Основные параметры наиболее распространенных серий чип-конденсаторов Yageo сведены в таблицу 1.

Таблица 1. Основные параметры чип-конденсаторов YAGEO 

Наименование Свойства Диапазон емкостей Диапазон напряжений, В Размеры*
NP0 Общего применения 0,22 пФ…33 нФ 16…25 0201, 0402, 0603, 0805, 1206, 1210
Общего применения 0,22 пФ…390 пФ 50 0201, 0402, 0603, 0805, 1206, 1210, 1812
Среднего напряжения 10 пФ…22 нФ 100…630 0603, 0805, 1206, 1210, 1808, 1812
Высоковольтные 10 пФ…2,7 нФ 1000, 2000, 3000, 4000 1206, 1210, 1808, 1812
Микроволновые (microwave) 0,47 пФ…120 пФ 50 0603, 0805, 1206
Высокочастотные 0,22 пФ…10 пФ 50 0402, 0603
X7R Общего применения и с высокой емкостью 100 пФ…22 мкФ 6,3…50 0201, 0402, 0603, 0805, 1206, 1210, 1812
Среднего напряжения 100 пФ…470 нФ 100…630 0603, 0805, 1206, 1210, 1808, 1812
Высоковольтные 100 пФ…33 нФ 1000…3000 1206, 1210, 1808, 1812
С низкой индуктивностью 10 нФ…220 нФ 10…50 0306, 0508, 0612
X5R Общего применения и с высокой емкостью 10 нФ…100 мкФ 6,3…50 0201, 0402, 0603, 0805, 1206, 1210, 1812
Y5V Общего применения и с высокой емкостью 10 нФ…47 мкФ 6,3…50 0201, 0402, 0603, 0805, 1206, 1210
* – расшифровку размеров смотрите в таблице 2.

Из таблицы 1 видно, что конденсаторы с диэлектриком NР0 (C0G) имеют максимальное значение емкости 33 нФ. Емкость конденсаторов с диэлектриком X7R и Y5V достигает 22 и 47 мкФ соответственно. Серия с диэлектриком X5R содержит в своем составе номинал емкости 100 мкФ. Конденсаторы с диэлектриком NP0 применяются в прецизионных схемах, так как в рабочем диапазоне емкость практически не зависит от температуры. Диэлектрик X7R обладает предсказуемыми температурными, частотными и временными параметрами. Диэлектрик Y5V (Z5V) обладает высокой диэлектрической постоянной, но имеет низкую стабильность параметров в рабочем диапазоне температур, поэтому такие конденсаторы используются в схемах общего применения (чаще всего в качестве фильтрующих или разделительных конденсаторов).

Названия разных типов диэлектриков определяются стандартами. Например, стандарты EIA 198-1;-2;-3 подразделяют названия диэлектриков по температурным характеристикам на два класса. Чип-конденсаторы, относящиеся к первому классу, обладают более высокими параметрами точности, измеряемой в ppm (одна миллионная часть). Стабильность параметров конденсаторов второго класса измеряется в процентах от номинального значения емкости. Это поясняет рисунок 2 с расшифровкой типов диэлектриков чип-конденсаторов.

 

Рис. 2. Расшифровка типов диэлектриков чип-конденсаторов

Из рисунка 2 становится понятным, откуда появились наименования распространенных диэлектриков, приведенные в таблице 1:

X7R — диапазон рабочих температур -55…125°С, допустимое отклонение емкости 15% при 25°С;

X5R — диапазон рабочих температур -55…85°С, допустимое отклонение емкости 15% при 25°С;

Y5V — диапазон рабочих температур -30…85°С, допустимое отклонение емкости +22/-82% при 25°С.

Компания Yageo кроме обычных чип-конденсаторов выпускает конденсаторы с низким эквивалентным сопротивлением (Low ESR). Конденсаторы с низким ESR выпускаются в чип-корпусах с «обратными» размерами 0306, 0508, 0612. Это поясняет таблица 2, где приведены соответствия между дюймовыми и метрическими размерами для стандартных и Low ESR чип-конденсаторов.

Таблица 2. Метрические и дюймовые размеры чип-конденсаторов YAGEO 

Размеры корпуса Размеры, мм
дюймовые метрические L1 W L2; L3 (min) L2; L3 (max) L4 (min)
Чип-конденсаторы серий со стандартными размерами
0201 0603M 0,6 0,3 0,1 0,2 0,2
0402 1005M 1,0 0,5 0,2 0,3 0,4
0603 1608M 1,6 0,8 0,2 0,6 0,4
0805 2012M 2,0 1,25 0,25 0,75 0,55
1206 3216M 3,2 1,6 0,25 0,75 1,4
1210 3225M 3,2 2,5 0,25 0,75 1,4
1808 4520M 4,5 2,0 0,25 0,75 2,2
1812 4532M 4,5 3,2 0,25 0,75 2,2
Чип-конденсаторы Low ESR (с низким эквивалентным последовательным сопротивлением)
0306 0816М 0,8 1,6 0,1 0,3 0,2
0508 1220М 1,25 2,0 0,13 0,46 0,38
0612 1632М 1,6 3,2 0,13 0,46 0,5

Обратите внимание, что конденсаторы Low ESR имеют другое расположение выводов. Именно такая конструкция позволяет уменьшить эквивалентное последовательное сопротивление.

Для схем, в которых конденсаторы работают на высоких частотах необходимо учитывать частотную зависимость изменения емкости и ESR. На рисунке 3 приведены для сравнения типовые частотные зависимости емкости и ESR для керамических (MLCC) и танталовых чип-конденсаторов при разных температурах. У керамических конденсаторов емкость практически не изменяется. У танталовых конденсаторов уменьшение емкости начинается уже при частотах около 100 кГц. Еще более контрастное сравнение наблюдается у зависимостей ESR для танталовых и аналогичных по емкости керамических конденсаторов (см. графики в правой части рисунка 3). На высоких частотах эквивалентное последовательное сопротивление керамических конденсаторов в десятки раз меньше, что дает им неоспоримое преимущество по сравнению с танталовыми конденсаторами.

 

Рис. 3. Зависимости изменения емкости и ESR для керамических и танталовых конденсаторов

В некоторых схемах керамические чип-конденсаторы могут с успехом заменить танталовые и электролитические. Однако значительно лучшие частотные свойства и допустимость значительно больших пульсаций керамических конденсаторов делают замену с полным совпадением номиналов емкости и рабочего напряжения неоправданной. Например, для одинакового подавления пульсаций с частотой 1 МГц танталовым конденсатором 10 мкФ и керамическим конденсатором, емкость керамического можно уменьшить в 5…10 раз и использовать номиналы 1,0…2,2 мкФ. При этом экономится место на печатной плате и увеличивается ресурс работы схемы. Низкий уровень ESR позволяет, несмотря на существенно меньшие размеры, значительно сильнее нагружать керамические конденсаторы, несмотря на их существенно меньшие размеры, что исключает перегрев при более высоких напряжениях перегрузки. Это особенно важно для сглаживающих конденсаторов в импульсных источниках питания, так как при запуске и выключении могут появляться импульсы со значительным превышением номинальных значений. Высокие значения емкости чип-конденсаторов достигаются для диэлектриков X5R и Y5V, которые не отличаются очень высокой стабильностью параметров, но для сглаживающих и разделительных конденсаторов это не критично.

Система обозначений керамических чип-конденсаторов YAGEO приведена на рисунке 4.

 

Рис. 4. Система обозначений керамических чип-конденсаторов YAGEO

Керамические чип-резисторы YAGEO

Сейчас трудно найти электронную схему без резисторов для поверхностного монтажа. Компания Yageo выпускает широкую номенклатуру керамических чип-резисторов для самых различных применений. Резисторы выпускаются в распространенных типоразмерах корпусов и удовлетворяют жестким требованиям современной электронной аппаратуры. Основные параметры некоторых наиболее популярных серий чип-резисторов Yageo сведены в таблицу 3.

Таблица 3. Основные параметры некоторых серий чип-резисторов Yageo 

Серия Наименование Размер Pмакс, Вт. Vмакс, В. Диапазон
t°, °С
Диапазон R Точность, % ТКС**
RC RC0100xR-07xxxxL 1005 1/32 15 -55…125 10 Ом…1 MОм ±5 ±250 ppm/°C (10 Ом…1 MОм)
RC0201xR-07xxxxL 0201 1/20 25 10 Ом…10 MОм ±1; ±5 -100/+350 ppm/°C (1 Ом…10 Ом)   ±200 ppm/°C (10 Ом…10 MОм)
RC0402xR-07xxxxL 0402 1/16 50 -55…155 1 Ом…22 MОм ±0,5; ±1; ±5 ±200 ppm/°C (1 Ом…10 Ом)   ±200 ppm/°C (10 MОм…22 MОм)   ±100 ppm/°C (10 Ом…10 MОм)
RC0603xR-07xxxxL 0603 1/10 1 Ом…22 MОм
RC0805xR-07xxxxL 0805 1/8 150 1 Ом…22 MОм
RC1206xR-07xxxxL 1206 1/4 200 1 Ом…22 MОм
RC1210xR-07xxxxL 1210 1/2 1 Ом…22 MОм
RC1218xK-07xxxxL 1218 1 1 Ом…1 MОм
RC2010xK-07xxxxL 2010 3/4 1 Ом…22 MОм
RC2512xK-07xxxxL 2512 1 1 Ом…22 MОм
RC0805xR-7WxxxxL* 0805 1/4 150 1 Ом…100 Ом ±1; ±5 ±200 ppm/°C
RC1206xR-7WxxxxL* 1206 1/2 200 1 Ом…100 Ом
RC2512xK-7WxxxxL* 2512 2 1 Ом…150 Ом
RT RT0402xRx07xxxxL 0402 1/16 50 -55…125 10 Ом…121 Ом ±0,05; ±0,1; ±0,25; ±0,5; ±1 ±10; ±15; ±25;
±50 ppm/°C
RT0603xRx07xxxxL 0603 1/10 75 5,1 Ом…681 кОм
RT0805xRx07xxxxL 0805 1/8 150 5,1 Ом…1,5 МОм
RT1206xRx07xxxxL 1206 1/8 200 5,1 Ом…1,5 МОм
RT1210xRx07xxxxL 1210 1/4 5,1 Ом…1 МОм
RT2010xKx07xxxxL 2010 1/2 10 Ом…1 МОм
RT2512xKx07xxxxL 2512 3/4 10 Ом…1 МОм
RV RV0805JR-07xxxxL 0805 1/8 400 -55…155 100 кОм…10 МОм ±1; ±5 ±200 ppm/°C (100 кОм…10 MОм)
RV1206JR-07xxxxL 1206 1/4 500 100 кОм…27 МОм ±5 ±200 ppm/°C (100 кОм…27 MОм)
RV1206FR-07xxxxL 100 кОм…10 МОм ±1
RV2512JK-07xxxxL 2512 1 4,7 МОм…16 МОм ±5 ±200 ppm/°C (4,7 MОм…16 MОм)
*RC0805xR-7WxxxxL – красным цветом выделены новые серии чип-резисторов. **ТКС – температурный коэффициент сопротивления для диапазона, указанного в скобках.

Чип-резисторы Yageo предназначены для работы в диапазонах температур -55°С…125°С или -55°С…155°С и выпускаются в корпусах с размерами от 1005 с максимальной мощностью 1/32 Вт до размера 2512 с мощностью до 2 Вт. Серия RC предназначена для широкого применения. Серия RT отличается высокой точностью номиналов и повышенной стабильностью параметров. Допустимые напряжения для серий RC и RT в корпусах с размерами от 1206 составляет 200 В. Серия RV характеризуется наличием высокоомных резисторов до 27 МOм и высокими значениями допустимых напряжений до 500 В (резисторы в корпусе 0805 допускают максимальное напряжение до 400 В). Размеры стандартных корпусов серии чип-резисторов RC приведены в таблице 4.

Таблица 4. Размеры тонкопленочных чип-резисторов серии 

Тип L, мм W, мм Н, мм I1, мм I2, мм
RC0100 0,4 0,2 0,13 0,1 0,1
RC0201 0,6 0,3 0,23 0,1 0,15
RC0402 1,0 0,5 0,32 0,2 0,25
RC0603 1,6 0,8 0,45 0,25 0,25
RC0805 2,0 1,25 0,5 0,35 0,35
RC1206 3,1 1,6 0,55 0,45 0,4
RC1210 3,1 2,6 0,5 0,45 0,5
RC1218 3,1 4,6 0,55 0,45 0,4
RC2010 5,0 2,5 0,55 0,55 0,5
RC2512 6,35 3,1 0,55 0,6 0,5

Система обозначений чип-резисторов Yageo приведена на рисунке 5.

 

Рис. 5. Система обозначений чип-резисторов YAGEO

 Конечно, далеко не любая комбинация букв и цифр в системе обозначений резисторов и конденсаторов сформирует правильное наименование (partnumber). Корректность наименования можно проверить на сайте производителя http://www.yageo.com/.

Электролитические конденсаторы Yageo

Компания Yageo выпускает электролитические конденсаторы с радиальными выводами, с жесткими выводами Snap-In для механической фиксации на печатной плате, а также электролитические конденсаторы для поверхностного монтажа. Серии и основные параметры этих конденсаторов показаны на рисунке 6.

 

Рис. 6. Электролитические конденсаторы Yageo

Конденсаторы с радиальными выводами подразделяются на серии общего применения, с миниатюрными размерами, с низким эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR) и специализированные конденсаторы (с низким током утечки, неполярные и с большим сроком службы до 10 тысяч часов при температуре 105°С). При выборе электролитических конденсаторов нужно учитывать, что их емкость и ESR сильно зависят от окружающей температуры. На рисунке 7 показаны типовые частотные зависимости импеданса (Z) для температур -40, 20 и 85°С. Импеданс для всего рабочего диапазона температур может отличаться в десятки раз, поэтому при расчете схемы нужно ориентироваться на параметры электролитических конденсаторов при минимальном значении рабочей температуры.

Рис. 7. Типовые частотные зависимости импеданса электролитического конденсатора для разных температур

Окончание гарантированного срока эксплуатации электролитического конденсатора не означает его катастрофический отказ, а только снижение емкости ниже допустимого значения, указанного в технической документации (обычно допустимое отклонение составляет 20%). Снижением рабочей температуры корпуса электролитического конденсатора можно существенно увеличить его время жизни. Срок службы возрастает в два раза при снижении температуры корпуса на каждые 10°С, но это правило действует только до температуры около 40°С. Ниже этого значения увеличение срока службы не приводит к существенным результатам.

Из всего этого следует, что для увеличения срока службы необходимо выбирать конденсаторы с высокой максимально допустимой рабочей температурой (105°С и более). Если рабочая температура корпуса будет не более 85°С, то ожидаемое время жизни конденсатора будет в четыре раза больше. Например, если взять электролитический конденсатор с гарантированным временем эксплуатации 1000 часов при 105°С и использовать его при рабочей температуре не более 85°С и учесть, что снижение температуры на каждые 10°С увеличивает срок жизни вдвое, то по теории получим четырехкратный рост времени эксплуатации до 4000 часов. Следует учитывать, что это правило эмпирическое, поэтому относиться к таким расчетам следует с большим вниманием, так как время жизни зависит еще и от величины тока пульсаций.

Чип-индуктивности Yageo

Yageo выпускает достаточно широкую номенклатуру чип-индуктивностей. В таблице 5 приведены параметры лишь малой части чип-индуктивностей этой компании (только наиболее популярных).

Таблица 5. Чип-индуктивности для поверхностного монтажа Yageo

Серия Z (импеданс), Ом Номинальный ток, А Тестовые частоты, МГц DCR*, Ом Размеры
YSB 6…2700 0,05…0,6 30…100 0,05…2 1005, 1608, 2012, 3216, 3225, 4516, 4532
YPB 10…1500 0,8…6 50…100 0,01…0,25
YNB 6…2700 0,05…0,8 100 0,05…1,0 1005, 1608, 2012, 3216
*DCR – Direct Current Resistance – сопротивление дросселя при постоянном токе.

 

Старые наименования приведенных в таблице серий не имеют первой буквы Y (первая буква названия фирмы Yageo). В новых наименованиях эта буква присутствует, чем подчеркивается принадлежность серии компании Yageo. Максимальный ток чип-индуктивностей Yageo достигает 6 А. Для более высоких значений тока выпускаются индуктивности для поверхностного монтажа в SMT-корпусах.

Чип-варисторы Yageo

Для защиты схем от электростатического разряда компания Yageo выпускает чип-варисторы в корпусах 0402, 0603, 0805 и 1206. Варистор — это полупроводниковый резистор с резко выраженной нелинейностью вольт-амперной характеристики. Сопротивление варистора зависит от приложенного к нему напряжения. Варистор включается параллельно защищаемой нагрузке или входу прибора. При возникновении импульсной помехи варистор резко уменьшает свое сопротивление из-за нелинейности своей характеристики и шунтирует нагрузку. Энергия помехи рассеивается на варисторе, что обеспечивает «срезание» импульсов опасного напряжения и протекание тока помехи через металлический корпус прибора и защитное заземление. Это проиллюстрировано на рисунке 8.

Рис. 8. Защита входа прибора от электростатического разряда с помощью варистора

Система кодирования чип-варисторов Yageo показана на рисунке 9.

Рис. 9. Система обозначений чип-варисторов Yageo

Сайт catalog.compel.ru — эффективный инструмент для поиска электронных компонентов

Для быстрого поиска электронных компонентов по заданным параметрам лучше всего воспользоваться сайтом catalog.compel.ru. На сайте представлено большинство электронных компонентов, поставляемых компанией КОМПЭЛ. Для параметрического поиска сначала нужно выбрать тип компонента. Например, для керамических чип-конденсаторов необходим следующий путь поиска: Пассивные компоненты ® Конденсаторы ® Керамические. В этом случае на сайте появится окно (рисунок 10) с возможностью задания нужных параметров.

Рис. 10. Окно для поиска керамических конденсаторов с возможностью задания конкретных параметров

Рекомендуется использовать программу для просмотра сайтов (браузер) «Google Chrome». Работа в этом браузере ускоряет поиск в несколько раз. Для поиска чип-конденсатора емкостью 0,01 мкФ с диэлектриком X7R нужно задать конкретный номинал конденсатора 0,01 мкФ, выбрать тип диэлектрика X7R. Если выбрать конкретный бренд Yageo, то получим результаты, показанные на рисунке 11.

Рис. 11. Результаты поиска керамического чип-конденсатора 0,01 мкФ с диэлектриком X7R

Нажатие на наименование подходящей по параметрам позиции открывает новое окно, где будет показано наличие на складе и цены компонента в зависимости от количества. Большинство керамических конденсаторов заведено в базу данных как CERCAP… Вместо многоточия указывается номинал емкости, допустимое рабочее напряжение, размеры корпуса, тип диэлектрика. Первая буква в типе диэлектрика кодирует точность номинала конденсатора. Например, буква «К» соответствует точности ±10%.

Аналогичным образом можно найти резисторы и индуктивные компоненты. Большинство чип-резисторов внесено в базу данных как RES… Вместо многоточия указывается размер корпуса, номинал резистора и его точность. При нажатии на конкретную позиции резистора можно посмотреть наименование от производителя (Partnumber) на новой открывшейся Интернет-странице.

Вопросы по продукции и поиску можно задать, написав письмо по адресу [email protected].

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail: [email protected]

•••

Наши информационные каналы

Подбор и взаимозаменяемость конденсаторы. Как заменить конденсатор в электронной аппаратуре Можно ли менять конденсатор на большую емкость

Самая распространённая поломка современной электроники - это неисправность электролитических конденсаторов. Если вы после разбора корпуса электронного устройства замечали, что на печатной плате имеются конденсаторы с деформированным, вздутым корпусом, из которого сочится ядовитый электролит, то самое время разобраться, как распознать поломку или дефект в конденсаторе и подобрать адекватную замену. Располагая профессиональным флюсом для пайки, припоем, паяльной станцией, набором новых конденсаторов, вы без особого труда «оживите» любой электронный прибор своими руками.

По сути, конденсатор - радиоэлектронный компонент, основная цель которого - это накопление и отдача электроэнергии с целью фильтрации, сглаживания и генерации переменных электрических колебаний. Любой конденсатор имеет два важнейших электрических параметра: ёмкость и максимальное постоянное напряжение, которое может быть приложено к конденсатору без его пробоя или разрушения. Ёмкость, как правило, определяет, какое количество электрической энергии может вобрать в себя конденсатор, если приложить к его обкладкам постоянное напряжение, не превышающее заданного лимита. Ёмкость измеряется в Фарадах. Наибольшее распространение получили конденсаторы, ёмкость которых исчисляется в микрофарадах (мкФ), пикофарадах (пкФ) и нанофарадах (нФ). Во многих случаях рекомендуется заменять неисправный конденсатор на исправный, имеющий аналогичные ёмкостные характеристики. Однако в ремонтной практике бытует мнение о том, что в схемах блоков питания можно ставить конденсатор, несколько превышающий по ёмкости фабричные параметры. К примеру, если мы хотим заменить разорвавшийся электролит на 100мкФ 12Вольт в блоке питания, который призван сгладить колебания после диодного выпрямительного моста, можно смело устанавливать ёмкость даже на 470мкФ 25В. Во-первых, повышенная ёмкость конденсатора только уменьшит пульсации, что само по себе неплохо для блока питания. Во-вторых, повышенное предельное напряжение только повысит общую надёжность схемы. Главное, чтобы отведённое под установку конденсатора место подходило.

Почему взрываются конденсаторы электролитического типа

Самая частая причина, по которой происходит взрыв электролитического конденсатора - это превышение напряжения межу обкладками конденсатора. Не секрет, что во многих приборах китайского производства параметр максимального напряжения точно соответствует приложенному напряжению. По своей задумке производители конденсаторов не предусматривали, что в штатном включении конденсатора в состав электросхемы на его контакты будет подаваться именно максимальное напряжение. К примеру, если на конденсаторе написано 16В 100мкФ, то не стоит его подключать в схему, где на него будет постоянно подаваться 15 или 16В. Безусловно, он выдержит какое-то время такое издевательство, но запас прочности будет практически равен нолю. Гораздо лучше устанавливать такие конденсаторы в цепь с напряжением 10–12В., чтобы был какой-то запас по напряжению.

Полярность подключения электролитических конденсаторов

Электролитические конденсаторы имеют отрицательный и положительный электроды. Как правило, отрицательный электрод определяется по маркировке на корпусе (белая продольная полоса за значками «-»), а положительная обкладка никак не промаркирована. Исключение – отечественные конденсаторы, где, напротив, положительный терминал промаркирован значком «+». При замене конденсаторов необходимо сопоставить и проверить, соответствует ли полярность подключения конденсатора маркировке на печатной плате (кружок, где имеется заштрихованный сегмент). Сопоставив минусовую полосу с заштрихованным сегментом, вы безошибочно вставите конденсатор. Остаётся лишь обрезать ножки конденсатора, обработать места пайки и качественно припаять. Если случайно перепутать полярность подключения, то даже абсолютно новый и вполне исправный конденсатор просто-напросто разорвётся, измазав попутно все соседние компоненты и печатную плату токопроводящим электролитом.

Немного о безопасности

Не секрет, что замена низковольтных конденсаторов может принести вред здоровью лишь в случае ошибки подключения полярности. При первом включении конденсатор взорвётся. Вторая опасность, которую стоит ожидать от конденсаторов, заключается в напряжении между его обкладками. Если вы когда-нибудь разбирали блоки питания от компьютеров, то вы, вероятно, замечали огромные электролиты на 200В. Именно в этих конденсаторах остаётся опасное высокое напряжение, которое может серьёзно травмировать вас. Перед заменой конденсаторов блоков питания рекомендуем полностью его разрядить либо резистором, либо неоновой лампочкой на 220В.

Полезный совет: такие конденсаторы очень не любят разряжаться через короткое замыкание, поэтому не замыкайте их выводы отвёрткой с целью разряда.

Пусковой и рабочий конденсаторы служат для запуска и работы элетродвигателей работающих в однофазной сети 220 В.

Поэтому их ещё называют фазосдвигающими.

Место установки - между линией питания и пусковой обмоткой электродвигателя.

Условное обозначение конденсаторов на схемах

Графическое обозначение на схеме показано на рисунке, буквенное обозначение-С и порядковый номер по схеме.

Основные параметры конденсаторов

Ёмкость конденсатора -характеризует энергию,которую способен накопить конденсатор,а также ток который он способен пропустить через себя. Измеряется в Фарадах с множительной приставкой (нано, микро и т.д.).

Самые используемые номиналы для рабочих и пусковых конденсаторов от 1 мкФ (μF) до 100 мкФ (μF).

Номинальное напряжение конденсатора- напряжение, при котором конденсатор способен надёжно и долговременно работать, сохраняя свои параметры.

Известные производители конденсаторов указывают на его корпусе напряжение и соответствующую ему гарантированную наработку в часах,например:

  • 400 В - 10000 часов
  • 450 В - 5000 часов
  • 500 В - 1000 часов

Проверка пускового и рабочего конденсаторов

Проверить конденсатор можно с помощью измерителя ёмкости конденсаторов, такие приборы выпускаются как отдельно, так и в составе мультиметра- универсального прибора, который может измерять много параметров. Рассмотрим проверку мультиметром.

  • обесточиваем кондиционер
  • разряжаем конденсатор, закоротив еговыводы
  • снимаем одну из клемм (любую)
  • выставляем прибор на измерение ёмкости конденсаторов
  • прислоняем щупы к выводам конденсатора
  • считываем с экрана значение ёмкости

У всех приборов разное обозначение режима измерения конденсаторов, основные типы ниже на картинках.

В этом мультиметре режим выбирается переключателем, его необходимо поставить в режим Fcх.Щупы включить в гнёзда с обозначением Сх.

Переключение предела измерения ёмкости ручное. Максимальное значение 100 мкФ.

У этого измерительного прибора автоматический режим, необходимо только его выбрать, как показано на картинке.

Измерительный пинцет от Mastech также автоматически измеряет ёмкость, необходимо только выбрать режим кнопкой FUNC, нажимая её, пока не появится индикация F.

Для проверки ёмкости, считываем на корпусе конденсатора её значение и ставим заведомо больший предел измерения на приборе. (Если он не автоматический)

К примеру, номинал 2,5 мкФ (μF), на приборе ставим 20 мкФ (μF).

После подсоединения щупов к выводам конденсатора ждём показаний на экране, к примеру время измерения ёмкости 40 мкФ первым прибором - менее одной секунды, вторым - более одной минуты, так что следует ждать.

Если номинал не соответствует указанному на корпусе конденсатора, то его необходимо заменить и если нужно подобрать аналог.

Замена и подбор пускового/рабочего конденсатора

Если имеется оригинальный конденсатор, то понятно, что просто-напросто необходимо поставить его на место старого и всё. Полярность не имеет значения, то есть выводы конденсатора не имеют обозначений плюс "+" и минус "-" и их можно подключить как угодно.

Категорически нельзя применять электролитические конденсаторы (узнать их можно по меньшим размерам, при той же ёмкости, и обозначению плюс и минус на корпусе). Как следствие применения - термическое разрушение. Для этих целей производители специально выпускают неполярные конденсаторы для работы в цепи переменного тока, которые имеют удобное крепление и плоские клеммы, для быстрой установки.

Если нужного номинала нет, то его можно получить параллельным соединением конденсаторов . Общая ёмкость будет равна сумме двух конденсаторов:

С общ =С 1 +С 2 +...С п

То есть, если соединить два конденсатора по 35 мкФ, получим общую ёмкость 70 мкФ, напряжение при котором они смогут работать будет соответствовать их номинальному напряжению.

Такая замена абсолютно равноценна одному конденсатору большей ёмкости.

Типы конденсаторов

Для запуска мощных двигателей компрессоров применяют маслонаполненные неполярные конденсаторы.

Корпус внутри заполнен маслом для хорошей передачи тепла на поверхность корпуса. Корпус обычно металлический, аллюминиевый.

Самые доступные конденсаторы такого типа CBB65 .

Для запуска менее мощной нагрузки, например двигателей вентиляторов, используют сухие конденсаторы, корпус которых, обычно, пластмассовый.

Наиболее распространённые конденсаторы этого типа CBB60 , CBB61 .

Клеммы для удобства соединения сдвоенные или счетверённые.

Приняв решение о замене конденсатора на печатной плате, первым делом следует подобрать конденсатор на замену. Как правило, речь идет об электролитическом конденсаторе, который по причине исчерпания своего рабочего ресурса начал создавать нештатный режим вашему электронному устройству, либо конденсатор лопнул из-за перегрева, а может быть вы просто решили поставить поновее или получше.

Выбираем подходящий конденсатор на замену

Параметры конденсатора на замену непременно должны подходить: его номинальное напряжение ни в коем случае не должно быть ниже, чем у заменяемого конденсатора, а емкость — никак не ниже, или может быть процентов на 5-10 выше (если это допустимо в соответствии с известной вам схемой данного устройства), чем была изначально.

Наконец, убедитесь, что новый конденсатор подойдет по размеру на то место, которое покинет его предшественник. Если он окажется чуть-чуть поменьше диаметром и высотой — не страшно, но если диаметр или высота больше — могут помешать компоненты, расположенные на этой же плате поблизости или он будет упираться в элементы корпуса. Эти нюансы важно учесть. Итак, конденсатор на замену выбран, он вам подходит, теперь можно приступать к демонтажу старого конденсатора.

Готовимся к процессу

Сейчас необходимо будет устранить с платы неисправный конденсатор, и подготовить место для установки сюда же нового. Для этого вам потребуется, конечно, а также удобно к данному действу подготовить кусок медной оплетки для снятия припоя. Как правило, мощности паяльника в пределах 40 Вт будет вполне достаточно даже если на плате был изначально применен тугоплавкий припой.

Что же касается медной оплетки для устранения припоя, то если у вас такой нет, ее весьма несложно изготовить самостоятельно: возьмите кусок не очень толстого медного провода, состоящего из тонких медных жилок, снимите с него изоляцию, слегка (можно простой сосновой канифолью), - теперь эти пропитанные флюсом жилки легко, словно губка, вберут в себя припой с ножек выпаиваемого конденсатора.

Выпаиваем старый конденсатор

Сначала посмотрите, какова полярность выпаиваемого конденсатора на плате: в какую сторону минусом он стоит, чтобы когда будете впаивать новый — не допустить ошибки с полярностью. Обычно минусовая ножка отмечена полосой. Итак, когда оплетка для удаления припоя приготовлена, а паяльник уже достаточно разогрет, сначала прислоните оплетку к основанию той из ножек конденсатора, которую вы решили освободить от припоя первой.

Аккуратно расплавьте припой на ножке прямо через оплетку, чтобы оплетка тоже разогрелась и быстро втянула в себя припой с платы. Если припоя на ножке многовато, двигайте оплетку по мере того как она будет заполняться припоем, собирая на нее весь припой с ножки, чтобы ножка в итоге осталась свободной от припоя. Проделайте это же самое со второй ножкой конденсатора. Теперь конденсатор можно легко выдернуть рукой или пинцетом.

Впаиваем новый конденсатор

Новый конденсатор необходимо установить с соблюдением полярности, то есть минусовой ножкой туда же, где была минусовая ножка выпаянного. Обычно минус обозначен полоской, а плюсовая ножка длиннее минусовой. Обработайте ножки конденсатора флюсом.

Вставьте конденсатор в отверстия. Не нужно заранее укорачивать ножки. Разогните ножки немного в разные стороны, чтобы конденсатор хорошо держался на месте и не выпадал.

Теперь, прогревая ножку возле самой платы кончиком жала паяльника, поднесите тычком припой к ножке, чтобы ножка окуталась, смочилась, окружилась припоем. То же самое проделайте со второй ножкой. Когда припой остынет, вам останется укоротить ножки конденсатора кусачками (до той длины, что и у соседних деталей на вашей плате).

В элементной базе компьютера (и не только) есть одно узкое место - электролитические конденсаторы. Они содержат электролит, электролит - это жидкость. Поэтому нагрев такого конденсатора приводит к выходу его из строя, так как электролит испаряется. А нагрев в системном блоке - дело регулярное.

Поэтому замена конденсаторов - это вопрос времени. Больше половины отказов материнских плат средней и нижней ценовой категории происходит по вине высохших или вздувшихся конденсаторов. Еще чаще по этой причине ломаются компьютерные блоки питания.

Поскольку печать на современных платах очень плотная, производить замену конденсаторов нужно очень аккуратно. Можно повредить и при этом не заметить мелкий бескорпусой элемент или разорвать (замкнуть) дорожки, толщина и расстояние между которыми чуть больше толщины человеческого волоса. Исправить подобное потом достаточно сложно. Так что будьте внимательны.

Итак, для замены конденсаторов понадобится паяльник с тонким жалом мощностью 25-30Вт, кусок толстой гитарной струны или толстая игла, паяльный флюс или канифоль.

В том случае, если вы перепутаете полярность при замене электролитического конденсатора или установите конденсатор с низким номиналом по вольтажу, он вполне может взорваться. А вот как это выглядит:

Так что внимательнее подбирайте деталь для замены и правильно устанавливайте. На электролитических конденсаторах всегда отмечен минусовой контакт (обычно вертикальной полосой цвета, отличного от цвета корпуса). На печатной плате отверстие под минусовой контакт отмечено тоже (обычно черной штриховкой или сплошным белым цветом). Номиналы написаны на корпусе конденсатора. Их несколько: вольтаж, ёмкость, допуски и температура.

Первые два есть всегда, остальные могут и отсутствовать. Вольтаж: 16V (16 вольт). Ёмкость: 220µF (220 микрофарад). Вот эти номиналы очень важны при замене. Вольтаж можно выбирать равный или с большим номиналом. А вот ёмкость влияет на время зарядки/разрядки конденсатора и в ряде случаев может иметь важное значение для участка цепи.

Поэтому ёмкость следует подбирать равную той, что указана на корпусе. Слева на фото ниже зелёный вздувшийся (или потёкший) конденсатор. Вообще с этими зелёными конденсаторами постоянные проблемы. Самые частые кандидаты на замену. Справа исправный конденсатор, который будем впаивать.

Выпаивается конденсатор следующим образом: сначала находите ножки конденсатора с обратной стороны платы (для меня это самый трудный момент). Затем нагреваете одну из ножек и слегка давите на корпус конденсатора со стороны нагреваемой ножки. Когда припой расплавляется, конденсатор наклоняется. Проводите аналогичную процедуру со второй ножкой. Обычно конденсатор вынимается в два приема.

Спешить не нужно, сильно давить тоже. Мат.плата - это не двухсторонний текстолит, а многослойный (представьте вафлю). Из-за чрезмерного усердия можно повредить контакты внутренних слоев печатной платы. Так что без фанатизма. Кстати, долговременный нагрев тоже может повредить плату, например, привести к отслоению или отрыву контактной площадки. Поэтому сильно давить паяльником тоже не нужно. Паяльник прислоняем, на конденсатор слегка надавливаем.

После извлечения испорченного конденсатора необходимо сделать отверстия, чтобы новый конденсатор вставлялся свободно или с небольшим усилием. Я для этих целей использую гитарную струну той же толщины, что и ножки выпаиваемой детали. Для этих целей подойдет и швейная игла, однако иглы сейчас делают из обычного железа, а струны из стали. Есть вероятность того, что игла схватится припоем и сломается при попытке ее вытащить. А струна достаточно гибкая и схватывается сталь с припоем значительно хуже, чем железо.

При демонтаже конденсаторов припой чаще всего забивает отверстия в плате. Попробовав впаять конденсатор тем же способом, которым я советовал его выпаивать, можно повредить контактную площадку и дорожку, ведущую к ней. Не конец света, но очень нежелательное происшествие. Поэтому если отверстия не забил припой, их нужно просто расширить. А если все же забил, то нужно плотно прижать конец струны или иглы к отверстию, а с другой стороны платы прислонить к этому отверстию паяльник. Если подобный вариант неудобен, то жало паяльника нужно прислонять к струне практически у основания. Когда припой расплавится, струна войдёт в отверстие. В этот момент надо ее вращать, чтобы она не схватилась припоем.

После получения и расширения отверстия нужно снять с его краев излишки припоя, если таковые имеются, иначе во время припаивания конденсатора может образоваться оловянная шапка, которая может припаять соседние дорожки в тех местах, где печать плотная. Обратите внимание на фото ниже - насколько близко к отверстиям располагаются дорожки. Припаять такую очень легко, а заметить сложно, поскольку обзору мешает установленный конденсатор. Поэтому лишний припой очень желательно убирать.

Если у вас нет под боком радио-рынка, то скорее всего конденсатор для замены найдется только б/у. Перед монтажом следует обработать его ножки, если требуется. Желательно снять весь припой с ножек. Я обычно мажу ножки флюсом и чистым жалом паяльника облуживаю, припой собирается на жало паяльника. Потом скоблю ножки конденсатора канцелярским ножом (на всякий случай).

Вот, собственно, и все. Вставляем конденсатор, смазываем ножки флюсом и припаиваем. Кстати, если используется сосновая канифоль, лучше истолочь ее в порошок и нанести его на место монтажа, чем макать паяльник в кусок канифоли. Тогда получится аккуратно.

Замена конденсатора без выпаивания с платы

Условия ремонта бывают разные и менять конденсатор на многослойной (мат. плата ПК, например) печатной плате - это не то же самое что поменять конденсатор в блоке питания (однослойная односторонняя печатная плата). Надо быть предельно аккуратным и осторожным. К сожалению, не все родились с паяльником в руках, а отремонтировать (или попытаться отремонтировать) что-то бывает очень нужно.

Как я уже писал в первой половине статьи, чаще всего причиной поломок являются конденсаторы. Поэтому замена конденсаторов наиболее частый вид ремонта, по крайней мере в моём случае. В специализированных мастерских есть для этих целей специальное оборудование. Если оного нет, приходится пользоваться оборудованием обычным (флюс, припой и паяльник). В этом случае очень помогает опыт.

Главным преимуществом данного метода является то, что контактные площадки платы придётся в значительно меньшей степени подвергать нагреву. Как минимум в два раза. Печать на дешёвых мат.платах достаточно часто отслаивается от нагрева. Дорожки отрываются, а исправить такое потом достаточно проблематично.

Минус данного способа в том, что на плату всё-таки придётся надавить, что тоже может привести к негативным последствиям. Хотя из моей личной практики давить сильно ни разу не приходилось. При этом есть все шансы припаяться к ножкам, оставшимся после механического удаления конденсатора.

Итак, замена конденсатора начинается с удаления испорченной детали с мат.платы.

На конденсатор нужно поставить палец и с лёгким нажатием попробовать покачать его вверх-вниз и влево-вправо. Если конденсатор качается влево-вправо, значит ножки расположены по вертикальной оси (как на фото), в обратном случае по горизонтальной. Также можно определить положение ножек по минусовому маркеру (полоса на корпусе конденсатора, обозначающая минусовой контакт).

Дальше следует надавить на конденсатор по оси расположения его ножек, но не резко, а плавно, медленно увеличивая нагрузку. В результате ножка отделяется от корпуса, далее повторяем процедуру для второй ножки (давим с противоположной стороны).

Иногда ножка из-за плохого припоя вытаскивается вместе с конденсатором. В этом случае можно слегка расширить получившееся отверстие (я делаю это куском гитарной струны) и вставить туда кусок медной проволоки, желательно одинаковой с ножкой толщины.

Половина дела сделана, теперь переходим непосредственно к замене конденсатора. Стоит отметить, что припой плохо пристаёт к той части ножки, которая находилась внутри корпуса конденсатора и её лучше откусить кусачками, оставив небольшую часть. Затем ножки конденсатора, приготовленного для замены и ножки старого конденсатора обрабатываются припоем и припаиваются. Удобнее всего паять конденсатор, приложив его к к плате под углом в 45 градусов. Потом его легко можно поставить по стойке смирно.

Вид в результате, конечно неэстетичный, но зато работает и данный способ намного проще и безопаснее предыдущего с точки зрения нагрева платы паяльником. Удачного ремонта!

Если материалы сайта оказались для вас полезными, можете поддержать дальнейшее развитие ресурса, оказав ему (и мне ) .

Взаимозаменяемые конденсаторы. Подбор и взаимозаменяемость конденсаторы. Выпаиваем старый конденсатор

Приняв решение о замене конденсатора на печатной плате, первым делом следует подобрать конденсатор на замену. Как правило, речь идет об электролитическом конденсаторе, который по причине исчерпания своего рабочего ресурса начал создавать нештатный режим вашему электронному устройству, либо конденсатор лопнул из-за перегрева, а может быть вы просто решили поставить поновее или получше.

Выбираем подходящий конденсатор на замену

Параметры конденсатора на замену непременно должны подходить: его номинальное напряжение ни в коем случае не должно быть ниже, чем у заменяемого конденсатора, а емкость — никак не ниже, или может быть процентов на 5-10 выше (если это допустимо в соответствии с известной вам схемой данного устройства), чем была изначально.

Наконец, убедитесь, что новый конденсатор подойдет по размеру на то место, которое покинет его предшественник. Если он окажется чуть-чуть поменьше диаметром и высотой — не страшно, но если диаметр или высота больше — могут помешать компоненты, расположенные на этой же плате поблизости или он будет упираться в элементы корпуса. Эти нюансы важно учесть. Итак, конденсатор на замену выбран, он вам подходит, теперь можно приступать к демонтажу старого конденсатора.

Готовимся к процессу

Сейчас необходимо будет устранить с платы неисправный конденсатор, и подготовить место для установки сюда же нового. Для этого вам потребуется, конечно, а также удобно к данному действу подготовить кусок медной оплетки для снятия припоя. Как правило, мощности паяльника в пределах 40 Вт будет вполне достаточно даже если на плате был изначально применен тугоплавкий припой.

Что же касается медной оплетки для устранения припоя, то если у вас такой нет, ее весьма несложно изготовить самостоятельно: возьмите кусок не очень толстого медного провода, состоящего из тонких медных жилок, снимите с него изоляцию, слегка (можно простой сосновой канифолью), - теперь эти пропитанные флюсом жилки легко, словно губка, вберут в себя припой с ножек выпаиваемого конденсатора.

Выпаиваем старый конденсатор

Сначала посмотрите, какова полярность выпаиваемого конденсатора на плате: в какую сторону минусом он стоит, чтобы когда будете впаивать новый — не допустить ошибки с полярностью. Обычно минусовая ножка отмечена полосой. Итак, когда оплетка для удаления припоя приготовлена, а паяльник уже достаточно разогрет, сначала прислоните оплетку к основанию той из ножек конденсатора, которую вы решили освободить от припоя первой.

Аккуратно расплавьте припой на ножке прямо через оплетку, чтобы оплетка тоже разогрелась и быстро втянула в себя припой с платы. Если припоя на ножке многовато, двигайте оплетку по мере того как она будет заполняться припоем, собирая на нее весь припой с ножки, чтобы ножка в итоге осталась свободной от припоя. Проделайте это же самое со второй ножкой конденсатора. Теперь конденсатор можно легко выдернуть рукой или пинцетом.

Впаиваем новый конденсатор

Новый конденсатор необходимо установить с соблюдением полярности, то есть минусовой ножкой туда же, где была минусовая ножка выпаянного. Обычно минус обозначен полоской, а плюсовая ножка длиннее минусовой. Обработайте ножки конденсатора флюсом.

Вставьте конденсатор в отверстия. Не нужно заранее укорачивать ножки. Разогните ножки немного в разные стороны, чтобы конденсатор хорошо держался на месте и не выпадал.

Теперь, прогревая ножку возле самой платы кончиком жала паяльника, поднесите тычком припой к ножке, чтобы ножка окуталась, смочилась, окружилась припоем. То же самое проделайте со второй ножкой. Когда припой остынет, вам останется укоротить ножки конденсатора кусачками (до той длины, что и у соседних деталей на вашей плате).

Автор : elremont от 26-01-2014

Это был один из тех дней, когда кошка пожевала ваш модуль? Или, может быть у вас есть старый усилитель, где из конденсаторов потекла эта противная ядовитая слизь? Если вы когда-либо были в этой ситуации, то вы могли бы отремонтировать модуль, заменив конденсаторы. Давайте рассмотрим пример, где я заменю этот конденсатор на печатной плате. Сначала немного теории. Что такое конденсатор? Конденсатор это устройство для хранения энергии, которое может быть использовано для сглаживания напряжения. Каждый конденсатор имеет два важных параметра: емкость и напряжение. Емкость говорит нам о том, сколько энергии может накопить конденсатор при заданном напряжении. Емкость обычно измеряется в микрофарадах (uF). В девяносто девяти процентах случаев, при замене конденсатора, надо использовать такое же значение емкости или очень близкое. Здесь применен конденсатор 470uF. Если я хочу заменить его, то в идеале я должен взять другой конденсатор на 470uF. Другой важный параметр это номинальное напряжение. Номинальное напряжение это максимальное напряжение, при котором конденсатор может работать не взрываясь. Еще раз отметим, что напряжение написанное на конденсаторе означает, что это максимальное напряжение, которое может подаваться на конденсатор. Это не значит, что на конденсаторе, обязательно будет это напряжение. Например, это конденсатор на 16 вольт. Это не означает, что он заряжен на 16 вольт, как батарейка. Это означает, что если его заряжать до 5 вольт, то он будет прекрасно работать. Если я заряжу его до 10 вольт, все будет хорошо. Если заряжу его до 16 вольт, то он справиться и с этим. Но если я заряжу его до 25 вольт, он взорвется. Возвращаясь к нашему примеру конденсатора я вижу, что он рассчитан на 16 вольт. При замене я должен использовать конденсатор на 16V или выше. Теперь выясняется, что все конденсаторы на 470 uF, которые у меня есть рассчитаны 25 вольт. Но это не проблема. Если в оригинальной схеме требуется конденсатор на 16V, то я могу использовать конденсатор на 25V, это просто означает, что у меня будет больший запас прочности. Теперь давайте поговорим о полярности. На минусовой стороне электролитического конденсатора всегда будет нанесен маленький символ минуса. Все, что вам нужно сделать, это убедиться, что полярность совпадает с прежним конденсатором. Если перепутать полярность, то вот что происходит. Так что теперь, зная полярность, я заменю конденсатор и припаяю его на место. Напоследок, небольшое предупреждение по безопасности. Если вы когда-нибудь видели эти большин конденсаторы на напряжения более 200 вольт, то вы должны быть осторожны с ними, чтобы не задеть их, если они заряжены. Помните, что конденсатор, заряженный на 200V, может убить вас.
Удачной замены конденсаторов!
_

Следующими не менее распространенными деталями, широко применяемыми в карманных приемниках, являются постоянные конденсаторы самой различной емкости. В высокочастотных контурах, где требуется малая емкость, целесообразно использовать специальные миниатюрные конденсаторы типа КДМ и КТМ, выпускаемые промышленностью с номинальными значениями от 1 до 1500 пф и от 1 до 3000 пф соответственно. Эти конденсаторы сравнительно дефицитны, но им есть замена, а именно: широко распространенные конденсаторы типа КТК-1 с номинальными значениями от 2 до 180 пф, КСО-1 от 21 до 750 пф и КСО-2 от 100 до 2400 пф. Конденсаторы последнего типа имеют несколько большие размеры, нежели два первых, но их можно «миниатюризировать». С конденсатора надо удалить защитную пластмассовую опрессовку, взамен которой применить пропитку нитролаком или клеем БФ-2. Этим путем удается получить очень миниатюрную деталь.

В качестве разделительных и блокировочных конденсаторов в высокочастотных цепях приемников применяются конденсаторы значительно большей, чем указывалось выше, емкости. Здесь подойдут хорошо известные радиолюбителю конденсаторы типа КДС емкостью 1000, 3000 и 6800 пф, КЛС и КМ емкостью 0,01, 0,033 и 0,047 мкф. Правда, два последних типа конденсаторов сравнительно дефицитны, но их с успехом можно заменить конденсаторами несколько больших габаритов, например типа МБМ на 160 в.

Производя подбор конденсаторов требуемой емко-‘ сти, не следует забывать и о возможности их включения последовательно и параллельно. Что касается допуска, то необходимо учитывать следующее. Номинальные значения конденсаторов, применяемых в высокочастотных контурах, должны быть близки к рекомендуемым и укладываться в допуск ±5-10%. Конденсаторы, применяемые для блокировки, могут иметь допуск до ±20%. О рабочем напряжении конденсаторов рассмотренных выше типов говорить не приходится, поскольку оно во много раз превышает то, которое будет приложено к ним в схемах транзисторных приемников. |

Помимо конденсаторов сравнительно небольшой емкости, в транзисторных схемах используются разделительные и блокировочные конденсаторы емкостью от 0,5 до 100,0 мкф, а иногда и более. Распространенными типами конденсаторов большой емкости являются отечественные миниатюрные электролитические конденсаторы типа ЭМ и ЭМ-М, выпускаемые промышленностью с номинальными значениями от 0,5 до 50,0 мкф, заменить которые можно конденсаторами фирмы «Тесла», периодически поступающими в наши радиомагазины.

При постановке электролитических конденсаторов в схему во избежание возможного выхода их из строя необходимо строго соблюдать указываемую полярность включения. Определить полярность конденсаторов оте-. чественного производства легко по соответствующей надписи (+), сделанной на корпусе со стороны вывода, изолированного от него и соединенного с обкладкой, присоединяемой к плюсу источника питания; противоположный вывод, соединенный с корпусом конденсатора, должен присоединяться к минусу (рис. 1, /). У конденсаторов, изготовляемых фирмой «Тесла», вывод, изолированный от корпуса, является плюсовым (рис. 1, 2).

Помимо полярности включения, следует учитывать и рабочее напряжение электролитических конденсаторов, которое ни в коем случае не должно быть меньше рекомендуемого в описании того или иного приемника и, как правило, указываемого на принципиальной схеме совместно с номинальным значением емкости.

Емкость разделительных конденсаторов может иметь допуск до +50%, а блокировочных до +100-500%, что в ряде случаев будет способствовать лишь более устойчивой работе схемы.

Кроме конденсаторов постоянной емкости, практически все схемы карманных приемников содержат конденсаторы переменной емкости: одиночные - в приемниках прямого усиления и объединенные в сдвоенные блоки - в приемниках супергетеродинного типа. Из готовых одиночных конденсаторов получил широкое распространение керамический подстроечный конденсатор типа КПК-2 емкостью 25-150 пф. Кроме него, в про-

Рис 1 Внешний лид распространенных деталей и расположение выводов: J – конденсаторы типа ЭМ. ЭМ М, 2– Ь„деи! саторы фирмы «Тесла», 3 ¦ тра.писторы типа П13, ГШ. П15. П16, П8. П9. ПЮ ПИ; – транзисторы тип» пи м П40Э П403А- 5 схема для определения обратного тока ктлектора; (5 – схема для определения

кДлАиииеий усиления транзистора¦ 7 – диоды серии Д2; 8 – диоды серий Д1 и Д9; « низкочастотный транс форматор /в – схема обмоток согласующего трансформатора: П – схема обмоток выходного трансформатора; 12 – капсюль типа ДЭМШ-1а: 13 - схема обмоток капсюля типа ДЭМШ-1а.

даже имеются специальные одиночные миниатюрные Конденсаторы с твердым диэлектриком, выпускаемые нашей промышленностью с минимальной емкостью 5 пф и максимальной 350 пф, а также аналогичные по параметрам конденсаторы фирмы «Тесла».

Из готовых сдвоенных коденсаторных блоков можно применять те, которые используются в портативных приемниках, например «Нева», «Нева-2», «Гауя», «Селга», «Старт», «Топаз», «Сокол» и др. Их максимальная емкость колеблется в пределах от 180 до 240 пф. Помимо них, в продаже имеется и сдвоенный блок конденсаторов переменной емкости фирмы «Тесла» с максимальной емкостью 360-380 пф. Промышленный допуск по емкости у перечисленных конденсаторов не превышает ±10%- При подборе необходимого конденсатора настройки начинающий радиолюбитель должен придерживаться рекомендаций, даваемых в описании той или иной собираемой им схемы. Значительное отклоненне емкости конденсатора от требуемого значения, превышающее ±10%, потребует пересчета намоточных данных высокочастотных катушек колебательных контуров. В противном случае настройка контуров изменится, а приемник может стать неработоспособным. Это замечание особенно справедливо для супергетеродинов.

В случаях, когда максимальная емкость конденсатора значительно больше рекомендуемого значения, пересчета данных контурной катушки можно избежать, еслн в схему ввести дополнительный сопрягающий конденсатор, включенный последовательно с основным. Емкость сопрягающего конденсатора выбирают с тем расчетом, чтобы суммарная максимальная емкость была равна рекомендуемой в описании.

В приемниках прямого усиления можно не пересчитывать данные контурной катушки и при использовании конденсатора настройки с меньшей, чем требуется емкостью, но при этом следует помнить, что рабочий диапазон приемника изменится.

Несколько слов следует сказать и о подстроечных конденсаторах с небольшой максимальной емкостью. Они обычно используются для осуществления точного сопряжения входных и гетеродинных контуров супергетеродинных приемников. В большинстве промышленных сдвоенных блоков имеются собственные подстроеч- ные конденсаторы КПЕ, встроенные в корпус. Если их нет, то можно использовать стандартные подстроечникн типа КПКМ с максимальной емкостью 15-30 пф или любые другие, подходящие по размерам.

Самая распространённая поломка современной электроники - это неисправность электролитических конденсаторов. Если вы после разбора корпуса электронного устройства замечали, что на печатной плате имеются конденсаторы с деформированным, вздутым корпусом, из которого сочится ядовитый электролит, то самое время разобраться, как распознать поломку или дефект в конденсаторе и подобрать адекватную замену. Располагая профессиональным флюсом для пайки, припоем, паяльной станцией, набором новых конденсаторов, вы без особого труда «оживите» любой электронный прибор своими руками.

По сути, конденсатор - радиоэлектронный компонент, основная цель которого - это накопление и отдача электроэнергии с целью фильтрации, сглаживания и генерации переменных электрических колебаний. Любой конденсатор имеет два важнейших электрических параметра: ёмкость и максимальное постоянное напряжение, которое может быть приложено к конденсатору без его пробоя или разрушения. Ёмкость, как правило, определяет, какое количество электрической энергии может вобрать в себя конденсатор, если приложить к его обкладкам постоянное напряжение, не превышающее заданного лимита. Ёмкость измеряется в Фарадах. Наибольшее распространение получили конденсаторы, ёмкость которых исчисляется в микрофарадах (мкФ), пикофарадах (пкФ) и нанофарадах (нФ). Во многих случаях рекомендуется заменять неисправный конденсатор на исправный, имеющий аналогичные ёмкостные характеристики. Однако в ремонтной практике бытует мнение о том, что в схемах блоков питания можно ставить конденсатор, несколько превышающий по ёмкости фабричные параметры. К примеру, если мы хотим заменить разорвавшийся электролит на 100мкФ 12Вольт в блоке питания, который призван сгладить колебания после диодного выпрямительного моста, можно смело устанавливать ёмкость даже на 470мкФ 25В. Во-первых, повышенная ёмкость конденсатора только уменьшит пульсации, что само по себе неплохо для блока питания. Во-вторых, повышенное предельное напряжение только повысит общую надёжность схемы. Главное, чтобы отведённое под установку конденсатора место подходило.

Почему взрываются конденсаторы электролитического типа

Самая частая причина, по которой происходит взрыв электролитического конденсатора - это превышение напряжения межу обкладками конденсатора. Не секрет, что во многих приборах китайского производства параметр максимального напряжения точно соответствует приложенному напряжению. По своей задумке производители конденсаторов не предусматривали, что в штатном включении конденсатора в состав электросхемы на его контакты будет подаваться именно максимальное напряжение. К примеру, если на конденсаторе написано 16В 100мкФ, то не стоит его подключать в схему, где на него будет постоянно подаваться 15 или 16В. Безусловно, он выдержит какое-то время такое издевательство, но запас прочности будет практически равен нолю. Гораздо лучше устанавливать такие конденсаторы в цепь с напряжением 10–12В., чтобы был какой-то запас по напряжению.

Полярность подключения электролитических конденсаторов

Электролитические конденсаторы имеют отрицательный и положительный электроды. Как правило, отрицательный электрод определяется по маркировке на корпусе (белая продольная полоса за значками «-»), а положительная обкладка никак не промаркирована. Исключение – отечественные конденсаторы, где, напротив, положительный терминал промаркирован значком «+». При замене конденсаторов необходимо сопоставить и проверить, соответствует ли полярность подключения конденсатора маркировке на печатной плате (кружок, где имеется заштрихованный сегмент). Сопоставив минусовую полосу с заштрихованным сегментом, вы безошибочно вставите конденсатор. Остаётся лишь обрезать ножки конденсатора, обработать места пайки и качественно припаять. Если случайно перепутать полярность подключения, то даже абсолютно новый и вполне исправный конденсатор просто-напросто разорвётся, измазав попутно все соседние компоненты и печатную плату токопроводящим электролитом.

Немного о безопасности

Не секрет, что замена низковольтных конденсаторов может принести вред здоровью лишь в случае ошибки подключения полярности. При первом включении конденсатор взорвётся. Вторая опасность, которую стоит ожидать от конденсаторов, заключается в напряжении между его обкладками. Если вы когда-нибудь разбирали блоки питания от компьютеров, то вы, вероятно, замечали огромные электролиты на 200В. Именно в этих конденсаторах остаётся опасное высокое напряжение, которое может серьёзно травмировать вас. Перед заменой конденсаторов блоков питания рекомендуем полностью его разрядить либо резистором, либо неоновой лампочкой на 220В.

Полезный совет: такие конденсаторы очень не любят разряжаться через короткое замыкание, поэтому не замыкайте их выводы отвёрткой с целью разряда.

Маркировка конденсаторов.

Правила маркировки конденсаторов постоянной ёмкости

При сборке самодельных электронных схем поневоле сталкиваешься с подбором необходимых конденсаторов.

Притом, для сборки устройства можно использовать конденсаторы уже бывшие в употреблении и поработавшие какое-то время в радиоэлектронной аппаратуре.

Естественно, перед вторичным использованием необходимо проверить конденсаторы, особенно электролитические, которые сильнее подвержены старению.

При подборе конденсаторов постоянной ёмкости необходимо разбираться в маркировке этих радиоэлементов, иначе при ошибке собранное устройство либо откажется работать правильно, либо вообще не заработает. Встаёт вопрос, как прочитать маркировку конденсатора?

У конденсатора существует несколько важных параметров, которые стоит учитывать при их использовании.

  • Первое, это номинальная ёмкость конденсатора. Измеряется в долях Фарады.

  • Второе – допуск. Или по-другому допустимое отклонение номинальной ёмкости от указанной. Этот параметр редко учитывается, так как в бытовой радиоаппаратуре используются радиоэлементы с допуском до ±20%, а иногда и более. Всё зависит от назначения устройства и особенностей конкретного прибора. На принципиальных схемах этот параметр, как правило, не указывается.

  • Третье, что указывается в маркировке, это допустимое рабочее напряжение. Это очень важный параметр, на него следует обращать внимание, если конденсатор будет эксплуатироваться в высоковольтных цепях.

Итак, разберёмся в том, как маркируют конденсаторы.

Одни из самых ходовых конденсаторов, которые можно использовать – это конденсаторы постоянной ёмкости K73 – 17, К73 – 44, К78 – 2, керамические КМ-5, КМ-6 и им подобные. Также в радиоэлектронной аппаратуре импортного производства используются аналоги этих конденсаторов. Их маркировка отличается от отечественной.

Конденсаторы отечественного производства К73-17 представляют собой плёночные полиэтилентерефталатные защищённые конденсаторы. На корпусе данных конденсаторов маркировка наноситься буквенно-числовым индексом, например 100nJ, 330nK, 220nM, 39nJ, 2n2M.


Конденсаторы серии К73 и их маркировка

Правила маркировки.

Ёмкости от 100 пФ и до 0,1 мкФ маркируют в нанофарадах, указывая букву H или n.

Обозначение 100n – это значение номинальной ёмкости. Для 100n – 100 нанофарад (нФ) - 0,1 микрофарад (мкФ). Таким образом, конденсатор с индексом 100n имеет ёмкость 0,1мкФ. Для других обозначений аналогично. К примеру:
330n – 0,33 мкФ, 10n – 0,01 мкФ. Для 2n2 – 0,0022 мкФ или 2200 пикофарад (2200 пФ).

Можно встретить маркировку вида 47HC. Данная запись соответствует 47nK и составляет 47 нанофарад или 0,047 мкФ. Аналогично 22НС – 0,022 мкФ.

Для того чтобы легко определить ёмкость, необходимо знать обозначения основных дольных единиц – милли, микро, нано, пико и их числовые значения. Подробнее об этом читайте здесь.

Также в маркировке конденсаторов К73 встречаются такие обозначения, как M47C, M10C.
Здесь, буква М условно означает микрофарад. Значение 47 стоит после М, т.е номинальная ёмкость является дольной частью микрофарады, т.е 0,47 мкФ. Для M10C - 0,1 мкФ. Получается, что конденсаторы с маркировкой M10С и 100nJ обладают одинаковой ёмкостью. Различия лишь в записи.

Таким образом, ёмкость от 0,1 мкФ и выше указывается с буквой M, m вместо десятичной запятой, незначащий ноль опускается.

Номинальную ёмкость отечественных конденсаторов до 100 пФ обозначают в пикофарадах, ставя букву П или p после числа. Если ёмкость менее 10 пФ, то ставиться буква R и две цифры. Например, 1R5 = 1,5 пФ.

На керамических конденсаторах (типа КМ5, КМ6), которые имеют малые размеры, обычно указывается только числовой код. Вот, взгляните на фото.


Керамические конденсаторы с нанесённой маркировкой ёмкости числовым кодом

Например, числовая маркировка 224 соответствует значению 220000 пикофарад, или 220 нанофарад и 0,22 мкФ. В данном случае 22 это числовое значение величины номинала. Цифра 4 указывает на количество нулей. Получившееся число является значением ёмкости в пикофарадах. Запись 221 означает 220 пФ, а запись 220 – 22 пФ. Если же в маркировке используется код из четырёх цифр, то первые три цифры – числовое значение величины номинала, а последняя, четвёртая – количество нулей. Так при 4722, ёмкость равна 47200 пФ – 47,2 нФ. Думаю, с этим разобрались.

Допускаемое отклонение ёмкости маркируется либо числом в процентах (±5%, 10%, 20%), либо латинской буквой. Иногда можно встретить старое обозначение допуска, закодированного русской буквой. Допустимое отклонение ёмкости аналогично допуску по величине сопротивления у резисторов.

Буквенный код отклонения ёмкости (допуск).

Так, если конденсатор со следующей маркировкой – M47C, то его ёмкость равна 0,047 мкФ, а допуск составляет ±10% (по старой маркировке русской буквой). Встретить конденсатор с допуском ±0,25% (по маркировке латинской буквой) в бытовой аппаратуре довольно сложно, поэтому и выбрано значение с большей погрешностью. В основном в бытовой аппаратуре широко применяются конденсаторы с допуском H, M, J, K. Буква, обозначающая допуск указывается после значения номинальной ёмкости, вот так 22nK, 220nM, 470nJ.

Таблица для расшифровки условного буквенного кода допустимого отклонения ёмкости.

Допуск в % Буквенное обозначение
лат. рус.
± 0,05p A  
± 0,1p B Ж
± 0,25p C У
± 0,5p D Д
± 1,0 F Р
± 2,0 G Л
± 2,5 H  
± 5,0 J И
± 10 K С
± 15 L  
± 20 M В
± 30 N Ф
-0...+100 P  
-10...+30 Q  
± 22 S  
-0...+50 T  
-0...+75 U Э
-10...+100 W Ю
-20...+5 Y Б
-20...+80 Z А

Маркировка конденсаторов по рабочему напряжению.

Немаловажным параметром конденсатора также является допустимое рабочее напряжение. Его стоит учитывать при сборке самодельной электроники и ремонте бытовой радиоаппаратуры. Так, например, при ремонте компактных люминесцентных ламп необходимо подбирать конденсатор на соответствующее напряжение при замене вышедших из строя. Не лишним будет брать конденсатор с запасом по рабочему напряжению.

Обычно, значение допустимого рабочего напряжения указывается после номинальной ёмкости и допуска. Обозначается в вольтах с буквы В (старая маркировка), и V (новая). Например, так: 250В, 400В, 1600V, 200V. В некоторых случаях, буква V опускается.

Иногда применяется кодирование латинской буквой. Для расшифровки следует пользоваться таблицей буквенного кодирования рабочего напряжения.

Номинальное рабочее напряжение, B Буквенный код
1,0 I
1,6 R
2,5 M
3,2 A
4,0 C
6,3 B
10 D
16 E
20 F
25 G
32 H
40 S
50 J
63 K
80 L
100 N
125 P
160 Q
200 Z
250 W
315 X
350 T
400 Y
450 U
500 V

Таким образом, мы узнали, как определить ёмкость конденсатора по маркировке, а также по ходу дела познакомились с его основными параметрами.

Маркировка импортных конденсаторов отличается, но во многом соответствует изложенной.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Виды и параметры конденсаторов - Онлайн-журнал "Толковый электрик"

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

Ассортимент конденсаторов

Электрические параметры конденсаторов

Основные характеристики и единицы их измерения приведены в таблице

Номинальная емкостьСФарада
Допустимое отклонение емкости∆С%
Номинальное напряжениеUВольт
Температурная стабильность емкостиТКЕ%

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=10-12Ф)

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

Примеры обозначения емкости конденсаторов

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.

Конденсатор емкостью 33 мкФ на напряжение 100 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.

Подстроечные конденсаторы

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

Конденсатор переменной емкости

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

Два конденсатора в одном корпусе

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

SMD-конденсаторы

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:

Вакуумные
Воздушные
С газообразным диэлектриком
Керамические
Кварцевые
Стеклянные
Слюдяные
Бумажные
Металлобумажные
Электролитические
Полупроводниковые
Металло-оксидные
Полистирольные
Фторопластовые
Полиэтилентерефталатные
Лакопленочные
Поликарбонатные

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.

Электролитические конденсаторы

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.

Металлобумажный оксидный конденсатор в герметичном корпусе

Условные обозначения конденсаторов

Оцените качество статьи:

Твердотельный оксидный конденсатор от ТЕАРО. Маленький шаг в технологии производства, большой скачок в надежности и качестве

4 Дек 2017

Авторы статьи

Станислав Косенко, Ольга Синякова, [email protected]

Задать вопрос

Заказать образцы

    Полезные ссылки

(Опубликовано в журнале «Вестник Электроники» №3 2014)
Скачать статью в формате PDF (359 КБ)


В 1983 году на мировом рынке традиционно известные алюминиевые оксидные конденсаторы с жидким электролитом впервые были потеснены их «младшими собратьями», изготавливаемыми по обновленной технологии. Многие производители, в том числе тайваньская фирма ТЕАРO, зародившаяся еще в 1956 году как одно из подразделений корпорации SAMPO, вместо жидкого электролита вскоре стали применять специальный токопроводящий твердотельный полимер, что позволило существенно улучшить параметры таких конденсаторов. В данной статье поясняются особенности устройства и маркировки твердотельных оксидных конденсаторов, производимых фирмой ТЕАРО, а также приведена их сравнительная оценка с традиционными аналогами.

Рис. 1. Конструкция оксидного конденсатора

Устройство оксидных конденсаторов

Среди общеизвестных электронных компонентов наиболее простым является конденсатор, содержащий две металлические обкладки, разделенные диэлектриком. Чем больше площадь обкладок и тоньше слой диэлектрика, тем большей емкостью обладает конденсатор. Столь незамысловатый прибор незаменим практически во всех электронных устройствах, и прежде всего, как фильтрующий элемент, сглаживающий пульсирующее напряжение в импульсных источниках питания. Очевидно, что для требуемой достаточно большой емкости площадь обкладок конденсатора получается весьма значительной, поэтому для уменьшения габаритов одним из немногих конструктивных решений исполнения такого элемента может быть сворачивание обкладок в компактный рулон. Такую конструкцию оксидного конденсатора иллюстрирует рис. 1.

Верхняя часть рисунка (1a) соответствует внешнему виду собранного конденсатора, а средняя (1б) – условно развернутому рулону, образованному обкладками. Здесь хорошо видно, что две алюминиевые ленточные обкладки в центре рулона соединены с выводами, на один из которых (более длинный – анод) подают положительное напряжение, на другой (катод) – отрицательное. Рулон с выводами помещен в алюминиевый корпус – стакан, в верхней части которого выводы герметизируют с помощью уплотнительного резинового диска. При свертывании в рулон отрицательная обкладка с обеих сторон оказывается отделенной от положительной разделительным слоем, который в конденсаторе с жидким электролитом представляет собой пористую бумагу, пропитанную специальным токопроводящим жидким химическим составом. В твердотельном конденсаторе в качестве разделительного слоя, как упоминалось ранее, используют токопроводящий полимер. Такую конструкцию межобкладочного пространства в оксидном конденсаторе поясняет его крупноплановое сечение, показанное на рис. 1в.

Как можно убедиться, разделительный слой в данной конструкции разделяет обкладки лишь физически, а по своим электрическим свойствам он служит почти идеальным проводником. Следовательно, во избежание короткого замыкания между обкладками должен существовать еще и некий диэлектрик. Таким диэлектриком в оксидных конденсаторах с жидким электролитом служит показанная на рисунке тонкая пленка из оксида алюминия на положительной обкладке. В полимерных конденсаторах изоляционную окисную пленку создают не на обкладке, а на поверхности токопроводящего разделительного слоя. Как в первом, так и во втором случае окисление производят электрохимическим способом. Регулируя длительность процесса окисления, получают такую толщину окисной пленки, чтобы с запасом обеспечить ее пробивное напряжение, существенно превышающее требуемое максимально допустимое рабочее для данного конденсатора.

Рис. 2. Процесс самовосстановления твердотельного полимерного конденсатора

Описанная конструктивная особенность порождает два замечательных свойства твердотельных конденсаторов, существенно повышая их качественные показатели по сравнению с аналогами. Во-первых, при возникновении электрического пробоя в последних под воздействием значительного электрического тока вскипающий электролит сопровождается бурным газовыделением, взрывом корпуса и нередко – даже повреждением других близкорасположенных на общей печатной плате элементов. Но в твердом токопроводящем полимере отсутствует как жидкая, так и газообразная фаза, поэтому и взрыв исключен. И во-вторых, полимерные конденсаторы благодаря электротермическому воздействию электрического тока утечки при микропробоях обладают важным свойством самовосстановления, как это поясняет рис. 2.

При нормальной работе твердотельного оксидного конденсатора (рис.2a) его структура бездефектна, все элементы (анодная обкладка, токопроводящий слой и диэлектрическая окисная пленка на нем) функционируют нормально. Однако под воздействием стресса – внешнего резкого механического или термического воздействия, как и при чрезмерно быстром изменении напряжения на обкладках, в сравнительно тонкой изоляционной пленке, исчисляемой микрометрами, может возникнуть микродефект (рис. 2б). В силу ухудшения изоляционных свойств окисной пленки ток утечки между обкладками может существенно возрасти. Его протекание в таком случае приводит к электротермическому разогреву полимерного слоя (рис. 2в), и капсула расплавленного полимера «накрывает» микродефект. При дальнейшем нагреве молекулярные связи в проводящем ток полимерном сегменте вблизи микродефекта разрываются, электрическое сопротивление проводящего слоя многократно возрастает, соответственно ток утечки резко снижается, капсула остывает, и параметры конденсатора быстро приходят в норму (рис. 2г).

Твердотельный токопроводящий полимер по своим характеристикам оказался также более жизнестойким и термостабильным по сравнению с жидким электролитом, с годами постепенно испаряющимся сквозь рези-новый уплотнительный диск (рис. 1). Поэтому проводимость жидкого электролита со временем снижается, отрицательно воздействуя на основные параметры конденсатора, что подтверждено специальными исследованиями, проведенными в научных подразделениях компании ТЕАРО. О результатах этих исследований далее пойдет речь в нашей статье.

Таблица 1. Общие параметры оксидных конденсаторов, участвующих в испытании

Сравнительная характеристика оксидных конденсаторов

Для сравнительных исследований специалистами были выбраны три типа производимых компанией ТЕАРО конденсаторов с номинальной емкостью 470 мкФ и предельным рабочим напряжением 16 В: миниатюрный алюминиевый электролитический общего применения (Miniature Aluminum Electrolytic Capacitor) серии SK; электролитический низкоимпедансный с увеличенной долговечностью (Aluminum Electrolytic Low Impedance & Long Life Capacitor) серии TA; твердотельный алюминиевый с токопроводящим полимером (Conductive Polymer Aluminum Solid Capacitor) серии CG. Перечисленные конденсаторы сравнивались как между собой, так и с производимыми сторонними компаниями танталовыми конденсаторами (Tantalum Capacitor), условно обозначенными на рисунках индексом ТТ. В некоторых случаях емкость танталовых конденсаторов и сравниваемых аналогов отличалась от 470 мкФ, о чем сообщалось в исходных данных проводимых экспериментов.

Необходимо отметить, что конденсаторы серии SK производятся с наиболее широкой возможностью выбора как требуемого напряжения (6,3…500 В), так и емкости (1…22000 мкФ). Для конденсаторов серии CG этот выбор значительно меньше – 2,5…25 В и 10…2200 мкФ соответственно. Интервал рабочего напряжения и номинальной емкости низкоимпедансных долговечных конденсаторов составляет 6,3…35 В и 33…8200 мкФ. Танталовые конденсаторы производятся с допустимым рабочим напряжением 2,5…63 В и емкостью 0,1…2200 мкФ. Номинальная емкость всех конденсаторов измеряется на частоте 120 Гц при окружающей температуре 20 °С. С ростом рабочей частоты, что необходимо учитывать в проектировании ИИП, емкость конденсаторов существенно меняется, причем по-разному для различных типов.Габаритные размеры всех отобранных для сравнительной оценки конденсаторов примерно одинаковы.

Для учета тока утечки сравниваемых аналогов в таблице приведена некоторая эмпирическая формула, одинаковая для танталовых и алюминиевых конденсаторов с жидким электролитом. Значение емкости в формулу подставляют в мкФ, а напряжения в вольтах. Если результат вычисления превышает 3 мкА, тогда в инженерных расчетах руководствуются этим предельно возможным значением. Определить ток утечки можно и практически, подавая рабочее напряжение на конденсатор не менее чем за 2 мин до измерений. У полимерного конденсатора ток утечки может быть в десятки раз больше, чем у аналогов, но не более 300 мкА.

Приведенные в таблице стоимостные показатели следует принимать как ориентировочные, поскольку они подвержены изменениям из конъюнктурных соображений. Но общая тенденция такова, что наиболее низкая цена у алюминиевых конденсаторов с жидким электролитом. Примерно вдвое выше у низкоимпедансных электролитических, и в шесть раз – у полимерных. Такое соотношение цен вполне оправдано, и мы это увидим по результатам измерений электрических параметров. Если руководствоваться только таким важным параметром, как эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС), и перед конструктором при проектировании импульсного источника питания стоит задача обеспечения минимальных пульсаций его выходного напряжения, то возможных решений будет два: либо применить один полимерный конденсатор, либо не менее 10 аналогичных алюминиевых с жидким электролитом. Очевидно, что второй вариант можно принять в малоответственных проектах. Там, где требуется надежность источника питания и термостабильность параметров проектируемого прибора в целом, применение твердополимерных конденсаторов представляется наиболее рациональным. Рассмотрим подробнее данный аспект проектирования на практических примерах.

Влияние ЭПС конденсатора на параметры источника питания

Рис. 3. Схема включения конденсатора в рабочем режиме

Сравнение ЭПС твердотельного полимерного конденсатора с другими аналогами показывает, что оно минимально и составляет 11 мОм. Его измеряют на стандартной частоте 100 кГц при температуре 20 °С. ЭПС низкоимпедансного конденсатора в 8 раз больше, а для алюминиевого оно увеличивается двадцатикратно. Причем в отличие от твердотельного полимерного для выбранных аналогов ЭПС измеряют на частоте 120 Гц, что дополнительно ухудшит их показатели на рабочих частотах в десятки килогерц. Данный параметр сильно зависит от емкости конденсатора, рабочей частоты и используемых в изготовлении материалов. Более подробно данное свойство конденсаторов будет рассмотрено ниже.

Для того чтобы понять важность данного параметра, обратимся к рис. 3, где изображены схема включения конденсатора С и его эквивалентная схема замещения. На рисунке в виде отдельного резистора R отображено ЭПС, и как отдельный дроссель L – эквивалентная последовательная индуктивность (ЭПИ). Конденсатор включен между импульсным источником питания (ИИП), преобразующим напряжение 12 В в более низкое 5 В, и некоторой нагрузкой, составленной из цифровых интегральных микросхем (ИМС).

В работе понижающего ИИП можно наблюдать два полупериода, что сказывается на выходном напряжении ИИП, как это показано на рис. 4. На первом полупериоде происходит передача определенной порции электрической энергии в накопительный конденсатор С1 и параллельно в нагрузку ИМС, при этом пульсирующее напряжение на нагрузке и фильтрующем алюминиевом конденсаторе с жидким электролитом возрастает от 4,93 до 5,07 В (рис. 4а). На втором полупериоде выход ИИП отключен от нагрузки, и ее питание осуществляется за счет энергии, накопленной конденсатором, при этом пульсирующее напряжение снижается от 5,07 до 4,93 В. Таким образом, размах пульсаций составляет 140 мВ, в то время как средний уровень выходного напряжения, поддерживаемый системой регулирования в ИИП, соответствует требуемому значению 5 В.

Рис. 4. Осциллограммы пульсаций выходного напряжения с разнотипными фильтрующими конденсаторами

Пульсации рабочего напряжения следует учитывать при выборе конденсатора. Запас максимально допустимого рабочего напряжения с учетом пульсаций, как показано в таблице, установлен с коэффициентом 1,15 от номинального для твердотельного полимерного конденсатора и 1,25 для остальных, что составляет 18,4 и 20 В соответственно.

На другой осциллограмме (рис. 4б) показано, как изменятся пульсации выходного напряжения, если вместо алюминиевого с жидким электролитом применить твердотельный полимерный конденсатор той же номинальной емкости 470 мкФ. Здесь отчетливо заметно, что резко снизился размах пульсаций – от 140 до 30 мВ. Такому факту можно дать простое объяснение, если обратиться к рис. 3. Поскольку ЭПС конденсатора включено параллельно нагрузке, постоянная составляющая тока I= проходит к нагрузке напрямую, не ощущая наличия конденсатора. Но на пульсации, то есть переменную составляющую тока I~, ЭПС оказывает шунтирующее воздействие, отводя на общий провод питания их основную часть, как показано на рисунке. Чем меньше ЭПС, тем сильнее шунтирование, что подтверждает сравнение рисунков 4а и 4б.

Необходимо заметить, что при смене фильтрующего конденсатора изменился не только размах пульсаций, но и форма. При этом примерно равными остаются очень резкие игольчатые броски напряжения. Причина их присутствия обусловлена наличием в конденсаторах ЭПИ, показанной как отдельный дроссель на рис. 3. Резкое изменение тока при его пульсации порождает на ЭПИ напряжение ЭДС самоиндукции, накладывающееся на выходное напряжение. При больших ЭПС относительный вклад игольчатых фрагментов в пульсациях напряжения малозаметен, и общая форма пульсаций носит пилообразную форму. При малых ЭПС относительный вклад ЭПИ возрастает, поэтому пульсации вместо пилообразной приобретают экспоненциальную форму. Следовательно, наблюдая за формой пульсаций выходного напряжения, можно сделать определенный вывод о влиянии на данный параметр ИИП величины ЭПС примененных конденсаторов и выбрать наилучший.

Как показано на рис. 3, пульсации высокочастотного тока порождаются не только в ИИП. Нагрузка ИМС, объединяющая в общем случае ряд цифровых устройств (коммутатор, триггер, схема совпадения, счетчик, сдвигающий регистр и пр.) является нестационарной. В ходе срабатывания отдельных элементов в ИМС также могут возникнуть значительные импульсные токи i~, и если ЭПС фильтрующего конденсатора будет недостаточно мало, шунтирование вторичных помех окажется неэффективным. В этом случае помеховые сигналы от ИМС смогут проникнуть на другие узлы, подключенные к общему ИИП, и вызвать отказ в работе прибора в целом. Поэтому в ответственных случаях проектирования конструктор должен осознанно выбирать фильтрующий конденсатор таким, чтобы он надежно подавлял пульсации тока как со стороны ИИП, так и со стороны нагрузки.

Оценка влияния температуры корпуса на основные параметры конденсатора

В таблице приведены значения максимально допустимых пульсаций тока в отобранных конденсаторах, составляющие 0,4 А для алюминиевого с жидким электролитом, 0,84 А для низкоимпедансного и 5 А для твердотельного полимерного конденсатора. Здесь фигурирует эффективное значение тока. Обращает на себя внимание значительное различие данного показателя для разнотипных конденсаторов, примерно одинаковых по габаритам. И вполне обоснованно можно предположить, что в данном случае главную роль играют не габариты, а эквивалентное последовательное сопротивление, столь разнящееся в зависимости от типа конденсатора и его емкости.

Рис. 5. Температурная зависимость корректирующего коэффициента для допустимых пульсаций тока

Если в основе ограничения напряжения на конденсаторе, содержащего пульсации, лежит опасность электрического пробоя тонкой диэлектрической окисной пленки, о чем говорилось ранее, то при ограничении пульсаций тока учитывают другой критерий, связанный с тепловым разрушением. Об отрицательном влиянии на долговечность конденсатора повышенной рабочей температуры мы поговорим несколько позже. Сейчас же лишь поясним, как учитывают и нормируют нагрев конденсатора пульсациями тока.

Известно, что при прохождении тока I через резистор сопротивлением R на нем выделяется электрическая мощность P, измеряемая в ваттах. Данное соотношение справедливо и по отношению к конденсатору, если учесть, что в качестве тока подставляют эффективное значение пульсаций тока в амперах, а эквивалентное последовательное сопротивление – в омах (чтобы мощность измерялась в ваттах), а не миллиомах, как ранее. Выделяемая на конденсаторе мощность пульсаций приводит к возрастанию температуры корпуса на ΔT градусов, которую определяют [2] по формуле:

ΔT= I2R/AH

где А– эффективная охлаждающая поверхность конденсатора, зависящая от его типоразмера, см 2;  Н– коэффициент теплового излучения, численно равный примерно 1,5…2 мВт/см2 · °С. Как можно заключить, градиент температуры в прилежащем к конденсатору пространстве прямо пропорционален значению ЭПС и возведенному в квадрат эффективному значению пульсаций тока и обратно пропорционален эффективной охлаждающей поверхности конденсатора.

Рис. 6. Температурная зависимость корректирующего коэффициента для допустимого рабочего напряжения

Принято считать, что условия эксплуатации конденсатора вполне приемлемы, если разница температуры корпуса и окружающей среды не превышает 5 °С. Именно из этих соображений рассчитывают максимальное значение пульсаций тока, приведенное в таблице. Однако вполне понятно, что условия рассеяния тепла при окружающей температуре 25 и 85 °С несколько отличаются. Поэтому для учета влияния максимально допустимых пульсаций тока на нагрев конденсатора вводят дополнительный поправочный коэффициент, графическая зависимость которого от температуры представлена на рис. 5.

Предположим, несколько примененных на выходе ИИП фильтрующих конденсаторов емкостью 100 мкФ и предельным рабочим напряжением 10 В должны рассеять пульсации тока с эффективным значением 3000 мА. Температура внутри корпуса ИИП составляет 95 °С. Поскольку для полимерного конденсатора допустимые пульсации тока составляют 2320 мА, с учетом поправочного коэффициента это значение, как показано на рисунке, при повышенной температуре не изменится. Следовательно, два полимерных конденсатора с большим запасом обеспечат требуемую надежность ИИП. В случае применения аналогичных танталовых конденсаторов учитываем, что они при комнатной температуре способны рассеять пульсации тока 1149 мА, и при температуре 95 °С следует учитывать температурный коэффициент 0,9. В результате допустимые пульсации тока для них составят 1034 мА, и для нейтрализации пульсаций 3000 мА потребуется как минимум три танталовых конденсатора, что заведомо невыгодно как с надежностной, так и экономической точки зрения. Стоимость танталовых конденсаторов может быть в несколько раз больше, чем у полимерных аналогов.

Рис. 7. Температурная зависимость относительного изменения емкости

Поправочный температурный коэффициент следует также учитывать при выборе максимально допустимого рабочего напряжения конденсатора, для чего служит диаграмма на рис. 6. Если, например, для питания некоторого устройства потребуется применить ИИП с выходным напряжением 10 В в условиях окружающей температуры 95 °С, в та- ком случае без малейшего ущерба для надежности могут быть применены твердотельные полимерные конденсаторы с предельно допустимым рабочим напряжением 10 В, и ни в коем случае – танталовые, у которых поправочный температурный коэффициент при заданной температуре 95 °С равен 0,92, то есть допустимое напряжение снизится до значения 10•0,92=9,2 В. Если предельное рабочее напряжение для танталовых конденсаторов при температуре 85 °С выбрать равным 16 В, то при 95 °С допустимое напряжение составит 16•0,92=14,72 В, что вполне удовлетворяет условиям эксперимента. Однако здесь не учитывается термостабильность танталового конденсатора, о чем будет пояснено далее, поэтому в жестких условиях оправданным оказывается применение только полимерных конденсаторов.

Изменение температуры корпуса приводит также к изменению номинального значения емкости алюминиевых конденсаторов с жидким электролитом, и почти не оказывает никакого влияния на низкоимпедансный и твердотельный полимерный конденсатор, как это иллюстрирует рис. 7 для конденсаторов емкостью 15 мкФ на частоте 100 кГц. Даже при температуре –30 °С алюминиевый конденсатор уменьшает свою емкость на 25%, что делает невозможным его применение в условиях отрицательных температур. Низкоимпедансный конденсатор по термостабильности номинальной емкости незначительно превосходит твердотельный полимерный, но выбор последнего более предпочтителен, так как он намного превосходит низкоимпедансный по термостабильности ЭПС, о чем наглядно свидетельствует рис. 8. На рисунке приведены диаграммы изменения ЭПС трех конденсаторов емкостью 15 мкФ на частоте 100 кГц. При снижении температуры корпуса от 25 до –20 °С ЭПС алюминиевого конденсатора с жидким электролитом изменяется в интервале 1,5…7 Ом (увеличивается в 4,7 раза), низкоимпедансного 0,68…0,9 Ом (увеличивается на 32%), у твердотельного полимерного не изменяется и составляет 18 мОм.

Рис. 8. Температурная зависимость эквивалентного последовательного сопротивления

Теперь обратимся к рис. 3, и повторим измерения с твердотельным полимерным конденсатором емкостью 470 мкФ и предельным рабочим напряжением 16 В. Результат данного измерения повторяет полученный ранее (рис. 4б). Подчеркнем, что данные измерения проведены при комнатной температуре 25 °С. На следующем этапе исследований за счет внешнего охлаждения снизим температуру конденсатора до –20 °С, и отметим, что при этом размах пульсаций остается прежним. Попытаемся вместо полимерного конденсатора применить три алюминиевых конденсатора с жидким электролитом емкостью 470 мкФ, соединенных параллельно. При комнатной температуре пульсации напряжения иллюстрирует рис. 9а. Снова охладим конденсаторы (рис. 9б), и, как видим, размах пульсаций возрастает более чем в 2 раза. На основании проведенных измерений можно сделать вывод: применение вместо одного полимерного нескольких конденсаторов с жидким электролитом позволяет получить соизмеримо малые пульсации напряжения, однако при отрицательных температурах они недопустимо возрастают за счет изменения емкости и ЭПС последних, что исключает их использование в ответственных проектах.

Рис. 9. Влияние температуры на пульсации напряжения в конденсаторе с жидким электролитом

Рассмотренный выше подробный учет влияния температуры на параметры конденсаторов подтверждает, что наиболее термостабильным среди них является твердотельный полимерный. Однако при этом влияние частоты затрагивалось лишь косвенно, поэтому более подробно остановимся на частотной стабильности параметров.

Влияние частоты на параметры конденсаторов

На рис. 3 представлена общепринятая схема замещения конденсатора, включающая в себя электрическую емкость, ЭПС и ЭПИ. Потребность реального учета ЭПС и ЭПИ в конденсаторах возникла после того, как схемотехническое построение источников питания (ИП) как в промышленной, так и бытовой электронике претерпело качественный скачок. Используемые ранее низкочастотные ИП с трансформаторами, работающими на частоте 50 Гц, за какое-то десятилетие почти повсеместно были вытеснены ИИП благодаря их более совершенным массогабаритным показателям и более высокому КПД. Однако при этом принцип импульсного преобразования энергии на частотах в десятки килогерц предполагал, что рабочие частоты фильтрующих конденсаторов должны существенно возрасти, поскольку спектральные составляющие таких коммутирующих импульсов размещаются в диапазоне сотен килогерц – единиц мегагерц.

Для этого потребовалось учитывать полное сопротивление конденсатора Z, характер изменения которого с частотой f определяют емкостная составляющая XC=1/2πfC и индуктивная XL=2πfL, как это изображено на рис. 10. Поскольку емкостное сопротивление конденсатора обратно пропорционально частоте, с ростом частоты оно уменьшается.

Индуктивное, прямо пропорциональное частоте, наоборот – возрастает. Существует также некоторая резонансная частота fрез, на которой емкостная составляющая сопротивления по модулю уравнивается с индуктивной. Явлением резонанса обусловлен характер изменения модуля полного сопротивления, включающего в себя геометрическую сумму всех компонентов – активного R=ЭПС и реактивных XL, XC:

Геометрическое суммирование можно выполнить на рисунке сложением отдельных графических компонентов и убедиться, что модуль полного сопротивления вначале монотонно уменьшается, затем стабилизируется на уровне, близком к эквивалентному последовательному сопротивлению, после чего начинает расти.

Рис. 10. Качественная характеристика частотной зависимости полного сопротивления конденсатора

Подставив в вышеприведенную формулу параметры сравниваемых низкоимпедансного и полимерного конденсаторов, можно получить диаграмму изменения модуля их полного сопротивления, приведенную на рис. 11. Но это, если можно так выразиться, «теоретический продукт», не учитывающий, что емкость конденсаторов с изменением частоты отнюдь не стабильна. На практике эта зависимость весьма сильная, особенно для танталового конденсатора, как это иллюстрирует рис. 12. Алюминиевые конденсаторы с жидким электролитом, уступающие танталовым по своим параметрам, рассматривать в данном аспекте не имеет смысла. Сравнивая графики для полимерных и танталовых конденсаторов, видим, что на частоте 1 кГц емкость танталового конденсатора снижается почти на 13%, на 10 кГц – на 27%, и когда частота достигает 100 кГц – уменьшается в 2 раза! Можно ли такой конденсатор применять в ответственных проектах? Ответ вполне ожидаемый.

Рис. 11. Влияние температуры на полное сопротивление танталового и полимерного конденсатора

При тех же условиях твердотельный полимерный конденсатор свою емкость почти не меняет и имеет неоспоримое преимущество перед аналогами как по частотной стабильности своих параметров, так и температурной, о чем шла речь в предыдущем разделе статьи. Но при этом никак не был затронут вопрос о влиянии температуры на долговечность конденсаторов. Рассмотрим его особо.

Влияние температуры на долговечность конденсаторов

Рис. 12. Частотная зависимость емкости танталового и полимерного конденсатора

Как установлено многолетними исследованиями, на долговечность оксидных конденсаторов определяющее влияние оказывает температура корпуса, которая зависит как от температуры окружающего воздуха (внешней теплоты), так и теплоты, порождаемой внутри конденсатора (внутренней теплоты). Внешняя теплота вызывает ускоренную деградацию образующих конденсатор элементов (рис. 1) – резинового уплотнительного диска, электролита, алюминиевых обкладок, а также испарение электролита, как упоминалось ранее. Эти разрушительные процессы ускоряются внутренней теплотой, основным источником которой является подробно рассмотренное в предыдущем разделе рассеяние на ЭПС конденсатора пульсаций тока. Именно так создается некий порочный круг отрицательных, взаимно ускоряющих друг друга процессов: тепло порождает ухудшение параметров конденсатора, ухудшение параметров приводит к возрастанию температуры конденсатора.

Таблица 2. Зависимость долговечности конденсаторов от рабочей температуры и пульсаций тока

Скорость протекания деградационных процессов в твердотельном полимерном конденсаторе гораздо меньше, чем в конденсаторах с жидким электролитом, поскольку стойкость полимера несравненно выше. Выполним расчет долговечности конденсаторов в зависимости от условий эксплуатации с помощью табличного процессора Excel на основе вспомогательных материалов от специалистов фирмы TEAPO. Отталкиваясь от максимально допустимой рабочей температуры 85°С для алюминиевых конденсаторов с жидким электролитом и 105 °С для твердотельных полимерных, будем в расчетах понижать рабочую температуру ступенями по 10 °С, одновременно изменяя пульсации рабочего тока на уровне 25%, 50%, 75% и 100% от максимально допустимого значения. Результаты расчета представлены в таблице 2. Анализируя полученные данные, можно убедиться в несомненном преимуществе твердотельных полимерных конденсаторов, поскольку при любых условиях их долговечность оказывается в 3…6 раз выше по сравнению с конденсаторами на основе жидкого электролита. Да и сами исходные условия для полимерных конденсаторов несопоставимо тяжелее. Например, максимально жесткий режим у конденсаторов с жидким электролитом соответствует температуре 85 °С и пульсациям тока 0,4 А, а у полимерных – 105 °С и 5 А. Аналогичный вывод можно получить при анализе диаграмм, размещенных на рис. 13. Здесь учитывают необратимое уменьшение емкости конденсатора в процессе эксплуатации и считают, что конденсатор подлежит замене при снижении емкости более допустимых техническими условиями (ТУ) пределов – 10 или 20%.

Таблица 3. Твердотельные полимерные конденсаторы фирмы ТЕАРО

Рис. 13. Температурная зависимость долговечности танталового и полимерного конденсатора

Подводя итог проведенному сравнительному анализу параметров трех различающихся по технологии изготовления типов конденсаторов, можно сделать вывод о несомненном преимуществе параметров полимерного конденсатора серии CG. Компания TEAPO производит также множество других серий полимерных конденсаторов, но в рамках одной статьи подробно их осветить просто невозможно, поэтому ограничимся лишь общей характеристикой.

Обзор полимерных конденсаторов фирмы ТЕАРО

Полную номенклатуру конденсаторов, производимых фирмой ТЕАРО, и подробную характеристику параметров можно почерпнуть из источника [4]. Вкратце познакомимся лишь с твердотельными полимерными, представленными в таблице 3.

Рис. 14. Габаритные размеры полимерных конденсаторов серии CG

Пользуясь приведенными в таблице данными, конструктор в соответствии с техническим заданием на прорабатываемый проект сможет выбрать такой типономинал твердотельного полимерного конденсатора, который позволит без труда достичь требуемых технических параметров устройства. Данные по ЭПС для конкретного конденсатора представляют собой некоторое значение в интервале, показанном в таблице, причем, как это пояснялось ранее, с уменьшением емкости выбранного конденсатора его ЭПС возрастает, и наоборот.

Рис. 15. Маркировка полимерных конденсаторов

Габаритные размеры твердотельных полимерных конденсаторов также сильно разнятся в зависимости от серии, емкости и максимально допустимого рабочего напряжения. Приведем данные лишь для используемых нами в испытании конденсаторов серии CG (рис. 14). Здесь диаметр корпуса D может принимать значения от 4 до 10 мм, диаметр выводов d – 0,45…0,6 мм, высота корпуса H – 5,4…12,5 мм, межвыводное расстояние P – 1,5…5±0,5 мм. Для остальных типономиналов требуемые характеристики без труда можно найти в [4].

Маркировка конденсаторов производится на торцевой стороне корпуса так, как это показано на рис. 15.

Заключение

Стремительное развитие рынка электронной техники в настоящее время ускоряется благодаря зарождению и становлению все новых и новых прикладных цифровых и интернет-технологий. Производители в сегменте инновационных приборов и оборудования, стремясь обеспечить себе конкурентные преимущества на рынке за счет безупречной надежности своих продуктов, вынуждены применять комплектующие компоненты с высочайшими техническими параметрами. Также одним из определяющих критериев выбора элементной базы служит репутация ее поставщика. Удачным примером производителя с мировым именем, который одновременно с постоянным высоконаучным обеспечением своего производства руководствуется грамотным менеджментом в области ценовой политики реализуемых на рынке пассивных элементов, заслуженно следует признать компанию Teapo Electronic Corporation.

Данная фирма осуществляет прямые поставки своей продукции более чем четыремстам ведущим производителям компьютерной техники и телекоммуникационного оборудования, блоков питания и бытовой электронной техники, среди которых можно назвать всемирно известные компании LiteOn, Dell, Asus, Gigabyte, Elitegroup, Motorola, Hewlett Packard и многие другие.

Приведенная аргументация стратегии выбора элементной базы наряду с широкой технической поддержкой своей продукции, осуществляемой компанией Teapo Electronic Corporation, для любого конструктора, выбирающего в своей практической деятельности полимерные конденсаторы от данного производителя, служит убедительной гарантией того, что разработанный им прибор не ухудшит технические показатели в течение всего расчетного срока службы.

 

Дополнительную информацию о продукции Teapo Electronic Corporation можно получить у официального дистрибьютора в России и Украине – компании PT Electronics, [email protected]

 

Литература

1. http://www.teapo.com.tw

2. https://ptelectronics.ru/wp-content/uploads/Teapo_polymer_cap_2014.ppt

3. Introduction of Life Calculation Formula — https://ptelectronics.ru/wp-content /uploads/20140108 _ Alum_ E- CAP_ Life _Calculation_Formula_Intro.ppt

4. Full Page Catalog www.teapo.com/WebSiteFile/Download/Catalog.pdf

 

Параметрический поиск конденсаторов.

ВЫ МОЖЕТЕ ПОИСКОВАТЬ ВСЕ КОНДЕНСАТОРЫ, ЕСТЬ В НАЛИЧИИ, ВВЕДИТЕ ПАРАМЕТРЫ КОНДЕНСАТОРА

Емкость pF0.3 pF0.4 pF0.5 pF0.6 pF0.7 pF0.8 pF1 pF1.1 pF1.2 pF1.3 pF1.4 pF1.5 pF1.6 pF1.7 pF1.8 pF2 pF2.1 pF2.2 pF2.4 pF2.5 pF2.7 pF2.8 pF3 pF3.1 pF3.3 pF3.5 pF3.6 pF3.9 pF4 pF4.2 pF4.3 pF4.5 pF4.7 pF5 pF5.1 pF5.2 pF5. 5 pF5.6 pF6 pF6.2 pF6.5 pF6.8 pF7 pF7.5 pF8 pF8.2 pF8.5 pF9 pF9.1 pF9.6 pF10 pF10.2 pF10,5 pF11 pF12 pF13 pF14 pF14,8 pF15 pF16 pF16,8 pF17 pF18 pF19 pF20 pF21 pF22 pF24 pF25 pF27 pF28 pF29 pF30 pF31,6 pF33 pF34 pF35 pF36 pF37 pF38 pF43 pF34 pF45 pF45 pF45 pF45 pF45 pF40 pF pF51 pF51.1 pF52 pF53 pF55 pF56 pF56.2 pF57 pF58 pF59 pF60 pF62 pF64 pF65 pF66 pF67 pF68 pF69 pF70 pF71 pF75 pF77 pF78 pF80 pF82 pF85 pF86 pF87 pF89 pF90 pF91 pF92 pF94 pF95 pF98 pF100 pF102 pF105 pF106 pF110 pF113 pF115 pF117 pF120 pF121 pF125 pF127 pF128 pF130 pF135 pF140 pF141 pF142 pF147 pF150 pF152 pF156 pF158 pF160 pF165 pF166 pF168 pF170 pF175 pF178 pF179 pF180 pF181 pF184 pF190 pF192 pF195 pF196 PF200 pF205 pF210 pF215 pF218 pF220 pF222 pF230 pF237 pF240 pF245 pF250 pF260 pF261 pF270 pF274 pF280 pF287 pF290 PF300 pF301 pF305 pF310 pF316 pF320 pF322 pF324 pF330 pF332 pF338 pF340 pF348 pF350 pF360 pF360.5 pF361 pF374 pF380 pF383 pF385 pF390 pF392 pF400 pF402 pF410 pF412 pF414 pF420 pF422 pF430 pF442 pF455 pF460 pF464 pF470 pF472 pF490 pF500 pF510 pF523 pF525 pF550 pF560 pF562 pF570 pF572 pF576 pF590 pF600 pF604 pF608 pF615 pF619 pF620 pF640 pF646 pF649 pF652 pF654 pF665 pF678 pF680 pF690 PF700 pF720 pF730 pF745 pF750 pF753 pF762 pF768 pF780 pF785 pF792 pF800 pF810 pF820 pF825 pF840 pF850 pF860 pF865 pF866 pF880 pF887 pF909 pF910 pF950 pF990 pF1000 pF1068 pF1070 pF1091 pF1100 pF1150 pF1170 pF1200 pF1210 pF1240 pF1250 pF1270 pF1280 pF1300 pF1350 pF1400 pF1429 pF1470 pF1500 pF1540 pF1560 pF1580 pF1600 pF1610 pF1620 pF1652 pF1682 pF1700 pF1720 pF1730 pF1786 pF1800 pF1830 pF1840 pF1870 pF1900 pF1950 pF1960 pF1980 pF2000 pF2050 pF2100 pF2130 pF2150 pF2200 pF2300 pF2320 pF2356 pF2370 pF2385 pF2400 pF2500 pF2520 pF2570 pF2580 pF2600 pF2690 pF2700 pF2740 pF2800 pF2850 pF2870 pF2900 pF2911 pF2940 PF3000 pF3010 pF3100 pF3120 pF3160 pF3200 pF3210 pF3250 pF3300 pF3320 pF3360 pF3400 pF3480 pF3500 p F3547 pF3570 pF3600 pF3610 pF3650 pF3700 pF3750 pF3830 pF3900 pF4000 pF4020 pF4050 pF4070 pF4100 pF4120 pF4170 pF4200 pF4220 pF4300 pF4340 pF4350 pF4400 pF4420 pF4470 pF4480 pF4560 pF4600 pF4670 pF4700 pF4740 pF4800 pF4820 pF4870 pF4990 pF5000 pF5050 pF5100 pF5110 pF5120 pF5160 pF5300 pF5360 pF5400 pF5500 pF5560 pF5600 pF5620 pF5900 pF5950 pF6000 pF6100, pF6190, pF6200, pF6300, pF6490, pF6500, pF6610, pF6630, pF6800, pF6810, pF6930, pF7000, pF7100, pF7190, pF7200, pF7500, pF7900, pF7920, pF8000, pF8200, pF8250, pF8588FF, pF8000, pF8000, pF8200, pF8250, pF8588F, p7000, pF9000, pF.01 uF0.0105 uF0.0109 uF0.0109 uF0.011 uF0.011 uF0.0117 uF0.012 uF0.0121 uF0.0122 uF0.0124 uF0.0127 uF0.013 uF0.0132 uF0.0133 uF0.0135 uF0.014 uF0 .0143 мкФ0,0144 мкФ0,0147 мкФ0,0148 мкФ0,015 мкФ0,0151 мкФ0,0154 мкФ0,0155 мкФ0,0157 мкФ0,0158 мкФ0,016 мкФ0,0162 мкФ0,0165 мкФ0,0169 мкФ0,0174 мкФ0,0176 мкФ0,0175 мкФ uF0.0178 uF0.0179 uF0.018 uF0.0182 uF0.0183 uF0.0185 uF0.0186 uF0.0187 uF0.0189 uF0.019 uF0.0192 uF0.0193 uF0.0195 uF0.0196 uF0.02 uF0.021 uF0. 0213 uF0.0215 uF0.022 uF0.023 uF0.0231 uF0.0232 uF0.0235 uF0.0237 uF0.024 мкФ0,0249 мкФ0,025 мкФ0,0252 мкФ0,026 мкФ0,0261 мкФ0,027 мкФ0,0275 мкФ0,0278 мкФ0,028 мкФ0,029 мкФ0,0291 мкФ0,03 мкФ0,0301 мкФ0,0305 мкФ0,0311 мкФ0,0316 мкФ0 .033 мкФ0,0332 мкФ0,0348 мкФ0,035 мкФ0,0352 мкФ0,0353 мкФ0,0357 мкФ0,036 мкФ0,0365 мкФ0,037 мкФ0,0383 мкФ0,0386 мкФ0,039 мкФ0,0398 мкФ0,04 мкФ0,0419 мкФ0,042 uF0.043 uF0.0442 uF0.045 uF0.0456 uF0.047 uF0.05 uF0.051 uF0.052 uF0.0533 uF0.0536 uF0.0537 uF0.054 uF0.056 uF0.058 uF0.0585 uF0.06 uF0. 0601 мкФ0,0605 мкФ0,062 мкФ0,064 мкФ0,065 мкФ0,066 мкФ0,068 мкФ0,07 мкФ0,0715 мкФ0,072 мкФ0.0732 uF0.075 uF0.0754 uF0.08 uF0.082 uF0.0828 uF0.083 uF0.084 uF0.0844 uF0.086 uF0.087 uF0.0882 uF0.0886 uF0.09 uF0.0909 uF0.091 uF0.0925 uF0 .0936 мкФ0,0953 мкФ0,1 мкФ0,102 мкФ0,1097 мкФ0,11 мкФ0,1125 мкФ0,1128 мкФ0,12 мкФ0,13 мкФ0,135 мкФ0,136 мкФ0,14 мкФ0,15 мкФ0,154 мкФ0,16 мкФ0,17 uF0.18 uF0.19 uF0.195 uF0.197 uF0.2 uF0.2131 uF0.22 uF0.226 uF0.23 uF0.237 uF0.24 uF0.25 uF0.27 uF0.28 uF0.294 uF0.3 uF0. 301 мкФ0,32 мкФ0,33 мкФ0,333 мкФ0,334 мкФ0,35 мкФ0,36 мкФ0,38 мкФ0,39 мкФ0,4 мкФ0,428 мкФ0,43 мкФ0,44 мкФ0,45 мкФ0,464 мкФ0,47 мкФ0.48 мкФ0,49 мкФ0,5 мкФ0,51 мкФ0,511 мкФ0,517 мкФ0,52 мкФ0,526 мкФ0,55 мкФ0,56 мкФ0,6 мкФ0,61 мкФ0,62 мкФ0,63 мкФ0,65 мкФ0,653 мкФ0,66 мкФ0 0,68 мкФ 0,685 мкФ 0,7 мкФ 0,715 мкФ 0,717 мкФ 0,732 мкФ 0,75 мкФ 0,785 мкФ 0,8 мкФ 0,82 мкФ 0,83 мкФ 0,85 мкФ 0,9 мкФ 0,906 мкФ 0,91 мкФ 0,92 мкФ 0,95 uF0.97 uF0.995 uF1 uF1.0035 uF1.02 uF1.08 uF1.1 uF1.14 uF1.15 uF1.18 uF1.2 uF1.22 uF1.24 uF1.25 uF1.3 uF1.3241 uF1.4 uF1 .5 мкФ1,6 мкФ1,65 мкФ1,7 мкФ1,75 мкФ1,77 мкФ1,8 мкФ1,85 мкФ1,86 мкФ1,9 мкФ2 мкФ2,1 мкФ2,142 мкФ2,15 мкФ2,16 мкФ2,2 мкФ2,25 мкФ2. 3 мкФ2,37 мкФ2,4 мкФ2,5 мкФ2,6 мкФ2.7 мкФ2,75 мкФ2,8 мкФ3 мкФ3,15 мкФ3,24 мкФ3,3 мкФ3,4 мкФ3,5 мкФ3,6 мкФ3,7 мкФ3,75 мкФ3,85 мкФ3,9 мкФ4 мкФ4,14 мкФ4,22 мкФ4,32 мкФ4. 4 мкФ4,5 мкФ4,7 мкФ5 мкФ5,5 мкФ5,6 мкФ5,62 мкФ5,7 мкФ6 мкФ6,2 мкФ6,5 мкФ6,6 мкФ6,75 мкФ6,8 мкФ7 мкФ7,3 мкФ7,5 мкФ7,8 мкФ8 мкФ8,2 uF8.5 uF9 uF9.4 uF10 uF10.5 uF11 uF11.5 uF11.56 uF12 uF12.5 uF13 uF13.5 uF14 uF15 uF16 uF16.3 uF16.5 uF17 uF17.5 uF18 uF18.5 uF19 uF20 uF21 uF21.5 uF22 uF22.1 uF22.5 uF23 uF23.5 uF24 uF24.5 uF25 uF26 uF27 uF27.5 uF28 uF29 uF30 uF31 uF32 uF33 uF34 uF35 uF36 uF38 uF38.48 uF39 uF39.87 uF40 uF41 uF42 uF42.5 uF43 uF45 uF46 uF47 uF48 uF50 uF51 uF52 uF53 uF53.3 uF55 uF56 uF60 uF62 uF63 uF64 uF65 uF68 uF69 uF70 uF72 uF75 uF77 uF80 uF81 uF128 uF10 uF8 uF8 uF110 uF128 uF8 uF8 uF8 uF8 uF120 uF85 uF110 uF120 uF8 uF110 uF110 uF8 uF110 uF8 uF110 uF110 uF8 uF110 uF8 uF110 uF8 uF110 uF110 uF8 uF110 uF110 uF8 uF110 uF8 uF110 uF8 uF110 uF8 uF110 uF8 uF8 uF110 uF + uF + uF1 + uF + uF + uF + u8 + uF + uF + uF + + uF + + uF + + uF + + + u + + + + + + + + + + + u uF135 uF140 uF145 uF150 uF160 uF161 uF170 uF175 uF180 uF185 uF189 uF190 uF200 uF210 uF216 uF220 uF225 uF230 uF233 UF240 uF243 uF250 uF260 uF270 uF271 uF275 uF280 uF290 uF300 uF310 uF320 uF324 uF325 uF330 uF340 uF350 uF370 uF375 uF378 uF380 uF390 uF400 uF410 uF415 uF420 uF430 uF440 uF450 uF460 uF470 uF480 uF490 uF500 uF510 uF520 uF525 uF530 uF540 uF550 uF560 uF561 uF570 uF580 uF590 uF600 uF610 uF620 uF625 uF630 uF640 uF645 uF650 uF660 uF680 uF682 uF690 uF700 uF708 uF710 uF720 uF740 uF750 uF760 uF770 uF780 uF800 uF810 uF815 uF820 uF830 uF840 uF850 uF860 uF865 uF870 uF875 uF880 uF890 uF900 uF910 uF925 uF930 uF940 uF950 uF960 uF970 uF980 uF990 uF1000 uF1050 uF1100 uF1150 uF1175 uF1200 uF1225 uF1250 uF1300 uF1350 uF1400 uF1440 uF1500 uF1550 uF1600 uF1650 F1700 uF1800 uF1890 uF1900 uF1940 uF1980 uF2000 uF2100 uF2200 uF2250 uF2300 uF2400 uF2500 uF2600 uF2700 uF2800 uF2900 uF3000 uF3100 uF3200 uF3300 uF3330 uF3400 uF3450 uF3500 uF3600 uF3700 uF3800 uF3900 uF4000 uF4100 uF4200 uF4300 uF4400 uF4470 uF4500 uF4600 uF4700 uF4800 uF4900 uF5000 uF5100 uF5200 uF5300 uF5400 uF5500 uF5600 uF5700 uF5800 uF5900 uF6000 uF6100 uF6200 uF6300 uF6400 uF6500 uF6600 uF6700 uF6800 uF6900 uF7000 uF7100 uF7200 uF7300 uF7400 uF7500 uF7600 uF7700 uF7800 uF7900 uF8000 uF8100 uF8200 uF8300 uF8400 uF8500 uF8600 uF8700 uF8800 uF8900 uF9000 uF9100 uF9200 uF9300 uF9400 uF9500 uF9600 uF9700 uF9800 uF9900 uF10000 uF10400 uF10500 uF10800 uF10900 uF11000 uF11100 uF11500 uF12000 uF12500 uF12900 uF13000 uF13500 uF14000 uF14500 uF15000 uF15500 uF15600 uF16000 uF16500 uF17000 uF17500 uF17600 uF18000 uF19000 uF19500 uF20000 uF20500 uF21000 uF21500 uF22000 uF23000 uF23200 uF23900 uF24000 uF25000 uF26000 uF27000 uF27500 uF28000 uF28500 uF29000 uF30000 uF31000 uF31500 uF32000 UF3 3000 uF34000 uF34800 uF35000 uF36000 uF37000 uF37500 uF38000 uF39000 uF40000 uF41000 uF42000 uF42500 uF43000 uF43500 uF44000 uF45000 uF46000 uF47000 uF48000 uF49000 uF50000 uF51000 uF52000 uF53000 uF53500 uF54000 uF55000 uF56000 uF57000 uF58000 uF59000 uF60000 uF61000 uF62000 uF63000 uF64000 uF65000 uF66000 uF67000 uF68000 uF69000 uF70000 uF71000 uF72000 uF73000 uF74000 uF75000 uF76000 uF77000 uF78000 uF80000 uF81000 uF82000 uF83000 uF84000 uF85000 uF86000 uF87000 uF88000 uF89000 uF

uF

uF93000 uF94000 uF95000 uF96000 uF97000 uF98000 uF99000 uF100000 uF105000 uF110000 uF120000 uF130000 uF135000 uF137000 uF140000 uF150000 uF155000 uF160000 uF161000 uF170000 uF180000 uF185000 uF1

uF196000 uF200000 uF210000 uF220000 uF225000 uF230000 uF240000 uF250000 uF260000 uF280000 uF300000 uF320000 uF330000 uF340000 uF3

uF400000 uF430000 uF450000 uF470000 uF4

uF560000 uF630000 uF650000 uF1000000 uF1200000 uF1500000 uF3000000 uF6000000 uF15000000 uF22000000 uF25000000 uF2000000 000 мкФ 18000000000 мкФ

Напряжение V0.5 V1.4 V1.5 V2 V2.3 V2.5 V2.7 V3 V3.3 V3.5 V4 V4.2 V5 V5.5 V5.6 V6 V6.3 V7 V7.5 V8 V10 V12 V12.5 V13 V15 V16 V18 V20 V21 V25 V28 V30 V32 V33 V35 V36 V40 V45 V50 V55 V60 V63 V64 V70 V75 V80 V85 V90 V100 V110 V115 V120 V125 V130 V132 V135 V140 V150 V160 V165 V170 V170 V175 V240 V2208190 V230 V240 V230 V2202 V250 V230 V230 V230 V240 V230 V240 V240 V2202190 V2 V260 V270 V275 V277 V280 V290 V300 V305 V310 V315 V320 V325 V330 V340 V346 V350 V360 V370 V375 V380 V385 V400 V410 V420 V425 V430 V435 V440 V445 V450 V460 V540 V540 V530 V530 V650 V750 V540 V650 V450 V560 V62500 V450 V560 V62500 V450 V560 V62500 V450 V560 V540 V530 V530 V450 V800 V850 V960 V1000 V1200 V1250 V1300 V1400 V1500 V1600 V1700 V1750 V1800 V2000 V2100 V2200 V2300 V2500 V2600 V3000 V3400 V3500 V3600 V4000 V4500 V5000 V5500 V6000 V6500 V7000 V7400 V7500 V8000 V9000 V10000 V10500 V11000 V11500 V12000 V12500 V13000 V13500 V14000 V14500 V15000 V16000 V17000 V20000 V25000 V30000 V32000 V33000 V35000 V36000 V40000 V43000 V45000 V50000 V55000 V80000 V

Толерантность -..1,1% .10 + 75% .25.25% .25pf. 5.5 pf.5% ++. 1-.5 + -. 25 + -. 5 + -. 75pf +/- 10 +/- 1,5% + / - 2,5 % + - 0,1pf + -0,25pf + -0,5pf + -1% + 1-0% + 10 + 30 + 10 + 75 + 10-0% + 100-0 + 100-0% + 100-10 + 10-30 + 10-75 + -15pf + -2% + - 20 + 20-0 + 20-0% + 20-10% + 20-25% + 20-50 + 20-80 + 25-10 + 30-0% + 30 -10 + 30-10% + 30-15 + 40-10 + 40-20 + 4-6 + 50 + 5-0% + 50-10 + 50-10% + 50-15 + 50-20 + 50- -20 + -5pf + 70-30% + 75-10 + 75-10% + 80% -20% + 80-2- + 80-20 + 80-20% ± 0,25pf ± 0,5pf ± 1 pf0-0 + 100% -0 + 50% 0% -0% + 20% -0% + 100% 0,1 pf0,1pf0,2% 0,250,25pf0,5% 0,5pf-0 + 50% 11% 1 pf1% 1,25% 1010 % -10 + 100% -10 + 30% -10 + 50-10 + 50% -10 + 75-10 + 100% -10 + 50-10 + 75-10 + 75% 10% -10% + 50% -10% + 75% -10% + 30% -10% + 50% -10% + 75% -10% + 80% -10% 30% -10% + 100% -10% + 150% -10% + 20% -10% + 50% -10% + 75% -10 / + 75-10 + 100-10 + 100% -10 + 150-10 + 150% -10 + 20-10 + 30-10 + 30 -1-10 + 30% -10 + 5-10 + 5% -10 + 50-10 + 50% -10 + 75-10 + 75% 100100% -10-100-10-75% 1515% -15% + 20% -15 / + 30-15 + 30-15 + 30% -15 + 50-15 + 50% -15 + 75-15 + 75% 22% 2% 2.52,5% 2020% -20 + 8020% -20% + 80% 20 %% - 20% + 50% -20% + 80% -20 + 50-20 + 50% -20 + 75% -20 + 80-20 + 80% 2225% 2933% 3030% 4% -40-40 + 8540% -40% + 60% -40 + 85% 55% 5% -5% 5050% -50 + 10-50 + 20% 66% 608 -80 + 20-80 + 20% 85abcdfggmvhjklmn / an / a% opqstwxyz

Температура - + 80-20110-10 5010010510561101251401751851x720-20 c + 80c от -20 до 85-25 ° c до +85 ° c2co2r2x7-30c до 100c от -35 ° c до +85 ° c от -35 ° c до + 85 ° c3x540-40 От 85-40 до + 85-40 до 105-40 до 65-40 до 70-40 до 85-40c до + 100c-40c до 704550-50 8555-55 ° C до -55 ° C до +100 ° C-55 ° c до +125 ° c от -55 ° c до +150 ° c от -55 до 105-55 до 125-55 до 85-55 до 90-55 ° c до + 125 ° c от -55c до + 125c от -55c до 125c5yp60620f65 -65 до 125707575u8082858xr9095bbcbkbnbxcc0gc5ucgchcjckcogcog / npocohcojcokdd2d5ueffzgmvjb1l2lglhmm5emplmprnn / an080n1000n150n1500n220n2200n2800n330n3300n390n470n4700n75n750np0nplnpony5fp100p2gp2hp3kpgphrr3lrgrhs2hs2ls3ls3ns5lshslsl0slosrt2ht3mt5et5uthuu2ju2mu5pujwkx2x50x5cx5dx5ex5fx5px5rx5sx5tx5ux5vx7rx7sy5by5dy5ey5fy5py5ry5sy5ty5uy5vyaybydyfynynsyrz5 [z54z5dz5ez5fz5jz5lz5pz5rz5sz5tz5uz5vz7rzpzt

Интервал мм0.05 мм0,1 мм0,12 мм0,13 мм0,15 мм0,16 мм0,17 мм0,2 мм0,25 мм0,27 мм0,3 мм0,34 мм0,35 мм0,36 мм0,37 мм0,4 мм0,45 мм0 0,5 мм0,51 мм0,55 мм0,6 мм0,64 мм0,65 мм0,7 мм0,75 мм0,76 мм0,8 мм0,85 мм0,9 мм0,95 мм1 мм1,02 мм1,05 мм1,12 мм1. 15 мм1,25 мм1,27 мм1,5 мм1,52 мм1,78 мм1,95 мм2 мм2,03 мм2,08 мм2,13 мм2,29 мм2,3 мм2,38 мм2,44 мм2,5 мм2,54 мм2,73 мм2,75 мм2,79 мм2,83 мм2,97 мм3 мм3,05 мм3,13 мм3,17 мм3,3 мм3,52 мм3,56 мм3,73 мм3,75 мм3,81 мм3,86 мм4 мм4,06 мм4,08 мм4,32 мм4,44 мм4,5 мм4,57 мм4,67 мм4,76 мм4.83 мм5 мм5,03 мм5,04 мм5,08 мм5,18 мм5,33 мм5,39 мм5,59 мм5,65 мм5,72 мм5,84 мм6 мм6,05 мм6,1 мм6,3 мм6,35 мм6,4 мм6. 47 мм6,5 мм6,58 мм6,6 мм6,86 мм7 мм7,11 мм7,37 мм7,49 мм7,5 мм7,62 мм7,87 мм7,94 мм8 мм8,06 мм8,13 мм8,23 мм8,38 мм8. 64 мм8,89 мм9 мм9,02 мм9,14 мм9,27 мм9,4 мм9,5 мм9,52 мм9,55 мм9,65 мм9,91 мм9,93 мм10 мм10,16 мм10,18 мм10,41 мм10,67 мм10. 81 мм10,92 мм11 мм11,05 мм11,18 мм11,43 мм11,68 мм11,91 мм11,94 мм12 мм12,19 мм12,7 мм12,95 мм13 мм13,21 мм13,46 мм13,72 мм13,97 мм14 мм14,22 мм 14.27 мм14,4 мм14,48 мм14,73 мм14,99 мм15 мм15,24 мм 15,49 мм 15,75 мм 15,88 мм16 мм16,26 мм16,5 мм16,51 мм16,76 мм17,02 мм17,27 мм17,53 мм 17. 78 мм18 мм18,03 мм18,29 мм18,54 мм18,8 мм19 мм19,05 мм19,3 мм19,56 мм19,81 мм20 мм20,32 мм20,57 мм20,83 мм21 мм21,08 мм21,34 мм21,59 мм 21,84 мм22 мм22,1 мм22,12 мм22,22 мм22,35 мм22,5 мм22,61 мм22,86 мм23,11 мм23,37 мм23,62 мм23,88 мм24 мм24,13 мм24,45 мм24,64 мм24,89 мм25 мм25. 15 мм 25,4 мм 25,65 мм 25,91 мм 26 мм 26,16 мм 26,42 мм 26,67 мм 26,92 мм 27,18 мм 27,43 мм 27,5 мм 27.56 мм 27,69 мм 27,94 мм 28,19 мм 28,45 мм 28,57 мм 28,58 мм 28,7 мм 28,96 мм 29,21 мм 29,97 мм 30,48 мм31,75 мм33,02 мм34,04 мм34,29 мм34,8 мм35 мм35,05 мм35,56 мм36,58 мм36,83 мм37,08 мм37,5 мм38 мм38,1 мм39,37 мм39,62 мм40 мм41,28 мм42,93 мм43 мм44,96 мм46,99 мм47,62 мм48,26 мм50. 8 мм 54,61 мм 57,15 мм 62,74 мм 72,9 мм 82,55 мм 113,28 мм 114,3 мм 127 мм 241,3 мм 255 мм 457,2 мм 698,5 мм 914,4 мм

Терминалы -аксиальные обжимные провода сформированыклеммы быстрого соединения

Производитель a1 componentsacoacucapacushnetadiaeaeroaeromaero-maerovoxafalbatronixamerican конденсатор corporationamerican radionicsamerican shizuki АМФ (по возрастанию) американский транс-coilamericanshizukicorp (по возрастанию) amperexarc electricarcoarcolyticarcotronicsargentarizona capacitorascaschbacherastronatcavxavx / kyoceraaxelbaknorbaknor indbaldwinbarker микрофарад (BMI) barkermicrofarads (BMI) BC componentsbccomponentsbec-bishopbec-capbell industriesbennicbhbhcbishopbmcbmibpbrelbyabbycapcal chipcalceracal-chipcallinscal-rcambridgecamelcapacitor industriescapacitor technologycaparcapatronicscapcomcaptroncapxonccicdecde-mallorycdetcenterengieeringcentralabcentre engineeringcenturyceramiccgechicago конденсатор, конденсатор, конденсатор, функции схемы, исследование компонентов onddicksondiэлектрические лабораторииdielectrondolinko-wilkensdong-illdubilierducatidynaplexeacoeatonecgef johnsonefc wescoeimacel mencoelec.conceptselectrocubeelectronelectron productselectronic conceptselgenelnaelpacememcepcosepecerieerie-tusonixevoxevox / rifaevox-rifaewfaradfaradayfaradonfastfcifdof-dynefecfrakogegeneral electricgeneral instrumentgenteqgenteq capacitorsgiglassmikeg-luxongoguengoodallgudemanhechigh энергия corphiltonhi-qhitachihitanohjcholystonehvciccico-rallyiecieiill capillcapillinois capacitorimbind / midwecindcoindustrial condensorindustrial midwecintercapinternational компоненты corp.iskraittitwitw-paktronjacjamiconjardjard-marsjarojecjenningsjfdjianghaijohansonkahgankckkeckemetkentkingswayklckoakyoceralelonlibertym.пм / emagnetekmaidamallorymallory-rmcmanyuemarcapmarconmarsmarshallmatsuomaxwellmdcmepmepcomepco / electrameritekmialmicamoldmiconicsmidwecmmcmousermpmpimulti productsmulticompmuratamurata-erienasunational capacitorncinecnemconicnichiconnissei arcotronicsnnknovacapnpcntinwlnytnytronicsohmokayaosoartipaccompacepaktronpanasonicphilipsphilips-crlphilips-mepcophycompplastic capacitorsplesseyplessypotterppcpresidiopyramidrcarfrferfe internationalrg allenrgaricheyrichey capacitorrifarocrodersteinroedersteinrogersrohmronkenrsrtmrubyconrutiliconsahasaha-suscosamganosamsungsamwhasan-запад Фернандо capsangsangamosangamo-cdesanyosbesciseacorsecseisemcosemcorshimionshimizusic safcosiemenssimicsimic электроника (SE) skottieskysolasolarsoshinsouthern электроника ф-dynesprspraguesprague-ceramitesprague-goodmansprguestabilitystandardstanleystcstettnerstksuflexsurgesyfert.c.taishing electronicstaitrontaitsutaiyotaiyo yudentansitortayehtcitdkteteapotecatetech-captempletexas технологии instrumentstex-capthompsonthomsontititacontokintosintpctripath inc.trwtrw / asctusonixucuccunilatorunited chemiconunitrodeusivaradynevenkelverticalvishayvishay / roedersteinvishay / spraguevishay / tansitorvitramonvoltronicswalsinwaycomwescowest capwest-capwestcapwestern electricwimawitw-кВт-к industriesworld productswurthxicionxiconyageoyorkyuhchang

Конденсаторы

- учимся.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 76

Введение

Конденсатор - это двухконтактный электрический компонент. Наряду с резисторами и катушками индуктивности, они являются одними из самых фундаментальных пассивных компонентов , которые мы используем. Вам нужно будет очень внимательно поискать схему, в которой не содержит конденсатора .

Особенностью конденсаторов является их способность накапливать энергию ; они похожи на полностью заряженную электрическую батарею. Колпачки , как мы их обычно называем, имеют самые разные критические приложения в схемах. Общие приложения включают локальное накопление энергии, подавление скачков напряжения и комплексную фильтрацию сигналов.

Рассмотрено в этом учебном пособии

В этом руководстве мы рассмотрим всевозможные темы, связанные с конденсаторами, в том числе:

  • Как делается конденсатор
  • Как работает конденсатор
  • Емкость
  • Типы конденсаторов
  • Как распознать конденсаторы
  • Как емкость сочетается последовательно и параллельно
  • Применение конденсаторов общего назначения

Рекомендуемая литература

Некоторые концепции в этом руководстве основаны на предыдущих знаниях в области электроники.Прежде чем перейти к этому руководству, подумайте о том, чтобы сначала прочитать (по крайней мере, бегло просмотреть) эти:


Обозначения и единицы измерения

Условные обозначения цепей

Есть два распространенных способа изобразить конденсатор на схеме. У них всегда есть две клеммы, которые подключаются к остальной цепи. Обозначение конденсаторов состоит из двух параллельных линий, которые могут быть плоскими или изогнутыми; обе линии должны быть параллельны друг другу, близко друг к другу, но не соприкасаться (это фактически показывает, как сделан конденсатор.Сложно описать, проще просто показать:

(1) и (2) - стандартные обозначения цепи конденсатора. (3) представляет собой пример символов конденсаторов в действии в цепи регулятора напряжения.

Символ с изогнутой линией (№2 на фотографии выше) указывает на то, что конденсатор поляризован, что означает, что это, вероятно, электролитический конденсатор. Подробнее об этом в разделе о типах конденсаторов этого руководства.

Каждый конденсатор должен сопровождаться названием - C1, C2 и т. Д.. - и стоимость. Значение должно указывать на емкость конденсатора; сколько там фарадов. Кстати о фарадах ...

Емкость

Не все конденсаторы одинаковы. Каждый конденсатор имеет определенную емкость. Емкость конденсатора говорит вам, сколько заряда он может хранить , большая емкость означает большую емкость для хранения заряда. Стандартная единица измерения емкости называется фарад , сокращенно F .

Получается, что фарад - это лот, емкости, даже 0,001Ф (1 миллифарад - 1мФ) - это большой конденсатор. Обычно вы видите конденсаторы с номиналом от пико- (10 -12 ) до микрофарад (10 -6 ).

F F 10 3
Имя префикса Аббревиатура Вес Эквивалентные фарады
Пикофарад пФ 10 -12 0,000000000001 F
0.000000001 F
Микрофарад мкФ 10 -6 0,000001 F
Милифарад mF 10 -3
1000 Ф.

Когда вы переходите к диапазону емкости от фарада до килофарада, вы начинаете говорить о специальных конденсаторах, называемых конденсаторами super или ultra .


Теория конденсаторов

Примечание : Материал на этой странице не совсем критичен для понимания новичками в электронике ... и к концу все становится немного сложнее. Мы рекомендуем прочитать раздел Как делается конденсатор , остальные, вероятно, можно пропустить, если они вызывают у вас головную боль.

Как делается конденсатор

Схематический символ конденсатора на самом деле очень похож на то, как он сделан.Конденсатор состоит из двух металлических пластин и изоляционного материала, называемого диэлектриком . Металлические пластины расположены очень близко друг к другу, параллельно, но между ними находится диэлектрик, чтобы они не соприкасались.

Ваш стандартный конденсаторный сэндвич: две металлические пластины, разделенные изолирующим диэлектриком.

Диэлектрик может быть изготовлен из любых изоляционных материалов: бумаги, стекла, резины, керамики, пластика или всего, что препятствует прохождению тока.

Пластины изготовлены из проводящего материала: алюминия, тантала, серебра или других металлов. Каждый из них подключен к клеммному проводу, который в конечном итоге подключается к остальной части схемы.

Емкость конденсатора - сколько в нем фарад - зависит от того, как он устроен. Для большей емкости требуется конденсатор большего размера. Пластины с большей площадью перекрытия поверхности обеспечивают большую емкость, в то время как большее расстояние между пластинами означает меньшую емкость. Материал диэлектрика даже влияет на то, сколько фарад имеет колпачок.Полная емкость конденсатора может быть рассчитана по формуле:

Где ε r - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика (постоянное значение, определяемое материалом диэлектрика), A - площадь перекрытия пластин друг с другом, а d - расстояние между пластинами.

Как работает конденсатор

Электрический ток - это поток электрического заряда, который электрические компоненты используют, чтобы загораться, вращаться или делать то, что они делают.Когда ток течет в конденсатор, заряды «застревают» на пластинах, потому что они не могут пройти через изолирующий диэлектрик. Электроны - отрицательно заряженные частицы - засасываются одной из пластин, и она становится в целом отрицательно заряженной. Большая масса отрицательных зарядов на одной пластине отталкивает, как заряды, на другой пластине, делая ее заряженной положительно.

Положительный и отрицательный заряды на каждой из этих пластин притягиваются друг к другу, потому что это то, что делают противоположные заряды.Но с диэлектриком, сидящим между ними, как бы они ни хотели соединиться, заряды навсегда останутся на пластине (до тех пор, пока им не будет куда-то идти). Неподвижные заряды на этих пластинах создают электрическое поле, которое влияет на электрическую потенциальную энергию и напряжение. Когда заряды группируются на конденсаторе таким образом, крышка накапливает электрическую энергию так же, как батарея может накапливать химическую энергию.

Зарядка и разрядка

Когда положительный и отрицательный заряды сливаются на пластинах конденсатора, конденсатор становится на заряженным .Конденсатор может сохранять свое электрическое поле - удерживать свой заряд, потому что положительный и отрицательный заряды на каждой из пластин притягиваются друг к другу, но никогда не достигают друг друга.

В какой-то момент обкладки конденсатора будут настолько заряжены, что просто не смогут больше принимать их. На одной пластине достаточно отрицательных зарядов, чтобы они могли отразить любые другие, которые попытаются присоединиться. Именно здесь вступает в игру емкость конденсатора (фарады), которая говорит вам о максимальном количестве заряда, которое может хранить конденсатор.

Если в цепи создается путь, который позволяет зарядам найти другой путь друг к другу, они выйдут из конденсатора, и разрядит .

Например, в схеме ниже можно использовать батарею для создания электрического потенциала на конденсаторе. Это вызовет нарастание одинаковых, но противоположных зарядов на каждой из пластин, пока они не станут настолько полными, что оттолкнут ток от протекания. Светодиод, расположенный последовательно с крышкой, может обеспечивать путь для тока, а энергия, запасенная в конденсаторе, может использоваться для кратковременного освещения светодиода.

Расчет заряда, напряжения и тока

Емкость конденсатора - сколько в нем фарад - говорит вам, сколько заряда он может хранить. Сколько заряда хранит конденсатор в настоящее время , зависит от разности потенциалов (напряжения) между его пластинами. Это соотношение между зарядом, емкостью и напряжением можно смоделировать с помощью следующего уравнения:

Заряд (Q), накопленный в конденсаторе, является произведением его емкости (C) и приложенного к нему напряжения (V).

Емкость конденсатора всегда должна быть постоянной известной величиной. Таким образом, мы можем регулировать напряжение, чтобы увеличивать или уменьшать заряд крышки. Больше напряжения означает больше заряда, меньше напряжения ... меньше заряда.

Это уравнение также дает нам хороший способ определить значение одного фарада. Один фарад (F) - это способность хранить одну единицу энергии (кулоны) на каждый вольт.

Расчет тока

Мы можем пойти дальше по уравнению заряда / напряжения / емкости, чтобы выяснить, как емкость и напряжение влияют на ток, потому что ток - это скорость потока заряда.Суть отношения конденсатора к напряжению и току такова: величина тока , проходящего через конденсатор , зависит как от емкости, так и от того, как быстро напряжение растет или падает . Если напряжение на конденсаторе быстро растет, через конденсатор будет индуцироваться большой положительный ток. Более медленный рост напряжения на конденсаторе означает меньший ток через него. Если напряжение на конденсаторе стабильное и неизменное, через него не будет проходить ток.

(Это некрасиво, и это касается вычислений. Это не все, что нужно, пока вы не перейдете к анализу во временной области, разработке фильтров и прочим грубым вещам, так что переходите к следующей странице, если вам не нравится это уравнение. .) Уравнение для расчета тока через конденсатор:

Часть dV / dt этого уравнения является производной (причудливый способ сказать мгновенной скорости ) напряжения во времени, это эквивалентно тому, как «насколько быстро напряжение растет или падает в этот самый момент».Большой вывод из этого уравнения заключается в том, что если напряжение стабильно, , производная равна нулю, что означает, что ток также равен нулю . Вот почему ток не может течь через конденсатор, поддерживающий постоянное постоянное напряжение.


Типы конденсаторов

Существуют всевозможные типы конденсаторов, каждый из которых имеет определенные особенности и недостатки, которые делают его лучше для одних приложений, чем для других.

При выборе типа конденсатора необходимо учитывать несколько факторов:

  • Размер - Размер как по физическому объему, так и по емкости.Конденсатор нередко является самым большим компонентом в цепи. Также они могут быть очень маленькими. Для большей емкости обычно требуется конденсатор большего размера.
  • Максимальное напряжение - Каждый конденсатор рассчитан на максимальное падение напряжения на нем. Некоторые конденсаторы могут быть рассчитаны на 1,5 В, другие - на 100 В. Превышение максимального напряжения обычно приводит к разрушению конденсатора.
  • Ток утечки - Конденсаторы не идеальны.Каждая крышка склонна пропускать небольшое количество тока через диэлектрик от одного вывода к другому. Эта крошечная потеря тока (обычно наноампер или меньше) называется утечкой. Утечка заставляет энергию, накопленную в конденсаторе, медленно, но верно истощаться.
  • Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) - Выводы конденсатора не на 100% проводящие, они всегда будут иметь крошечное сопротивление (обычно менее 0,01 Ом). Это сопротивление становится проблемой, когда через колпачок проходит большой ток, вызывая потери тепла и мощности.
  • Допуск - Конденсаторы также не могут иметь точную, точную емкость. Каждая крышка будет рассчитана на свою номинальную емкость, но, в зависимости от типа, точное значение может варьироваться от ± 1% до ± 20% от желаемого значения.

Конденсаторы керамические

Наиболее часто используемый и производимый конденсатор - керамический конденсатор. Название происходит от материала, из которого сделан их диэлектрик.

Керамические конденсаторы обычно бывают как по физическим характеристикам, так и по емкости , малые .Трудно найти керамический конденсатор больше 10 мкФ. Керамический колпачок для поверхностного монтажа обычно находится в крошечном корпусе 0402 (0,4 мм x 0,2 мм), 0603 (0,6 мм x 0,3 мм) или 0805. Керамические колпачки со сквозными отверстиями обычно выглядят как маленькие (обычно желтые или красные) лампочки с двумя выступающими клеммами.

Две крышки в сквозном радиальном корпусе; конденсатор 22 пФ слева и 0,1 мкФ справа. Посередине - крошечная крышка 0,1 мкФ 0603 для поверхностного монтажа.

По сравнению с не менее популярными электролитическими крышками керамические конденсаторы являются более близкими к идеальным (гораздо более низкое последовательное последовательное сопротивление и токи утечки), но их небольшая емкость может быть ограничивающей.Как правило, они также являются наименее дорогим вариантом. Эти колпачки хорошо подходят для высокочастотной связи и развязки.

Электролитический алюминий и тантал

Электролитики

хороши тем, что они могут упаковать много, емкости в относительно небольшой объем. Если вам нужен конденсатор емкостью от 1 мкФ до 1 мФ, вы, скорее всего, найдете его в электролитической форме. Они особенно хорошо подходят для высоковольтных приложений из-за их относительно высокого максимального номинального напряжения.

Алюминиевые электролитические конденсаторы, самые популярные из семейства электролитических, обычно выглядят как маленькие жестяные банки с обоими выводами, выходящими снизу.

Ассортимент электролитических конденсаторов для сквозных отверстий и поверхностного монтажа. Обратите внимание, что у каждого из них есть метод маркировки катода (отрицательный вывод).

К сожалению, электролитические крышки обычно поляризованы . У них есть положительный вывод - анод - и отрицательный вывод, называемый катодом.Когда напряжение подается на электролитический колпачок, анод должен иметь более высокое напряжение, чем катод. Катод электролитического конденсатора обычно обозначается знаком «-» и цветной полосой на корпусе. Ножка анода также может быть немного длиннее, как еще один признак. Если на электролитический колпачок подать напряжение в обратном направлении, они выйдут из строя (из-за чего лопнет и лопнет) и навсегда. После лопания электролитик будет вести себя как короткое замыкание.

Эти колпачки также известны утечкой - позволяя небольшим токам (порядка нА) проходить через диэлектрик от одного вывода к другому. Это делает электролитические колпачки менее чем идеальными для хранения энергии, что, к сожалению, с учетом их высокой емкости и номинального напряжения.

Суперконденсаторы

Если вы ищете конденсатор, предназначенный для хранения энергии, не ищите ничего, кроме суперконденсаторов. Эти колпачки имеют уникальную конструкцию, позволяющую иметь высокие емкости или в диапазоне фарад.

Суперконденсатор 1Ф (!). Высокая емкость, но рассчитана только на 2,5 В. Обратите внимание, что они также поляризованы.

Несмотря на то, что они могут хранить огромное количество заряда, суперкаперы не могут работать с очень высокими напряжениями. Этот суперконденсатор 10F рассчитан только на максимальное напряжение 2,5 В. Любое большее, чем это, разрушит его. Суперэлементы обычно устанавливаются последовательно для достижения более высокого номинального напряжения (при уменьшении общей емкости).

Основное применение суперконденсаторов - накапливать и выделять энергию , как батареи, которые являются их основным конкурентом.Хотя суперконденсаторы не могут удерживать столько энергии, сколько батарея того же размера, они могут высвобождать ее намного быстрее и обычно имеют гораздо больший срок службы.

Другое

Электролитические и керамические крышки покрывают около 80% типов конденсаторов (а суперкапсы только около 2%, но они супер!). Другой распространенный тип конденсатора - это пленочный конденсатор , который отличается очень низкими паразитными потерями (ESR), что делает их идеальными для работы с очень высокими токами.

Есть много других менее распространенных конденсаторов. Переменные конденсаторы могут производить различные емкости, что делает их хорошей альтернативой переменным резисторам в схемах настройки. Скрученные провода или печатные платы могут создавать емкость (иногда нежелательную), потому что каждый состоит из двух проводников, разделенных изолятором. Лейденские кувшины - стеклянная банка, наполненная проводниками и окруженная ими, - это O.G. семейства конденсаторов. Наконец, конечно, конденсаторы потока (странная комбинация катушки индуктивности и конденсатора) имеют решающее значение, если вы когда-нибудь планируете вернуться в дни славы.


Последовательные / параллельные конденсаторы

Подобно резисторам, несколько конденсаторов могут быть объединены последовательно или параллельно для создания комбинированной эквивалентной емкости. Конденсаторы, однако, складываются таким образом, что полностью противоположны резисторам.

Параллельные конденсаторы

Когда конденсаторы размещаются параллельно друг другу, общая емкость равна сумме всех емкостей .Это аналогично тому, как резисторы добавляются последовательно.

Так, например, если у вас есть три конденсатора номиналом 10 мкФ, 1 мкФ и 0,1 мкФ, подключенные параллельно, общая емкость будет 11,1 мкФ (10 + 1 + 0,1).

Конденсаторы серии

Подобно тому, как резисторы сложно добавить параллельно, конденсаторы становятся странными, когда их помещают в серию . Общая емкость последовательно соединенных конденсаторов Н и является обратной суммой всех обратных емкостей.

Если у вас есть только и два конденсатора , соединенных последовательно, вы можете использовать метод «произведение над суммой» для расчета общей емкости:

Если продолжить это уравнение, если у вас есть два одинаковых конденсатора, соединенных последовательно , общая емкость составляет половину их значения.Например, два последовательно соединенных суперконденсатора по 10Ф дадут общую емкость 5Ф (это также даст возможность удвоить номинальное напряжение всего конденсатора с 2,5 В до 5 В).


Примеры применения

Существует множество приложений для этого изящного маленького (на самом деле, обычно они довольно большие) пассивного компонента. Чтобы дать вам представление об их широком диапазоне использования, вот несколько примеров:

Развязные (байпасные) конденсаторы

Многие конденсаторы, которые вы видите в схемах, особенно те, которые имеют интегральную схему, развязаны.Разделительный конденсатор предназначен для подавления высокочастотного шума в сигналах источника питания. Они снимают с источника напряжения крошечные колебания напряжения, которые в противном случае могли бы нанести вред чувствительным микросхемам.

В каком-то смысле развязывающие конденсаторы действуют как очень маленький локальный источник питания для ИС (почти как источник бесперебойного питания для компьютеров). Если в источнике питания очень быстро падает напряжение (что на самом деле довольно часто, особенно когда цепь, которую он питает, постоянно переключает требования к нагрузке), разделительный конденсатор может кратковременно подавать питание с правильным напряжением.Вот почему эти конденсаторы также называются шунтирующими конденсаторами , конденсаторами; они могут временно действовать как источник питания в обход источника питания.

Разделительные конденсаторы подключаются между источником питания (5 В, 3,3 В и т. Д.) И землей. Нередко использование двух или более конденсаторов разного номинала, даже разных типов, для обхода источника питания, потому что некоторые номиналы конденсаторов будут лучше, чем другие при фильтрации определенных частот шума.

На этой схеме три развязывающих конденсатора используются для уменьшения шума в источнике напряжения акселерометра.Два керамических 0,1 мкФ и один танталовый электролитический 10 мкФ разделенные функции развязки.

Хотя кажется, что это может привести к короткому замыканию между питанием и землей, только высокочастотные сигналы могут проходить через конденсатор на землю. Сигнал постоянного тока поступит на микросхему, как и нужно. Другая причина, по которой они называются шунтирующими конденсаторами, заключается в том, что высокие частоты (в диапазоне кГц-МГц) обходят ИС, а не проходят через конденсатор, чтобы добраться до земли.

При физическом размещении развязывающих конденсаторов они всегда должны располагаться как можно ближе к ИС.Чем дальше они находятся, тем менее эффективны.

Вот схема физической схемы из схемы выше. Крошечная черная ИС окружена двумя конденсаторами по 0,1 мкФ (коричневые крышки) и одним электролитическим танталовым конденсатором 10 мкФ (высокая прямоугольная крышка черного / серого цвета).

В соответствии с передовой инженерной практикой всегда добавляйте хотя бы один развязывающий конденсатор к каждой ИС. Обычно хорошим выбором является 0,1 мкФ или даже дополнительные конденсаторы на 1 мкФ или 10 мкФ. Это дешевое дополнение, и они помогают убедиться, что микросхема не подвергается сильным провалам или скачкам напряжения.

Фильтр источника питания

Диодные выпрямители

могут использоваться для преобразования переменного напряжения, выходящего из вашей стены, в постоянное напряжение, необходимое для большинства электронных устройств. Но сами по себе диоды не могут превратить сигнал переменного тока в чистый сигнал постоянного тока, им нужна помощь конденсаторов! При добавлении параллельного конденсатора к мостовому выпрямителю выпрямленный сигнал выглядит следующим образом:

Может быть преобразован в сигнал постоянного тока близкого к уровню, например:

Конденсаторы - упрямые компоненты, они всегда будут пытаться противостоять резким перепадам напряжения.Конденсатор фильтра будет заряжаться по мере увеличения выпрямленного напряжения. Когда выпрямленное напряжение, поступающее в конденсатор, начинает быстро снижаться, конденсатор получит доступ к своему банку накопленной энергии, и он будет очень медленно разряжаться, передавая энергию нагрузке. Конденсатор не должен полностью разрядиться, пока входной выпрямленный сигнал не начнет снова увеличиваться, заряжая конденсатор. Этот танец разыгрывается много раз в секунду, снова и снова, пока используется источник питания.

Цепь питания переменного тока в постоянный.Крышка фильтра (C1) имеет решающее значение для сглаживания сигнала постоянного тока, посылаемого в цепь нагрузки.

Если вы разорвите любой блок питания переменного тока в постоянный, вы обязательно найдете хотя бы один довольно большой конденсатор. Ниже показаны внутренности настенного адаптера постоянного тока на 9 В. Заметили там конденсаторы?

Конденсаторов может быть больше, чем вы думаете! Есть четыре электролитических крышки, похожие на жестяную банку, в диапазоне от 47 мкФ до 1000 мкФ. Большой желтый прямоугольник на переднем плане - это высоковольтный 0.Крышка из полипропиленовой пленки 1 мкФ. И синяя дискообразная крышка, и маленькая зеленая посередине - керамические.

Хранение и поставка энергии

Кажется очевидным, что если конденсатор накапливает энергию, одно из множества его применений - подача этой энергии в цепь, как в батарее. Проблема в том, что конденсаторы имеют гораздо более низкую плотность энергии , чем батареи; они просто не могут вместить столько энергии, сколько химическая батарея того же размера (но этот разрыв сокращается!).

Достоинством конденсаторов является то, что они обычно служат дольше, чем батареи, что делает их лучшим выбором с экологической точки зрения. Они также способны выдавать энергию намного быстрее, чем аккумулятор, что делает их подходящими для приложений, которым требуется короткий, но большой всплеск мощности. Вспышка камеры может получать питание от конденсатора (который, в свою очередь, вероятно, заряжался от аккумулятора).

Батарея или конденсатор?
Батарея Конденсатор
Емкость
Плотность энергии
Скорость заряда / разряда Срок службы ✓

Фильтрация сигналов

Конденсаторы

обладают уникальной реакцией на сигналы различной частоты.Они могут блокировать низкочастотные компоненты или составляющие сигнала постоянного тока, позволяя при этом проходить более высоким частотам. Они как вышибалы в очень эксклюзивном клубе только для высоких частот.

Фильтрация сигналов может быть полезна во всех видах приложений обработки сигналов. Радиоприемники могут использовать конденсатор (среди других компонентов) для отключения нежелательных частот.

Другой пример фильтрации сигнала конденсатора - пассивные схемы кроссовера внутри громкоговорителей, которые разделяют один аудиосигнал на множество.Последовательный конденсатор блокирует низкие частоты, поэтому оставшиеся высокочастотные части сигнала могут поступать на твитер динамика. При прохождении низких частот в цепи сабвуфера высокие частоты в основном могут быть шунтированы на землю через параллельный конденсатор.

Очень простой пример схемы кроссовера аудио. Конденсатор блокирует низкие частоты, а катушка индуктивности блокирует высокие частоты. Каждый из них может использоваться для доставки нужного сигнала настроенным аудиодрайверам.

Снижение рейтинга

При работе с конденсаторами важно проектировать схемы с конденсаторами, которые имеют гораздо более высокий допуск, чем потенциально самый высокий скачок напряжения в вашей системе.

Вот отличное видео от инженера SparkFun Шона о том, что происходит с различными типами конденсаторов, когда вы не можете снизить номинальные параметры конденсаторов и превысить их максимальное напряжение. Вы можете прочитать больше о его экспериментах здесь.


Покупка конденсаторов

Храните на этих небольших компонентах аккумуляторов энергии или используйте их в качестве начального блока питания.

Наши рекомендации:

Комплект конденсаторов SparkFun

В наличии КОМПЛЕКТ-13698

Это комплект, который предоставляет вам базовый ассортимент конденсаторов, чтобы начать или продолжить возиться с электроникой. Нет мес…

10

Суперконденсатор - 10Ф / 2.5В

В наличии COM-00746

Да, вы правильно прочитали - конденсатор 10 Фарад. Этот маленький колпачок можно зарядить, а затем медленно рассеять на протяжении всего…

3

Конденсатор керамический 0.1 мкФ

В наличии COM-08375

Это очень распространенный конденсатор емкостью 0,1 мкФ. Используется во всевозможных приложениях для разъединения микросхем от источников питания. Расстояние между отверстиями 0,1 дюйма…

1

Ресурсы и дальнейшее развитие

Уф.Почувствуйте себя экспертом по конденсаторам ?! Хотите узнать больше об основах электроники? Если вы еще этого не сделали, подумайте о прочтении некоторых других распространенных электронных компонентов:

Или, может быть, некоторые из этих руководств привлекут ваше внимание?


Базовая электроника

- Выбор конденсатора, номиналы конденсаторов

В предыдущей статье мы рассмотрели различные типы конденсаторов. Теперь давайте обсудим, как выбрать конденсатор для конкретного применения.Как правило, выбор конденсатора не является сложной задачей, если у вас нет особых требований к схеме. Чаще всего инженеры имеют номинальную емкость, полученную для имеющейся схемы, или должны использовать емкость с ИС или активным компонентом. Большинство микросхем (например, 555, микросхемы микроконтроллеров и т. Д.) Имеют рекомендуемые значения емкости, указанные в их таблицах данных для различных приложений.

Если нет особых требований к схеме и если требуемая емкость выражена в пикофарадах, можно использовать керамический конденсатор.Если требуемая емкость находится в нанофарадах, конденсаторам MLC (многослойной керамике) можно слепо доверять. Если необходимая емкость находится в микрофарадах, обычно выбирают конденсаторы с алюминиевым электролитом. Для более широкого диапазона температур и прочности можно использовать стеклянные и слюдяные конденсаторы.

Помимо номинальной емкости, номинальное напряжение является вторым по важности параметром, который необходимо учитывать. Номинальное напряжение конденсатора всегда должно быть как минимум в 1,5 или в два раза больше максимального напряжения, которое он может встретить в цепи.Конденсаторы не так надежны, как резисторы. Они легко повреждаются, когда приложенное напряжение приближается к их максимальному номиналу.

Если к цепи предъявляются особые требования, то необходимо учитывать множество других факторов. Для конкретных схем и приложений предпочтительны различные типы конденсаторов. Предпочтительные области применения различных типов конденсаторов приведены в следующей таблице:

Помимо пригодности различных конденсаторов для конкретных применений, другие важные факторы, которые, возможно, необходимо учитывать, включают следующее:

  • Допуск - Необходимо проверить, зависит ли работа схемы от прецизионной емкости.Если требуется небольшая емкость, следует использовать конденсатор с наименьшим допуском. Емкость конденсатора никогда не будет выходить за пределы его номинального допуска, если только он не будет поврежден из-за чрезмерного напряжения или условий окружающей среды.
  • Диапазон рабочих температур и температурный коэффициент - Если цепь чувствительна к температуре или емкость не должна выходить за пределы определенного диапазона температур, необходимо учитывать ее рабочий диапазон температур и температурный коэффициент.На основании температурного коэффициента и температурной кривой следует рассчитать степень изменения емкости. Температурная чувствительность цепи также может быть решена путем совместного использования конденсаторов с положительным и отрицательным температурными коэффициентами. В этом случае также необходимо рассчитать максимальное изменение емкости в диапазоне температур.
  • Частотная зависимость - Емкость многих конденсаторов зависит от частоты и может не подходить для определенного диапазона частот.В зависимости от схемы необходимо учитывать частотную зависимость емкости.
  • Эксплуатационные потери - Эксплуатационные потери могут быть важным фактором, когда цепи должны быть энергоэффективными (например, цепи с батарейным питанием). Для таких цепей следует тщательно выбирать конденсаторы с учетом их коэффициента рассеяния (типичная потеря энергии в процентах), диэлектрического поглощения, тока утечки или сопротивления изоляции, а также самоиндукции.Все эти потери необходимо свести к минимуму, чтобы повысить эффективность и время автономной работы схемы.
  • Пульсирующий ток и импульсное напряжение - это довольно важные проверки. Схема должна быть изменена так, чтобы исключить возможность возникновения пульсаций напряжения и максимального тока пульсаций. Затем следует выбрать конденсатор с соответствующим током пульсаций и рабочим напряжением.
  • Полярность и обратное напряжение - Если в цепи используется электролитный конденсатор, он должен быть подключен в правильном направлении.Его номинальное обратное напряжение должно быть как минимум в два раза больше возможного обратного напряжения в этой ветви цепи.

Стандартные значения конденсаторов
Конденсаторы также доступны в стандартных номиналах в соответствии с серией E, как и резисторы. Чтобы узнать больше о стандартных значениях резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности и стабилитронов, ознакомьтесь со следующей статьей «Базовая электроника 08 - Значение считывания, допуск и номинальная мощность резисторов».

У конденсаторов меньше стандартных значений по сравнению с резисторами.Как правило, конденсаторы доступны только в серии E-6 со стандартными значениями (10, 15, 22, 33, 47 и 68), за которыми следует указанное количество нулей.

Последовательная и параллельная комбинация конденсаторов
Может оказаться невозможным получить точное значение желаемой емкости в стандартной серии E. В таких случаях можно использовать последовательную или параллельную комбинацию конденсаторов для получения желаемой емкости в цепи. Когда конденсаторы соединены последовательно, эквивалентная емкость определяется следующим уравнением:

1 / C серия = 1 / C 1 + 1 / C 2 + 1 / C 3 +.. . .

При параллельном подключении конденсаторов эквивалентная емкость равна

.

C Параллельный = C 1 + C 2 + C 3 +. . . .

Уравнение для последовательной комбинации емкостей выводится из того факта, что сумма падений напряжения на всех последовательно соединенных емкостях будет равна приложенному напряжению, в то время как ток через них должен оставаться неизменным. Уравнение для последовательной комбинации емкостей выводится следующим образом:

V Итого = V C1 + V C2 + V C3 +.. . .
1 / C Серия * ∫i.dt = 1 / C 1 * ∫i.dt + 1 / C 2 * ∫i.dt + 1 / C 3 * i.dt +. . .
1 / C серия = 1 / C 1 + 1 / C 2 + 1 / C 3 +. . . .

Уравнение для параллельной комбинации емкостей выводится из того факта, что сумма токов через все емкости, соединенные параллельно, будет равна общему току, в то время как напряжение на них должно оставаться неизменным.Уравнение для параллельной комбинации емкостей выводится следующим образом:

Я = i1 + i2 + i3 +. . . .
C Параллельно * dV / dt = C 1 * dV / dt + C 2 * dV / dt + C 3 * dV / dt +. . . . .
C Параллельный = C 1 + C 2 + C 3 +. . . .

Считывание пакетов резисторов
В прошлом для обозначения номинала, допуска и рабочего напряжения конденсаторов использовались цветовые коды и различные типы цифровых кодов.Сегодня емкость, допуск и рабочее напряжение напечатаны на корпусе конденсаторов или обозначены стандартными кодами BS1852 или BS EN 60062. В этих системах кодирования значение, допуск и рабочее напряжение конденсатора указываются двух- или трехзначными цифровыми кодами, за которыми следует буква. Значение емкости всегда указывается в пикофарадах. Если это двухзначный код, это прямое значение емкости в пикофарадах, а если это трехзначный код, первые две цифры обозначают число (серия E-6), а третья цифра указывает множитель, дающий окончательное значение емкости в пикофарадах.Буква может использоваться для обозначения допуска конденсатора. Допуск, обозначенный разными буквами, суммирован в следующей таблице:

Например, если на конденсаторе напечатано 47F, это означает, что его значение емкости составляет 47 пФ, а допуск - один процент. Точно так же, если на конденсаторе напечатано 472J, это означает, что его значение емкости составляет 4700 пФ или 4,7 нФ, а его допуск составляет пять процентов. Буквенные коды для общедоступных емкостей перечислены в следующей таблице:

Керамические конденсаторы имеют дополнительные коды, состоящие из цифры между двумя буквами, для обозначения диапазона температур и температурного коэффициента.Буквы и цифры в этих кодах имеют следующие обозначения:

Номинальное напряжение обозначается числом, которое выражает рабочее напряжение в вольтах. Например, цифра «50» означает рабочее напряжение 50 В.

В следующей статье мы обсудим суперконденсаторы.


Рубрика: Учебники


Типы конденсаторов: работа и их применение

В каждой электронной или электрической цепи конденсатор играет ключевую роль.Таким образом, каждый день может производиться от тысяч до миллионов конденсаторов различных типов. Каждый тип конденсатора имеет свои преимущества, недостатки, функции и области применения. Таким образом, очень важно знать о каждом типе конденсатора при выборе для любого приложения. Эти конденсаторы варьируются от маленьких до больших, включая различные характеристики в зависимости от типа, что делает их уникальными. Маленькие и слабые конденсаторы можно найти в радиосхемах, тогда как большие конденсаторы используются в сглаживающих цепях.Конструирование небольших конденсаторов может быть выполнено с использованием керамических материалов, запечатанных эпоксидной смолой, тогда как конденсаторы промышленного назначения спроектированы с металлической фольгой с использованием тонких листов майлара, иначе пропитанных парафином бумаги.


Типы конденсаторов и их применение

Конденсатор - один из наиболее часто используемых компонентов в разработке электронных схем. Он играет важную роль во многих встроенных приложениях. Он доступен с разными рейтингами. Он состоит из двух металлических пластин , разделенных непроводящим веществом, или диэлектриком .Часто это хранилища для аналоговых сигналов и цифровых данных.

Сравнение между различными типами конденсаторов обычно проводится в отношении диэлектрика, используемого между пластинами. Некоторые конденсаторы выглядят как трубки, небольшие конденсаторы часто изготавливаются из керамических материалов, а затем погружаются в эпоксидную смолу для их герметизации. Итак, вот несколько наиболее распространенных типов доступных конденсаторов. Посмотрим на них.

Диэлектрический конденсатор

Как правило, эти типы конденсаторов являются переменным типом, который требует непрерывного изменения емкости для передатчиков, приемников и транзисторных радиоприемников для настройки.Различные типы диэлектриков доступны в многопластинчатом исполнении и с воздушным зазором. Эти конденсаторы имеют набор фиксированных и подвижных пластин для перемещения между фиксированными пластинами.

Положение подвижной пластины по сравнению с неподвижными пластинами определяет приблизительное значение емкости. Как правило, емкость максимальна, когда два набора пластин полностью соединены. Настроечный конденсатор с высокой емкостью имеет довольно большие промежутки, в противном случае между двумя пластинами есть воздушные зазоры, в которых напряжение пробоя достигает нескольких тысяч вольт.

Конденсатор слюдяной

Конденсатор, в котором в качестве диэлектрического материала используется слюда, известен как слюдяной конденсатор. Эти конденсаторы доступны в двух типах: зажимные и серебряные. Зажимной тип сейчас считается устаревшим из-за его более низких характеристик, но вместо него используется серебряный тип.

Эти конденсаторы изготавливаются путем размещения листов слюды с металлическим покрытием на обеих сторонах. После этого эта конструкция покрывается эпоксидной смолой для защиты от окружающей среды.Как правило, эти конденсаторы используются всякий раз, когда требуются стабильные конденсаторы с относительно небольшими номиналами.

Минералы слюды чрезвычайно постоянны химически, механически и электрически из-за ее точной кристаллической структуры, которая включает типичные слои. Таким образом, возможно изготовление тонких листов толщиной от 0,025 до 0,125 мм.

Наиболее часто используемые слюда - флогопит и мусковит. В этом мусковит обладает хорошими электрическими свойствами, а второй - жаростойкостью.Слюда исследуется в Индии, Южной Америке и Центральной Африке. Большая разница в составе сырья приводит к высокой стоимости экспертизы и категоризации. Слюда не реагирует на кислоты, воду и масляные растворители.
Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о слюдяном конденсаторе

Поляризованный конденсатор

Конденсатор с определенной полярностью, такой как положительная и отрицательная, называется поляризованным конденсатором. Каждый раз, когда эти конденсаторы используются в схемах, мы должны проверять, что они соединены с идеальной полярностью.Эти конденсаторы делятся на два типа: электролитические и суперконденсаторы.


Пленочные конденсаторы
Пленочные конденсаторы

являются наиболее часто готовыми из множества типов конденсаторов, состоящих из, как правило, обширной группы конденсаторов, различающихся их диэлектрическими свойствами. Они доступны практически любого номинала и напряжения до 1500 вольт. Они бывают с любым допуском от 10% до 0,01%. Пленочные конденсаторы также бывают разных форм и стилей корпуса.

Существует два типа пленочных конденсаторов: с радиальными выводами и с осевыми выводами. Электроды пленочных конденсаторов могут быть из металлизированного алюминия или цинка, нанесенного на одну или обе стороны пластиковой пленки, в результате чего получаются металлизированные пленочные конденсаторы, называемые пленочными конденсаторами. Пленочный конденсатор показан на рисунке ниже:

Пленочные конденсаторы Пленочные конденсаторы

иногда называют пластиковыми конденсаторами, поскольку в качестве диэлектриков они используют полистирол, поликарбонат или тефлон. Этим типам пленок требуется намного более толстая диэлектрическая пленка, чтобы уменьшить опасность разрывов или проколов пленки, и поэтому они больше подходят для более низких значений емкости и больших размеров корпуса.

Пленочные конденсаторы физически больше и дороже, они не поляризованы, поэтому их можно использовать в приложениях с переменным напряжением, и они имеют гораздо более стабильные электрические параметры. Зависимость емкости от коэффициента рассеяния, может применяться в устройствах класса 1 со стабильной частотой, заменяя керамические конденсаторы класса 1.

Керамические конденсаторы

Керамические конденсаторы используются в высокочастотных цепях, таких как аудио в ВЧ. Они также являются лучшим выбором для компенсации высоких частот в аудиосхемах.Эти конденсаторы также называют дисковыми конденсаторами. Керамические конденсаторы изготавливаются путем покрытия двух сторон небольшого фарфорового или керамического диска серебром, а затем складываются вместе, образуя конденсатор. В керамических конденсаторах можно добиться как низкой, так и высокой емкости, изменяя толщину используемого керамического диска. Керамический конденсатор показан на рисунке ниже:

Керамические конденсаторы

Имеются номиналы от нескольких пикофарад до 1 микрофарад. Диапазон напряжения составляет от нескольких вольт до многих тысяч вольт.Керамика недорогая в производстве и бывает нескольких типов диэлектрика. Переносимость керамики невысока, но для той роли, которую она играет в жизни, они прекрасно работают.

Конденсаторы электролитические

Это наиболее часто используемые конденсаторы с большой допустимой емкостью. Электролитические конденсаторы доступны с рабочим напряжением примерно до 500 В, хотя самые высокие значения емкости недоступны при высоком напряжении, а устройства с более высокой температурой доступны, но редко.Обычно существует два типа электролитических конденсаторов: танталовые и алюминиевые.

Танталовые конденсаторы обычно лучше выставляются, имеют более высокую стоимость и готовы только к более ограниченным параметрам. Диэлектрические свойства оксида тантала намного превосходят свойства оксида алюминия, что обеспечивает более легкий ток утечки и лучшую емкость емкости, что делает их пригодными для создания препятствий, развязки и фильтрации.

Толщина пленки оксида алюминия и повышенное напряжение пробоя дают конденсаторам исключительно высокие значения емкости для их размера.В конденсаторе фольговые пластины анодированы постоянным током, таким образом устанавливая край материала пластины и подтверждая полярность его стороны.

Танталовые и алюминиевые конденсаторы показаны на рисунке ниже:

Электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы делятся на два типа

  • Алюминиевые электролитические конденсаторы
  • Конденсаторы электролитические танталовые
  • Конденсаторы электролитические ниобиевые

Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше об электролитических конденсаторах

Суперконденсаторы

Конденсаторы, которые имеют электрохимическую емкость с высокими значениями емкости по сравнению с другими конденсаторами, известны как суперконденсаторы.Их можно разделить на группы, состоящие из электролитических конденсаторов, а также аккумуляторных батарей, известных как ультраконденсаторы.

Использование этих конденсаторов дает несколько преимуществ, например:

  • Значение емкости этого конденсатора высокое
  • Заряд может быть сохранен, а также доставлен очень быстро
  • Эти конденсаторы могут выдерживать дополнительный заряд с помощью циклов разряда.
  • Применения суперконденсаторов включают следующее.
  • Эти конденсаторы используются в автобусах, автомобилях, поездах, кранах и лифтах.
  • Они используются для рекуперативного торможения и для резервного копирования памяти.
  • Эти конденсаторы доступны в различных типах, таких как двухслойные, псевдо и гибридные.
Неполяризованный конденсатор

Конденсаторы не имеют полярности, как положительную, иначе отрицательную. Электроды неполяризованных конденсаторов можно произвольно вставлять в цепь для обратной связи, связи, развязки, колебаний и компенсации.Эти конденсаторы имеют небольшую емкость, поэтому используются в чистых цепях переменного тока, а также используются в высокочастотной фильтрации. Выбор этих конденсаторов может быть сделан очень удобно с аналогичными моделями и техническими характеристиками. Типы неполяризованных конденсаторов

Керамические конденсаторы

Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о керамических конденсаторах

Серебряные слюдяные конденсаторы

Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о слюдяных конденсаторах

Конденсаторы полиэфирные
Конденсатор из полиэстера или майлара

дешев, точен и имеет небольшую утечку.Эти конденсаторы работают в диапазоне от 0,001 до 50 мкФ. Эти конденсаторы применимы там, где стабильность и точность не так важны.

Конденсаторы полистирольные

Эти конденсаторы чрезвычайно точны, имеют меньшую утечку. Они используются в фильтрах, а также там, где важны точность и стабильность. Они довольно дороги и работают в диапазоне от 10 пФ до 1 мФ.

Конденсаторы из поликарбоната

Эти конденсаторы дорогие и доступны в очень хорошем качестве, с высокой точностью и очень низкой утечкой.К сожалению, они были сняты с производства, и сейчас их трудно найти. Они хорошо работают в суровых и высокотемпературных условиях в диапазоне от 100 пФ до 20 мФ.

Конденсаторы полипропиленовые

Эти конденсаторы дорогие, и диапазон их рабочих характеристик может составлять от 100 пФ до 50 мФ. Они очень постоянны, точны во времени и имеют очень небольшую утечку.

Конденсаторы тефлоновые

Эти конденсаторы самые стабильные, точные и почти не имеют утечки.Они считаются лучшими конденсаторами. В широком диапазоне частотных вариаций образ поведения совершенно одинаков. Они работают в диапазоне от 100 пФ до 1 мФ.

Стеклянные конденсаторы

Эти конденсаторы очень прочные, стабильные и работают в диапазоне от 10 пФ до 1000 пФ. Но это тоже очень дорогие компоненты.

Полимерный конденсатор

Полимерный конденсатор - это электролитический конденсатор (e-cap), в котором вместо геля или жидких электролитов используется твердый электролит из проводящего полимера, такого как электролит.

Высыхания электролита легко избежать с помощью твердого электролита. Такая сушка является одним из факторов, ограничивающих срок службы обычных электролитических конденсаторов. Эти конденсаторы подразделяются на различные типы, такие как полимерный танталовый e-cap, полимерный алюминиевый e-cap, гибридный полимерный Al-e-cap и полимерный ниобий.

В большинстве случаев в этих конденсаторах используется альтернатива электролитическим конденсаторам, только если не повышается максимальное номинальное напряжение.Максимальное номинальное напряжение твердотельных полимерных конденсаторов меньше по сравнению с самым высоким напряжением конденсаторов классического электролитического типа, например, до 35 вольт, хотя некоторые конденсаторы полимерного типа рассчитаны на самые высокие рабочие напряжения, такие как 100 вольт постоянного тока.

Эти конденсаторы имеют другие и лучшие качества по сравнению с более длительным сроком службы, высокой рабочей температурой, хорошей стабильностью, более низким ESR (эквивалентным последовательным сопротивлением) и гораздо более безопасным режимом отказа.

Конденсаторы с выводами и поверхностным монтажом
Конденсаторы

доступны, как и конденсаторы с выводами и конденсаторы для поверхностного монтажа.Доступны почти все типы конденсаторов, такие как свинцовые версии, такие как керамические, электролитические, суперконденсаторы, серебряная слюда, пластиковая пленка, стекло и т. Д. Возможности поверхностного монтажа или поверхностного монтажа ограничены, но они должны выдерживать температуры, которые используются в процессе пайки. .

Если у конденсатора нет выводов, а также в результате использования метода пайки, то конденсаторы SMD подвергаются полному повышению температуры самого припоя. В результате не все разновидности доступны в качестве конденсаторов SMD.

К основным типам конденсаторов для поверхностного монтажа относятся керамические, танталовые и электролитические. Все они были разработаны, чтобы выдерживать очень высокие температуры пайки.

Конденсаторы специального назначения
Конденсаторы

специального назначения используются в системах переменного тока, таких как системы бесперебойного питания и вариатора до 660 В переменного тока. Выбор подходящих конденсаторов в основном играет важную роль в ожидаемом сроке службы конденсаторов. Следовательно, совершенно необходимо использовать конденсатор надлежащей емкости через номинальное напряжение-ток, чтобы соответствовать точному применению.Эти конденсаторы отличаются прочностью, долговечностью, ударопрочностью, точностью размеров и чрезвычайно высокой прочностью.

Типы конденсаторов в цепях переменного тока

Когда конденсаторы используются в цепях переменного тока, тогда конденсаторы действуют иначе, чем резисторы, поскольку резисторы позволяют электронам проходить через них, что прямо пропорционально падению напряжения, тогда как конденсаторы сопротивляются изменениям в напряжении, подавая или потребляя ток, потому что они заряжаются. в противном случае разрядите до нового уровня напряжения.

Конденсаторы превращаются в заряженные до значения приложенного напряжения, которое действует как запоминающее устройство для поддержания заряда до тех пор, пока напряжение питания не будет присутствовать во всем соединении постоянного тока. Зарядный ток будет подаваться в конденсатор, чтобы предотвратить любые изменения напряжения.

Например, рассмотрим схему, которая разработана с конденсатором, а также с источником питания переменного тока. Таким образом, между напряжением и током существует разность фаз в 90 градусов, при этом ток достигает своего пика в 90 градусов до того, как напряжение достигает своего пика.

Источник питания переменного тока генерирует колебательное напряжение. Когда емкость высока, тогда должен течь огромный источник питания, чтобы создать определенное напряжение на пластинах, и ток будет выше.
Частота напряжения выше, и тогда время, доступное для регулировки напряжения, короче, поэтому ток будет большим при увеличении частоты и емкости.

Конденсаторы переменной емкости

Переменный конденсатор - это конденсатор, емкость которого может намеренно и многократно изменяться механически.Этот тип конденсатора используется для установки частоты резонанса в LC-цепях, например, для настройки радио для согласования импеданса в устройствах антенного тюнера.

Конденсаторы переменной емкости

Применение конденсаторов

Конденсаторы

находят применение как в электротехнике, так и в электронике. Они используются в фильтрах, системах накопления энергии, пускателях двигателей и устройствах обработки сигналов.

Как узнать стоимость конденсаторов?

Конденсаторы - это важные компоненты электронной схемы, без которых схема не может быть завершена.Использование конденсаторов включает в себя сглаживание пульсаций переменного тока в источнике питания, соединение и развязку сигналов в качестве буферов и т. Д. В схемах используются различные типы конденсаторов, такие как электролитический конденсатор, дисковый конденсатор, танталовый конденсатор и т. Д. Электролитические конденсаторы имеют номинал, напечатанный на корпусе, чтобы его контакты можно было легко идентифицировать.

Обычно большой штифт положительный. Черная полоса возле отрицательного вывода указывает полярность. Но в дисковых конденсаторах на корпусе напечатан только номер, поэтому очень сложно определить его значение в PF, KPF, uF, n и т. Д.Для некоторых конденсаторов значение печатается в мкФ, а для других используется код EIA. 104. Давайте посмотрим, как идентифицировать конденсатор и рассчитать его значение.

Число на конденсаторе представляет значение емкости в пикофарадах. Например, 8 = 8ПФ

Если третье число равно нулю, то значение находится в P, например. 100 = 100ПФ

Для трехзначного числа третье число представляет количество нулей после второй цифры, например, 104 = 10 - 0000 PF

Если значение получено в PF, его легко преобразовать в KPF или мкФ

PF / 1000 = KPF или n, PF / 10, 00000 = мкФ.Для значения емкости 104 или 100000 в пФ это будет 100 кпФ или н или 0,1 мкФ.

Формула преобразования

n x 1000 = PF PF / 1000 = n PF / 1000000 = мкФ мкФ x 1000000 = PF мкФ x 1000000/1000 = n n = 1 / 1000000000F мкФ = 1/1000000 F

Буква под значением емкости определяет значение допуска.

473 = 473 К

Для четырехзначного числа, если цифра 4 является нулем, то значение емкости выражается в пФ.

Например, 1500 = 1500ПФ

Если это просто десятичное число с плавающей запятой, значение емкости выражается в мкФ.

Например, 0,1 = 0,1 мкФ

Если под цифрами указан алфавит, он представляет собой десятичное число, а значение находится в KPF или n

Например, 2К2 = 2,2 КПФ

Если значения указаны с косой чертой, первая цифра представляет значение в UF, вторая - допуск, а третья - максимальное номинальное напряжение

Например, 0,1 / 5/800 = 0,01 мкФ / 5% / 800 Вольт.

Некоторые общие дисковые конденсаторы:

Без конденсатора проектирование схемы не будет полным, поскольку он играет активную роль в функционировании схемы.Конденсатор имеет две электродные пластины внутри, разделенные диэлектрическим материалом, таким как бумага, слюда и т. Д. Что происходит, когда электроды конденсатора подключены к источнику питания? Конденсатор заряжается до полного напряжения и сохраняет заряд. Конденсатор может хранить ток, который измеряется в фарадах.

DISC-CAPS

Емкость конденсатора зависит от площади его электродных пластин и расстояния между ними. Дисковые конденсаторы не имеют полярности, поэтому их можно подключать любым способом.Дисковые конденсаторы в основном используются для развязки / развязки сигналов. Электролитические конденсаторы, с другой стороны, имеют полярность, поэтому, если полярность конденсатора изменится, он взорвется. Электролитические конденсаторы в основном используются в качестве фильтров, буферов и т. Д.

Каждый конденсатор имеет свою собственную емкость, которая выражается как заряд конденсатора, деленный на напряжение. Таким образом, Q / V. При использовании конденсатора в цепи следует учитывать некоторые важные параметры. Во-первых, его ценность.Выберите подходящее значение, низкое или высокое значение, в зависимости от схемы.

Значение напечатано на корпусе большинства конденсаторов в мкФ или в виде кода EIA. В конденсаторах с цветовой кодировкой значения представлены в виде цветных полос и с помощью таблицы цветового кода конденсатора; конденсатор легко идентифицировать. Ниже приведена цветовая диаграмма для обозначения конденсатора с цветовой кодировкой.

Видите, подобно резисторам, каждая полоса на конденсаторе имеет значение. Значение первой полосы - это первое число на цветовой диаграмме.Точно так же значение Второй полосы - это Второе число на цветовой диаграмме. Третья полоса - это умножитель, как в случае резистора. Четвертая полоса - это допуск конденсатора. Пятая полоса - это корпус конденсатора, который представляет рабочее напряжение конденсатора. Красный цвет представляет 250 вольт, а желтый - 400 вольт.

Допуск и рабочее напряжение - два важных фактора, которые необходимо учитывать. Ни один из конденсаторов не имеет номинальной емкости и может отличаться.

Поэтому используйте конденсатор хорошего качества, такой как танталовый, в чувствительных схемах, таких как схемы генератора. Если конденсатор используется в цепях переменного тока, он должен иметь рабочее напряжение 400 вольт. Рабочее напряжение электролитического конденсатора указано на его корпусе. Подбирайте конденсатор с рабочим напряжением в три раза превышающим напряжение блока питания.

Например, если напряжение питания 12 вольт, используйте конденсатор на 25 или 40 вольт. Для сглаживания лучше взять конденсатор большой емкости, например, 1000 мкФ, чтобы почти полностью убрать пульсации переменного тока.В источнике питания аудиосхем лучше использовать конденсатор емкостью 2200 мкФ или 4700 мкФ, поскольку пульсации могут создавать шум в цепи.

Ток утечки - еще одна проблема конденсаторов. Некоторые заряды будут протекать, даже если конденсатор заряжается. Это стих из схем таймера, так как временной цикл зависит от времени заряда / разряда конденсатора. Доступны танталовые конденсаторы с малой утечкой, которые используются в схемах таймера.

Понимание функции конденсатора сброса в микроконтроллере

Сброс используется для запуска или перезапуска функций микроконтроллера AT80C51.Вывод сброса следует двум условиям для запуска микроконтроллера. Их

  1. Электропитание должно быть в указанном диапазоне.
  2. Длительность импульса сброса должна быть не менее двух машинных циклов.

Сброс должен оставаться активным до тех пор, пока не будут соблюдены все два условия.

В схеме этого типа конденсатор и резистор от источника питания подключены к контакту сброса №. 9. Пока выключатель питания включен, конденсатор начинает заряжаться.В это время конденсатор вначале действует как короткое замыкание. Когда вывод сброса установлен на HIGH, микроконтроллер переходит в состояние включения, и через некоторое время зарядка прекращается.

Когда зарядка прекращается, вывод сброса идет на землю из-за резистора. Штифт сброса должен быть слишком высоким, затем слишком низким, тогда программа начнется с попрошайничества. Если в этом устройстве нет конденсатора сброса или он оставался бы неподключенным, программа запускается с любого места на микроконтроллере.

Таким образом, это обзор различных типов конденсаторов и их применения. Теперь у вас есть представление о концепции типов конденсаторов и их применении. Если у вас есть вопросы по этой теме или по электрическим и электронным проектам, оставьте комментарии ниже.

Фото:

Пленочные конденсаторы от en.busytrade
Керамические конденсаторы от made-in-china
Электролитические конденсаторы от solarbotics

Технические характеристики конденсатора

и их значение »Электроника

Понимание соответствующих спецификаций конденсаторов, параметров и характеристик, указанных в технических паспортах, необходимо для выбора правильного конденсатора для любой данной цепи.


Capacitor Tutorial:
Использование конденсатора Типы конденсаторов Электролитический конденсатор Керамический конденсатор Танталовый конденсатор Пленочные конденсаторы Серебряный слюдяной конденсатор Супер конденсатор Конденсатор SMD Технические характеристики и параметры Как купить конденсаторы - подсказки и подсказки Коды и маркировка конденсаторов Таблица преобразования


Спецификации и параметры или характеристики конденсатора должны быть известны и поняты, прежде чем будет сделан выбор в пользу конденсатора в данной цепи.

Электролитический конденсатор, керамический, пленочный, танталовый конденсатор и т. Д. Могут иметь значения емкости, которые можно приравнять, но некоторые из их других свойств могут различаться, что делает один тип более подходящим для конкретной схемы, чем другой.

Необходимы основные характеристики конденсатора, такие как номинал, допуск и рабочее напряжение, а также другие характеристики, включая самоиндукцию, ESR, диэлектрическое поглощение и другие. Хотя они не всегда могут быть важны в каждой цепи, необходимо знать и понимать, какие именно.

Хорошее понимание всех различных характеристик и параметров конденсаторов позволяет выбрать правильный конденсатор при выборе и покупке конденсаторов для электронных схем.

Основные характеристики конденсатора

Некоторые из основных характеристик и характеристик конденсаторов, которые необходимо учитывать при выборе и покупке конденсаторов, включают:

  • Значение емкости: Номинальная емкость, вероятно, является наиболее важной характеристикой конденсатора.Базовая единица емкости - Фарад, хотя большинство конденсаторов имеют значения значительно ниже Фарада - наиболее распространенными являются доли, указанные ниже:
    • микрофарад, мкФ, миллионная доля Фарада, 10 -6
    • наонофарад, нФ 1000-миллионная фарада, 10 -9
    • пикофарад, пФ на миллионную долю фарада, 10 -12
    Иногда конденсаторы можно маркировать двумя способами. Например, 100 нФ - это то же самое, что 0.1 мкФ. Это означает, что конденсаторы можно маркировать несколькими способами.

    Стоит отметить, что некоторые суперконденсаторы имеют очень высокие уровни емкости, которые фактически измеряются в фарадах.

    Номинальная емкость может также указываться на определенной частоте, поскольку емкость для некоторых типов конденсаторов, обычно электролитических, будет незначительно изменяться с частотой.

    Очевидно, что величина емкости будет определять импеданс, который она обеспечивает на разных частотах.Чем больше емкость, тем меньше сопротивление.

  • Допуск: Еще одним ключевым параметром конденсатора является допуск на его значение. В зависимости от конденсатора и его свойств он может быть очень точным или может иметь большой допуск на значение.

    Значение допуска - это степень, в которой фактическое значение емкости конденсатора может отличаться от заявленного или номинального значения, и оно часто выражается в процентах., Хотя для значений в несколько пикофарад оно может быть выражено как фактическое значение, т. Е. .е. 20 пФ ± 1 пФ и т. Д.

    Обычно допуск конденсатора выражается в виде процентного отклонения, выраженного как ± NN%. Значения ± 5% и ± 10% обычно используются для приложений связи и развязки. Для компонентов, используемых в приложениях, где требуются более высокие допуски, многие из них имеют допуски ± 1 и ± 2%, а иногда и лучше.

    Керамические конденсаторы, используемые для связи и развязки, обычно рассчитаны на значения ± 5% и ± 10%, хотя некоторые из керамических конденсаторов с более высокими характеристиками, особенно в форматах для поверхностного монтажа, доступны с лучшими керамическими диэлектриками и могут иметь допуски ± 1 и ± 2%.Конденсаторы с пластиковой пленкой традиционно имеют версии с жесткими допусками, хотя обычно они не доступны с корпусами для поверхностного монтажа.

    Электролитические конденсаторы часто имеют допуск от -20% до + 80%, поэтому они обычно не используются там, где важно точное значение.

  • Рабочее напряжение: Характеристика конденсатора рабочего напряжения определяет максимальное непрерывное напряжение, которое может быть приложено к конденсатору. Обычно это напечатано на корпусе и будет упомянуто в техническом описании.Напряжение обычно относится к самому большому напряжению постоянного тока, которое может быть приложено. Также имейте в виду, что когда конденсатор работает в цепи с формой волны переменного тока, наложенной на напряжение постоянного тока, то возникающие напряжения могут быть намного выше значения постоянного тока в состоянии покоя.

    Для некоторых конденсаторов, используемых в приложениях переменного тока, может быть указано значение переменного тока. Имейте в виду, что это относится к среднеквадратичному напряжению, а не к пиковому значению, которое в √2 или 1,414 раза больше.

    Хотя некоторые конденсаторы могут выдерживать кратковременное пиковое напряжение, это может привести к необратимому выходу из строя других, поэтому следует быть осторожными.В результате некоторые конденсаторы также могут иметь номинальные характеристики перенапряжения - как правило, именно эти конденсаторы могут использоваться для источников питания переменного тока, где возникают перенапряжения.

    Всегда рекомендуется использовать конденсаторы в пределах их номинального напряжения. Между фактическим напряжением, при котором работает конденсатор, и его номинальным рабочим напряжением существует связь. Чем больше маржа, тем выше надежность.

    Часто руководящие принципы коммерческого проектирования предусматривают, что конденсаторы не должны работать выше 50% от их номинальных значений, а руководящие принципы по проектированию высоконадежного военного оборудования следуют аналогичным рекомендациям.Работа с хорошей маржой обеспечивает высокий уровень надежности.

  • Диэлектрик: Диэлектрик - один из ключевых элементов, определяющих многие характеристики конденсатора. В результате конденсаторы часто называют их диэлектриками: электролитическими; тантал, керамика; пластиковая пленка; серебряная слюда; и тому подобное. Поскольку характеристики этих конденсаторов и доступные диапазоны емкости различаются, важно выбрать требуемый диэлектрик, внимательно изучив характеристики и общие характеристики конденсатора в таблице данных.

    Диэлектрик имеет тенденцию определять ряд аспектов работы конденсатора, и поэтому конденсаторы с разными типами диэлектрика, как правило, используются для разных приложений.

    • Алюминиевые электролитические конденсаторы: Большая емкость - обычно выше 1 мкФ, большой ток пульсаций, низкочастотная способность - обычно не используется выше 100 кГц или около того, утечка выше, чем у других типов.
    • Танталовые конденсаторы: Высокое значение в очень небольшом объеме - значения обычно выше 1 мкФ, более высокая частота, чем у алюминиевых электролитических, обычно низкое напряжение, очень нетерпимо к перенапряжению и обратному напряжению.
    • Керамические конденсаторы: Значения обычно ниже 1 мкФ, нормально работают при высокой частоте, малом токе утечки; Так как существует несколько видов керамического диэлектрика, проверьте свойства.
    Принимая во внимание различные характеристики, необходимо проверить, какой диэлектрик наиболее подходит для схемы и положение в схеме, где он будет использоваться.
  • Рабочая температура: Все конденсаторы имеют ограниченный диапазон рабочих температур, будь то керамические конденсаторы, электролитические конденсаторы, танталовые конденсаторы и т. Д.В этой спецификации подробно описаны пределы, в которых конденсатор будет работать удовлетворительно и в которых он рассчитан.

    Некоторые аспекты, ограничивающие рабочий диапазон конденсатора: напряжение - оно падает с увеличением температуры; ток пульсации - снова меньше с повышением температуры. Спецификация более низкой температуры может определяться рядом факторов. Один из них - это действие электролита в таких компонентах, как электролитические конденсаторы. Рабочая температура особенно важна для электролитических конденсаторов, поскольку их ожидаемый срок службы быстро падает с повышением температуры.

  • Температурный коэффициент: Конденсаторы, как и все компоненты, зависят от температуры. Степень относительно мала и не имеет значения в схемах, где значение не является критическим, но в других, где схема зависит от точного значения, например LC-осциллятор и т. д., температурный коэффициент может быть очень важным.

    Температурный коэффициент часто выражается как изменение в миллионных долях на градус Цельсия.

  • Сопротивление утечки / ток: Спецификация тока утечки или сопротивления утечки указывает величину тока, протекающего через конденсатор.Ток утечки возникает из-за того, что конденсаторы не являются идеальными изоляторами. Если конденсатор заряжается, а затем отсоединяется, он медленно теряет свой заряд. Также, когда он заряжен и непрерывно питается, через него будет течь ток.

    Как ток утечки, так и сопротивление утечки или изоляции указаны в технических характеристиках. Поскольку они связаны законом Ома, их легко перевести между ними. Обычно сопротивление изоляции используется там, где встречаются очень высокие значения сопротивления, а ток часто используется для больших конденсаторов и там, где есть большая утечка.Например: суперконденсаторы и алюминиевые электролитические конденсаторы обычно имеют указанные значения тока утечки, но для керамических конденсаторов или конденсаторов с пластиковой пленкой, где ток утечки незначителен, обычно указываются значения сопротивления.
    Где:
    C = ожидаемая емкость конденсатора
    R L = сопротивление утечки
    R ESR = эквивалентное последовательное сопротивление
    L ESR = эквивалентная последовательная индуктивность (самоиндукция)
    R DA Диэлектрическое поглощение
    C DA = Диэлектрическое поглощение В эквивалентной схеме сопротивление утечки представлено сопротивлением R R L , которое появляется непосредственно на главном конденсаторе C

    Ток утечки и сопротивление могут иметь большое влияние на многие цепи.Например, в цепи высокого напряжения даже небольшой ток утечки может привести к заметному рассеиванию тепла. В других схемах ток утечки может привести к неправильной работе схемы - это может быть особенно заметно в схемах с высоким импедансом.

    Для конденсаторов, таких как алюминиевые электролитические конденсаторы, для которых указан ток утечки, эта спецификация включает напряжение и температуру. Очевидно, что из закона Ома влияет напряжение, но также увеличивается ток утечки с повышением температуры.

    Для других типов, в которых указано сопротивление утечки, оно указывается в МОм или как значение в Ом x 10 X . Сравнение характеристик утечки для разных типов конденсаторов Хотя существует несколько типов материализованных пленочных конденсаторов, полипропиленовый конденсатор из полипропилена имеет лучшие характеристики в диапазоне от 10 5 до 10 7 .

    Примечание: Очень высокое значение сопротивления утечки может означать, что если конденсатор используется в цепи высокого напряжения, то эти напряжения могут оставаться в течение некоторого времени после выключения устройства, если нет внешнего пути утечки.Будьте осторожны при работе с цепями, в которых присутствует высокое напряжение, так как остаточный заряд может присутствовать в течение некоторого времени после отключения.

  • ESR: Эквивалентное последовательное сопротивление или ESR является важной характеристикой во многих случаях. Это импеданс конденсатора по отношению к переменному току, который особенно важен на высоких частотах. Спецификация ESR включает сопротивление диэлектрического материала, сопротивление постоянному току выводов, сопротивление постоянному току соединений с диэлектриком и сопротивление пластины конденсатора, измеренные на определенной частоте.
  • Собственная индуктивность: Конденсаторы - это не просто чистая емкость - они включают в себя различные другие паразитные элементы, помимо основной емкости. Самая важная особенность для высокочастотных / радиочастотных цепей - это собственная индуктивность.

    Обычно индуктивность в конденсаторах относительно мала - она ​​может быть в пределах 1–20 нГн, но фактическое значение будет очень зависеть от типа конденсатора и его конструкции. В результате небольшого значения индуктивности эффекты самоиндукции обычно наблюдаются только на высоких частотах.

  • Собственная резонансная частота: Собственная резонансная частота конденсатора возникает из-за того, что резонансный контур устанавливается между эквивалентной последовательной индуктивностью и емкостью конденсатора. Это часто указывается отдельно для конденсаторов, которые используются в ВЧ-приложениях - иногда может быть включен график отклика, поскольку может быть несколько резонансных частот.

    Кривая импеданса конденсатора, показывающая собственный резонанс На резонансной частоте Fr индуктивный и реактивный импедансы компенсируются, оставляя резистивные элементы цепи, т.е.е. СОЭ. Также помните, что выше резонансной частоты конденсатор будет казаться индуктивным. Резонансная частота обычно связана с радиочастотными цепями, и поэтому обычно могут быть указаны керамические конденсаторы.

  • Пульсации тока: Эта спецификация имеет большое значение для цепей, в которых протекают значительные уровни тока. Одно из основных приложений, где это важно, - в цепях питания, особенно в сглаживающих секциях источника питания.Необходимо определить максимальный ток пульсаций в цепи, а затем свериться с таблицей данных, чтобы убедиться, что спецификации тока пульсаций не превышены и, что еще лучше, имеется хороший запас.
    Электролитический конденсатор с выводами с маркировкой, включая максимальный ток Причина, по которой это важно, заключается в том, что высокие уровни пульсаций тока приводят к заметному уровню рассеивания тепла в конденсаторе. Если выделяемое тепло слишком велико, конденсатор может выйти из строя или его срок службы и надежность уменьшатся.

    Пульсации тока обычно связаны с электролитическими конденсаторами, поскольку они, как правило, используются в источниках питания, где наблюдаются более высокие уровни тока. Эта спецификация также применима к суперконденсаторам. Танталовые конденсаторы не любят значительного тока и могут взорваться, если от них ожидается слишком много.

Есть много параметров, которые влияют на общую производительность конденсатора. Выбор правильных конденсаторов для конкретной схемы зависит не только от фактического уровня емкости, но и от других факторов.Это будет зависеть от фактического используемого контура. Такие аспекты, как собственная индуктивность, будут очень важны для ВЧ-цепей, тогда как ток утечки может иметь значение в цепях с высоким импедансом и ток пульсаций в цепях питания.

Знание области применения и ее требований и соответствие их требованиям к конденсатору с правильными характеристиками - ключ к выбору и покупке правильного конденсатора.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы ВЧ разъемы Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

Последовательные и параллельные конденсаторы

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Выведите выражения для полной емкости последовательно и параллельно.
  • Обозначить последовательные и параллельные части в комбинации конденсаторов.
  • Рассчитайте эффективную емкость последовательно и параллельно с учетом индивидуальных емкостей.

Несколько конденсаторов могут быть соединены вместе в различных приложениях.Несколько подключений конденсаторов действуют как один эквивалентный конденсатор. Общая емкость этого эквивалентного одиночного конденсатора зависит как от отдельных конденсаторов, так и от способа их подключения. Существует два простых и распространенных типа соединений: серия и параллельно , для которых мы можем легко вычислить общую емкость. Некоторые более сложные соединения также могут быть связаны с комбинациями последовательного и параллельного.

Емкость серии

На рисунке 1а показано последовательное соединение трех конденсаторов с приложенным напряжением.Как и для любого конденсатора, емкость комбинации связана с зарядом и напряжением [латекс] C = \ frac {Q} {V} \\ [/ latex].

Обратите внимание на рис. 1, что противоположные заряды величиной Q текут по обе стороны от первоначально незаряженной комбинации конденсаторов при приложении напряжения В, . Для сохранения заряда необходимо, чтобы на пластинах отдельных конденсаторов создавались заряды одинаковой величины, поскольку заряд разделяется только в этих изначально нейтральных устройствах.Конечным результатом является то, что комбинация напоминает одиночный конденсатор с эффективным разделением пластин больше, чем у отдельных конденсаторов. (См. Рисунок 1b.) Чем больше расстояние между пластинами, тем меньше емкость. Общей особенностью последовательного соединения конденсаторов является то, что общая емкость меньше любой из отдельных емкостей.

Рис. 1. (a) Конденсаторы, подключенные последовательно. Величина заряда на каждой пластине равна Q. (b) Эквивалентный конденсатор имеет большее расстояние между пластинами d.При последовательном соединении общая емкость меньше, чем у любого из отдельных конденсаторов.

Мы можем найти выражение для общей емкости, рассматривая напряжение на отдельных конденсаторах, показанных на рисунке 1. Решение [латекс] C = \ frac {Q} {V} \\ [/ latex] для В дает [латекс ] V = \ frac {Q} {C} \\ [/ latex]. Таким образом, напряжения на отдельных конденсаторах равны [латексному] V_1 = \ frac {Q} {C_1}, V_2 = \ frac {Q} {C_2}, \ text {и} V_3 = \ frac {Q} {C_3} \\ [/латекс].

Общее напряжение складывается из отдельных напряжений:

В = В 1 + В 2 + В 3 .

Теперь, называя общую емкость C S последовательной емкостью, считайте, что

[латекс] V = \ frac {Q} {C _ {\ text {S}}} = V_1 + V_2 + V_3 \\ [/ latex].

Вводя выражения для V 1 , V 2 и V 3 , получаем

[латекс] \ frac {Q} {C _ {\ text {S}}} = \ frac {Q} {C_ {1}} + \ frac {Q} {C_ {2}} + \ frac {Q} { C_ {3}} \\ [/ латекс].

Отменяя Q s, получаем уравнение для полной емкости в серии C S , равное

[латекс] \ frac {1} {C _ {\ text {S}}} = \ frac {1} {C_ {1}} + \ frac {1} {C_ {2}} + \ frac {1} { C_ {3}} + \ точки, \\ [/ latex]

, где «…» означает, что выражение действительно для любого количества конденсаторов, соединенных последовательно.Выражение этой формы всегда приводит к общей емкости C S , которая меньше любой из отдельных емкостей C 1 , C 2 ,…, как показано в примере 1.

Общая емкость в серии,

C с

Общая емкость в серии:

[латекс] \ frac {1} {C _ {\ text {S}}} = \ frac {1} {C_ {1}} + \ frac {1} {C_ {2}} + \ frac {1} { C_ {3}} + \ dots \\ [/ latex]

Пример 1. Что такое последовательная емкость?

Найдите общую емкость для трех последовательно соединенных конденсаторов, учитывая, что их отдельные емкости равны 1.000, 5.000 и 8.000 мкФ.

Стратегия

Имея данную информацию, общую емкость можно найти, используя уравнение для емкости в серии.

Решение

Ввод заданных емкостей в выражение для [latex] \ frac {1} {C _ {\ text {S}}} \\ [/ latex] дает [latex] \ frac {1} {C _ {\ text {S} }} = \ frac {1} {C_ {1}} + \ frac {1} {C_ {2}} + \ frac {1} {C_ {3}} \\ [/ latex].

[латекс] \ frac {1} {C _ {\ text {S}}} = \ frac {1} {1.000 \ mu \ text {F}} + \ frac {1} {5.000 \ mu \ text {F} } + \ frac {1} {8.000 \ mu \ text {F}} = \ frac {1.325} {\ mu \ text {F}} \\ [/ latex]

Преобразование для нахождения C S дает [латекс] C _ {\ text {S}} = \ frac {1.325} {\ mu \ text {F}} = 0,755 \ mu \ text {F} \\ [/ латекс].

Обсуждение

Общая последовательная емкость C с меньше наименьшей индивидуальной емкости, как было обещано. При последовательном соединении конденсаторов сумма меньше деталей. На самом деле это меньше, чем у любого человека. Обратите внимание, что иногда возможно и более удобно решить уравнение, подобное приведенному выше, путем нахождения наименьшего общего знаменателя, который в данном случае (показаны только целочисленные вычисления) равен 40.Таким образом,

[латекс] \ frac {1} {C _ {\ text {S}}} = \ frac {40} {40 \ mu \ text {F}} + \ frac {8} {40 \ mu \ text {F} } + \ frac {5} {40 \ mu \ text {F}} = \ frac {53} {40 \ mu \ text {F}} \\ [/ latex]

, так что

[латекс] C _ {\ text {S}} = \ frac {40 \ mu \ text {F}} {53} = 0,755 \ mu \ text {F} \\ [/ latex]

Конденсаторы параллельно

На рис. 2а показано параллельное соединение трех конденсаторов с приложенным напряжением. Здесь общую емкость найти легче, чем в последовательном случае. Чтобы найти эквивалентную общую емкость C, p , сначала отметим, что напряжение на каждом конденсаторе составляет В, , то же самое, что и у источника, поскольку они подключены к нему напрямую через проводник.(Проводники являются эквипотенциальными, поэтому напряжение на конденсаторах такое же, как и на источнике напряжения.) Таким образом, конденсаторы имеют такой же заряд, как и при индивидуальном подключении к источнику напряжения. Общая сумма начислений Q представляет собой сумму отдельных начислений: Q = Q 1 + Q 2 + Q 3 .

Рис. 2. (a) Конденсаторы, включенные параллельно. Каждый из них подключен непосредственно к источнику напряжения, как если бы он был полностью один, и поэтому общая параллельная емкость - это просто сумма отдельных емкостей.(b) Эквивалентный конденсатор имеет большую площадь пластины и поэтому может удерживать больше заряда, чем отдельные конденсаторы.

Используя соотношение Q = CV , мы видим, что общий заряд составляет Q = C p V , а индивидуальные расходы составляют Q 1 = C 1 V , Q 2 = C 2 V , и Q 3 = C 3 V .Ввод их в предыдущее уравнение дает

C p V = C 1 V + C 2 V + C 3 V .

Исключая из уравнения В , получаем уравнение для полной емкости параллельно

C p : C p = C 1 + C 2 + C 3 +….

Общая параллельная емкость - это просто сумма отдельных емкостей. (И снова «» указывает на то, что выражение действительно для любого количества конденсаторов, подключенных параллельно.) Так, например, если конденсаторы в Примере 1 были подключены параллельно, их емкость составила бы

C p = 1.000 мкФ + 5.000 мкФ + 8.000 мкФ = 14000 мкФ.

Эквивалентный конденсатор для параллельного соединения имеет значительно большую площадь пластины и, следовательно, большую емкость, как показано на рисунке 2b.

Общая емкость параллельно,

C p

Общая емкость параллельно C p = C 1 + C 2 + C 3 +…

Более сложные соединения конденсаторов иногда могут быть последовательными и параллельными. (См. Рис. 3.) Чтобы найти общую емкость таких комбинаций, мы идентифицируем последовательные и параллельные части, вычисляем их емкости, а затем находим общую.

Рис. 3. (a) Эта схема содержит как последовательные, так и параллельные соединения конденсаторов. См. Пример 2 для расчета общей емкости цепи. (b) C 1 и C 2 идут последовательно; их эквивалентная емкость C S меньше, чем у любого из них. (c) Обратите внимание, что C S параллельно с C 3 . Таким образом, общая емкость равна сумме C S и C 3 .

Пример 2. Смесь последовательной и параллельной емкостей

Найдите общую емкость комбинации конденсаторов, показанной на рисунке 3. Предположим, что емкости на рисунке 3 известны с точностью до трех десятичных знаков ( C 1 = 1.000 мкФ, C 2 = 3.000 мкФ и C 3 = 8.000 мкФ) и округлите ответ до трех десятичных знаков.

Стратегия

Чтобы найти общую емкость, мы сначала определяем, какие конденсаторы включены последовательно, а какие - параллельно.Конденсаторы C 1 и C 2 включены последовательно. Их комбинация, обозначенная на рисунке C S , параллельна C 3 .

Решение

Поскольку C 1 и C 2 включены последовательно, их общая емкость определяется как [латекс] \ frac {1} {C _ {\ text {S}}} = \ frac {1} { C_ {1}} + \ frac {1} {C_ {2}} + \ frac {1} {C_ {3}} \\ [/ latex]. Ввод их значений в уравнение дает

[латекс] \ frac {1} {C _ {\ text {S}}} = \ frac {1} {C_ {1}} + \ frac {1} {C_ {2}} = \ frac {1} { 1.000 \ mu \ text {F}} + \ frac {1} {5.000 \ mu \ text {F}} = \ frac {1.200} {\ mu \ text {F}} \\ [/ latex].

Инвертирование дает C S = 0,833 мкФ.

Эта эквивалентная последовательная емкость подключена параллельно третьему конденсатору; Таким образом, общая сумма составляет

[латекс] \ begin {array} {lll} C _ {\ text {tot}} & = & C _ {\ text {S}} + C _ {\ text {S}} \\\ text {} & = & 0.833 \ mu \ text {F} +8.000 \ mu \ text {F} \\\ text {} & = & 8.833 \ mu \ text {F} \ end {array} \\ [/ latex]

Обсуждение

Этот метод анализа комбинаций конденсаторов по частям, пока не будет получена общая сумма, может быть применен к более крупным комбинациям конденсаторов.

Сводка раздела

  • Общая емкость последовательно [латекс] \ frac {1} {C _ {\ text {S}}} = \ frac {1} {C_ {1}} + \ frac {1} {C_ {2}} + \ гидроразрыв {1} {C_ {3}} + \ dots \\ [/ latex]
  • Общая емкость параллельно C p = C 1 + C 2 + C 3 +…
  • Если схема содержит комбинацию конденсаторов, включенных последовательно и параллельно, определите последовательную и параллельную части, вычислите их емкости, а затем найдите общую сумму.

Концептуальные вопросы

  1. Если вы хотите хранить большое количество энергии в конденсаторной батарее, подключите ли вы конденсаторы последовательно или параллельно? Объяснять.

Задачи и упражнения

  1. Найдите общую емкость комбинации конденсаторов на рисунке 4.

    Рисунок 4. Комбинация последовательного и параллельного подключения конденсаторов.

  2. Предположим, вам нужна конденсаторная батарея с общей емкостью 0.750 Ф, и у вас есть множество конденсаторов емкостью 1,50 мФ. Какое наименьшее число вы могли бы связать вместе, чтобы достичь своей цели, и как бы вы их связали?
  3. Какую общую емкость можно получить, соединив конденсатор 5,00 мкФ и конденсатор 8,00 мкФ?
  4. Найдите общую емкость комбинации конденсаторов, показанной на рисунке 5.

    Рисунок 5. Комбинация последовательного и параллельного подключения конденсаторов.

  5. Найдите общую емкость комбинации конденсаторов, показанной на рисунке 6.

    Рисунок 6. Комбинация последовательного и параллельного подключения конденсаторов.

  6. Беспричинные результаты. (a) Конденсатор емкостью 8,00 мкФ подключен параллельно другому конденсатору, что дает общую емкость 5,00 мкФ. Какая емкость у второго конденсатора? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие предположения необоснованны или непоследовательны?

Избранные решения проблем и упражнения

1. 0,293 мкФ

3.3,08 мкФ в последовательном соединении, 13,0 мкФ в параллельном соединении

4. 2,79 мкФ

6. (а) –3,00 мкФ; (б) У вас не может быть отрицательного значения емкости; (c) Предположение, что конденсаторы были подключены параллельно, а не последовательно, было неверным. Параллельное соединение всегда дает большую емкость, в то время как здесь предполагалась меньшая емкость. Это могло произойти, только если конденсаторы подключены последовательно.

Калькулятор конденсаторов

| Код конденсатора

Это калькулятор конденсатора - универсальный инструмент, который поможет вам ответить на вопросы. Каков код конденсатора? и Какова общая формула конденсаторов?

Хотя этот калькулятор является одновременно кодом для емкости и емкостью для преобразователя кода , он также находит накопленный заряд для конденсатора с определенными параметрами.Вы когда-нибудь задумывались, что означают трехзначные коды конденсаторов? В тексте вы найдете объяснение - с примерами!

Формула конденсатора

Наиболее общее уравнение для конденсаторов гласит:

C = Q / V ,

где:

  • C - емкость электронного элемента.
  • Q - электрический заряд, накопленный в конденсаторе.
  • В - напряжение на конденсаторе.

Формула показывает, что конденсатор является пассивным элементом, способным накапливать электрический заряд , пока мы подаем на него некоторое напряжение.

Знаете ли вы, что существует несколько типов конденсаторов? Наиболее популярны параллельные пластины и цилиндрические, но мы также используем сферические. Тем не менее, общая формула конденсатора в каждом случае одинакова - заряды одинаковой абсолютной величины, но разных знаков хранятся на противоположных сторонах конденсатора.

Причем конденсаторы можно размещать как последовательно, так и параллельно. В любом случае мы можем рассматривать такие системы как системы, содержащие один конденсатор, а результирующая емкость является суммой всех частей.

Код конденсатора

Каждый конденсатор обычно имеет два числа, которые его характеризуют. Это его емкость и номинальное напряжение . Последний говорит нам о максимальном напряжении, при котором элемент все еще будет работать должным образом. Емкость часто записывается напрямую, поэтому когда вы видите конденсатор с 220 мкФ 25 В , это просто означает, что он имеет емкость 220 мкФ и безопасно работает с напряжениями до 25 В .

Однако, когда емкость ниже, чем 100 мкФ , мы обычно можем найти трехзначный код конденсатора, который определяет значение. Правило простое: Первая и вторая цифры говорят нам о емкости в пФ (пикофарады), а третья - множитель (степень 10) - для числа n , емкость умножается на 10ⁿ . Это просто еще один способ использовать научную нотацию для описания больших чисел.Последняя цифра обычно находится в диапазоне 0-6.

Если имеется одно- или двузначное число, оно просто определяет значение в пФ.

Рассмотрим пример. У нас конденсатор код 104 :

  • Первые две цифры говорят о емкости в пФ, что составляет 10 пФ
  • Цифра 3ʳᵈ является множителем - 10⁴ или 10,000
  • В результате получается 10 пФ * 10⁴ = 10⁵ пФ , или 100 нФ, , или 0.1 мкФ

Мы также можем спросить обратное: Какой код конденсатора для известной емкости? Попробуем с конденсатором C = 1,24 мкФ :

  • Нам нужны две цифры для первых двух цифр кода, поэтому пора округлить значение до двух значащих цифр - 1,24 мкФ 1,2 мкФ . Таким образом, код будет начинаться с 12 ·
  • Чтобы найти последнюю цифру, мы должны использовать соответствующие единицы емкости, пФ - 1.2 мкФ = 1,200,000 пФ = 12 * 10⁵ пФ
  • Из этой формы мы можем сразу определить, что цифра 3ʳᵈ - это 5
  • Таким образом, код конденсатора для емкости 1,24 мкФ: 125

К счастью, этот калькулятор конденсаторов работает как в качестве кода емкости , так и в качестве преобразователя емкости в код ! Просто выберите подходящее поле для ввода данных, и результат появится в мгновение ока!

Что такое код допуска конденсатора

Рядом с трехзначным кодом конденсатора обычно находится - буква, описывающая диапазон допуска , в котором находится фактическое значение емкости.Могут быть записаны как абсолютные значения, так и процентные диапазоны. Мы собрали наиболее часто используемые коды допусков в следующей таблице:

Письмо Допуск
B ± 0,1 пФ
С ± 0,25 пФ
Д ± 0,5 пФ
Ф ± 1%
G ± 2%
Дж ± 5%
К ± 10%
M ± 20%
Z + 80%, -20%

Давайте посмотрим, как наш калькулятор конденсаторов обрабатывает код, содержащий букву допуска e.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *