что такое номинальное напряжение конденсатора

Что такое конденсатор и как он работает?

Если вы рассмотрите печатную плату даже самого простого электронного устройства, то обязательно увидите конденсатор, а чаще всего встретите множество этих элементов. Присутствие этих изделий на различных электронных схемах объясняется свойствами данных радиоэлементов, широким диапазоном функций, которые они выполняют.

В настоящее время промышленность поставляет на рынок конденсаторную продукцию различных видов (рис. 1). Параметры изделий варьируются в широких пределах, что позволяет легко подобрать радиодеталь для конкретной цели.

что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть фото что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть картинку что такое номинальное напряжение конденсатора. Картинка про что такое номинальное напряжение конденсатора. Фото что такое номинальное напряжение конденсатора Рис. 1. Распространённые типы конденсаторов

Рассмотрим более подробно конструкции и основные параметры этих вездесущих радиоэлементов.

Что такое конденсатор?

В классическом понимании конденсатором является радиоэлектронное устройство, предназначенное для накопления энергии электрического поля, обладающее способностью накапливать в себе электрический заряд, с последующей передачей накопленной энергии другим элементам электрической цепи. Устройства очень часто используют в различных электрических схемах.

Конденсаторы способны очень быстро накапливать заряд и так же быстро отдавать всю накопленную энергию. Для их работы характерна цикличность данного процесса. Величина накапливаемого электричества и периоды циклов заряда-разряда определяется характеристиками изделий, которые в свою очередь зависят от типа модели. Параметры этих величин можно определить по маркировке изделий.

Конструкция и принцип работы

Простейшим конденсатором являются две металлические пластины, разделённые диэлектриком. Выступать в качестве диэлектрика может воздушное пространство между пластинами. Модель такого устройства изображена на рис. 2.

Если на конструкцию подать постоянное напряжение, то образуется кратковременная замкнутая электрическая цепь. На каждой металлической пластине сконцентрируются заряды, полярность которых будет соответствоать полярности приложенного тока. По мере накопления зарядов ток будет ослабевать, и в определенный момент цепь разорвётся. В нашем случае это произойдёт молниеносно.

При подключении нагрузки накопленная энергия устремится через нагрузочный элемент в обратном направлении. Произойдёт кратковременный всплеск электрического тока в образованной цепи. Количество накапливаемых зарядов (ёмкость, C) прямо зависит от размеров пластин.

Конструкции современных конденсаторов отличаются от рассматриваемой нами модели. С целью увеличения ёмкости вместо пластин используют обкладки из алюминиевой, ниобиевой либо танталовой фольги, разделённой диэлектриками. Эти слоеные ленты туго сворачивают в цилиндр и помещают в цилиндрический корпус. Принцип работы не отличается от описанного выше.

Существуют также плоские конденсаторы, конструктивно состоящие из множества тонких обкладок, спрессованных между слоями диэлектрика в форме параллелепипеда. Такие модели можно представить себе в виде стопки пластин, образующих множество пар обкладок, соединённых параллельно.

В качестве диэлектриков применяют:

Отдельную группу составляют изделия, у которых одна обкладка выполнена из металла, а в качестве второй выступает электролит. Это класс электролитических конденсаторов (пример на рисунке 3 ниже). Они отличаются от других типов изделий большой удельной ёмкостью. Похожими свойствами обладают оксидно-полупроводниковые модели. Второй анод у них – это слой полупроводника, нанесённый на изолирующий оксидный слой.

что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть фото что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть картинку что такое номинальное напряжение конденсатора. Картинка про что такое номинальное напряжение конденсатора. Фото что такое номинальное напряжение конденсатораРис. 3. Конструкция радиального электролитического конденсатора

Электролитические модели, а также большинство оксидно-полупроводниковых конденсаторов имеют униполярную проводимость. Их эксплуатация допустима лишь при наличии положительного потенциала на аноде и при номинальных напряжениях. Поэтому следует строго соблюдать полярность подключения упомянутых радиоэлектронных элементов.

На корпусе такого прибора обязательно указывается полярность (светлая полоска со значками «–», см. рис. 4) или значок «+» со стороны положительного электрода на корпусах старых отечественных конденсаторов.

что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть фото что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть картинку что такое номинальное напряжение конденсатора. Картинка про что такое номинальное напряжение конденсатора. Фото что такое номинальное напряжение конденсатораРисунок 4. Обозначение полярности выводов

Срок службы электролитического конденсатора ограничен. Эти приборы очень чувствительны к высоким напряжениям. Поэтому при выборе радиоэлемента старайтесь, чтобы его рабочее напряжение было значительно выше номинального.

Свойства

Из описания понятно, что для постоянного тока конденсатор является непреодолимым барьером, за исключением случаев пробоя диэлектрика. В таких электрических цепях радиоэлемент используется для накопления и сохранения электричества на его электродах. Изменение напряжения происходит лишь в случаях изменений параметров тока в цепи. Эти изменения могут считывать другие элементы схемы и реагировать на них.

В цепях синусоидального тока конденсатор ведёт себя подобно катушке индуктивности. Он пропускает переменный ток, но отсекает постоянную составляющую, а значит, может служить отличным фильтром. Такие радиоэлектронные элементы применяются в цепях обратной связи, входят в схемы колебательных контуров и т. п.

Ещё одно свойство состоит в том, что переменную емкость можно использовать для сдвига фаз. Существуют специальные пусковые конденсаторы (рис.5), применяемые для запусков трёхфазных электромоторов в однофазных электросетях.

Основные параметры и характеристики

Ёмкость.

Важным параметром конденсатора является его номинальная ёмкость. Для плоского конденсатора справедлива формула:

С = (ε*ε0*S) / d,

где ε – диэлектрическая проницаемость диэлектрика, S – размеры обкладок (площадь пластин), d – расстояние между пластинами (обкладками).

Реальная емкость отдельных элементов обычно невелика, но можно получить конструкцию ёмкостью в несколько фарад, если параллельно соединить огромное число обкладок. В этом случае реальная ёмкость равняется сумме всех ёмкостей обкладок.

Максимальные емкости некоторых конденсаторов могут достигать нескольких фарад.

Удельная ёмкость.

Величина, характеризующая отношение ёмкости к объёму или к массе радиодетали. Данный параметр важен в микроэлектронике, где размеры деталей очень важны.

Номинальное напряжение.

Одной из важных электрических характеристик является номинальное напряжение – значение максимальных напряжений, при которых конденсатор может работать без потери значений других его параметров. При превышении критической величины равной напряжению пробоя происходит разрушение диэлектрика. Поэтому номинальное напряжение подбирают заведомо большее любых возможных максимальных амплитуд синусоидального тока в цепи конденсатора.

Существуют характеристики, такие как тангенс угла потерь, температурный коэффициент ёмкости, сопротивление утечки, диэлектрическая абсорбция и др., которые интересны только узким специалистам, а их параметры можно узнать из специальных справочников.

Классификация

Основные параметры конденсаторных изделий определяются типом диэлектрика. От материала зависит стабильность ёмкости, тангенс диэлектрических потерь, пьезоэффект и другие. Исходя из этого, классификацию моделей целесообразно осуществлять именно по виду диэлектрика.

По данному признаку различают следующие типы изделий:

В твёрдотельных моделях срок службы больший, чем у жидко-электролитических и составляет около 50 000 часов. У них меньшее внутренне сопротивление, то есть ЭПС почти не зависит от температуры, они не взрываются.

Классифицируют изделия и по другому важному параметру – изменению ёмкости. По данному признаку различают:

Все существующие конденсаторы можно условно разделить на общие и специальные. К изделиям общего назначения относятся самые распространённые низковольтные конденсаторы (см. рис. 6). К ним не предъявляют особых требований.

что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть фото что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть картинку что такое номинальное напряжение конденсатора. Картинка про что такое номинальное напряжение конденсатора. Фото что такое номинальное напряжение конденсатора Рис. 6. Конденсаторы общего назначения

Все остальные ёмкостные радиоэлементы принадлежат к классу специального назначения:

Изображённые на фото устройства могут работать в высоковольтных цепях сравнительно низкой частоты.

Маркировка

Для маркировки отечественных изделий применялась буквенная система. Сегодня распространена цифровая маркировка. В буквенной системе применялись символы:

В данной системе маркировки иногда первую букву опускали.

В новой системе маркировки на первом месте может стоять буква К, а после неё идёт буквенно-цифровой код. Для обозначения номинала, вида диэлектрика и номера разработки используют цифры. Пример такой маркировки показан на рисунке 8. Обратите внимание на то, что на корпусе электролитического конденсатора обозначена полярность включения.

Обозначение на схемах

Каждое семейство конденсаторов имеет своё обозначение, позволяющее визуально определить его тип (см. рис. 9).

что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть фото что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть картинку что такое номинальное напряжение конденсатора. Картинка про что такое номинальное напряжение конденсатора. Фото что такое номинальное напряжение конденсатораРис. 9. Обозначение на схемах

Соединение конденсаторов

Существует два способа соединения: параллельное и последовательное. При параллельном соединении общая ёмкость равна сумме ёмкостей отдельных элементов: Собщ. = С1 + С2 + … + Сn.

Для последовательного соединения расчёт ёмкости рассчитывается по формуле: Cобщ. = ( C1* C2 *…* Cm ) / ( C1 + C2+…+Cn )

Чтобы быстро посчитать общую емкость соединенных конденсаторов лучше воспользоваться нашими калькуляторами:

Применение

Конденсаторы применяются почти во всех областях электротехники. Перечислим лишь некоторые из них:

С помощью этого радиоэлектронного элемента можно получать импульсы большой мощности, что используется, например, в фотовспышках, в системах зажигания карбюраторных двигателей.

Источник

Основные параметры конденсаторов

Международной электротехнической комиссией (МЭК) установлено семь предпочтительных рядов для значений номинальной емкости: ЕЗ; Е6; Е12; Е24; Е48; Е96; Е192.

В производстве конденсаторов чаще всего используются ряды ЕЗ, Е6, Е12, Е24, реже Е48, Е96 и Е192.

В условном обозначении номинальная емкость указывается в виде конкретного значения, выраженного в пикойарадах (пФ) или микрофарадах (мкФ).

Фактическое значение емкости может отличаться от номинального на величину допускаемого отклонения в процентах. Допускаемые отклонения кодируются соответствующими буквами.

Таблица 2. Допускаемые отклонения емкости от номинального значения

Допускаемое отклонение емкости, %

Допускаемое отклонение емкости, %

Допускаемое отклонение емкости, % •

Примечание. В скобках указано старое обозначение.

Для конденсаторов с номинальным напряжением до 10 кВ номинальные напряжения устанавливаются из ряда (ГОСТ 9665-77): 1; 1,6; 2,5; 3,2; 4; 6,3; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 350; 400; 450; 500; 630; 800; 1000; 1600, 2000; 2500; 3000; 4000; 5000; 6300; 8000; 10 000 В.

Температурный коэффициент емкости (ТКЕ). Этот параметр применяется для характеристики конденсаторов с линейной зависимостью емкости от температуры. Он определяет относительное изменение емкости (в миллионных долях) от температуры при изменении ее на 1 ºС. Значения ТКЕ керамических конденсаторов и их кодированные обозначения приведены в таблице 3.

Таблица 3. Значения ТКЕ керамических конденсаторов и их условные обозначения

Обозначение группы ТКЕ

Цветовой код

Новое обозначение 1

Старое обозначение

Цвет покрытия конденсаторов

Маркировочная точка

Обозначенне группы ТКЕ

Цветовой код

Новое обозначение 1

Старое обозначенне

Цвет покрытия конденсаторов

Маркировочная точка

1 Когда для обозначения группы ТКЕ требуются два цвета, второй цвет может быть представлен цветом корпуса.

Для сегнетокерамических конденсаторов с нелинейным и ненормируемым отклонением емкости от температуры кодированные обозначения допускаемых отклонений приведены в таблице 4.

Таблица 4. Изменение емкости керамических конденсаторов с ненормируемым ТКЕ

Условное зоозначе­ние группы ТКЕ

Новое обозначение 1

Старое обозначение

Цвет покрытия конденсаторов

Цвет маркировочного знака

1 Когда тля обозначения группы ТКЕ требуются два цвета, второй цвет может быть представлен ветом корпуса.

Величина, обратная тангенсу угла потерь, называется добротностью конденсатора

Сопротивление изоляции и ток утечки. Эти параметры характеризуют качество диэлектрика и используются при оасчетах высокоомных, времязадаюг;их и слаботочных цепей. Наиболее высокое сопротивление изоляции у фторопластовых, полистирольных и полипропиленовых конденсаторов, несколько ниже у высокочастотных керамических, поликарбонатных и лаьсановых конденсаторов. Самое низкое сопротивление изоляции у сегнетокерамических конденсаторов.

Для оксидных конденсаторов нормируют ток утечки, значения которого пропорциональны емкости и напряжению. Наименьший ток утечки имеют танталовые конденсаторы (от единиц до десятков микроампер). У алюминиевых конденсаторов ток утечки, как правило, на один-два порядка выше.

Кодированные обозначения емкости и цветовые коды конденсаторов В зависимости от размеров конденсаторов применяются полные или сокращенные (кодированные) обозначения номинальных емкостей и их допускаемых отклонений Незащищенные конденсаторы не маркируются, а их характеристики указываются на упаковке.

Для маркировки малогабаритных конденсаторов используют кодированные (сокращенные) обозначения.

Кодированное обозначение состоит из цифр, обозначающих номинальное значение емкости, и буквы, обозначающей единицу измерения емкости и указывающей положение запятой десятичной дроби.

Допускаемые отклонения емкости (в процентах или пикофарадах) маркируются после номинального значения цифрами или кодом.

Цветшая кодировка применяется для маркировки номинальной емкости, допускаемого отклонения емкости, номинального напряжения до 63 В. Маркировку наносят в виде цветных точек или полосок в соответствии с таблицей 5.

Таблица 5. Цветовые коды для маркировки конденсаторов

Цветовой код

Номинальная емкость, пФ

Допускаемое от­клонение емкости

Источник

Что такое конденсатор и как он работает

что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть фото что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть картинку что такое номинальное напряжение конденсатора. Картинка про что такое номинальное напряжение конденсатора. Фото что такое номинальное напряжение конденсатора

Что такое конденсатор и как он работает.

Конденсатор — это пассивный электронный компонент с постоянным или переменным значением ёмкости, служащий для накопления заряда электрического тока и передачи его другим элементам в электроцепи. В отличие от аккумулятора, который, фактически также служит для накопления и дальнейшего использования энергии, конденсатор имеет малую ёмкость, обеспечивает значительно большее количество циклов заряда и разряда без выработки своего ресурса, а также способен очень быстро отдавать накопленный заряд.

Для начала разберёмся со всеми пунктами определения. Сам термин происходит от латинского condensare — “уплотнять, сгущать, накапливать”, то есть описывает как раз процесс накопления электрического заряда. В англоязычных странах конденсатор называется capacitor, буквально “ёмкостник”, то есть акцент делается не на самом факте накопления, а на ёмкости устройства.

Чем больше ёмкость конденсатора, тем больше энергии он может накопить и затем передать в цепь. Пассивность же выражается в том, что этот компонент, в отличие, например, от транзистора, не может самостоятельно генерировать или усиливать заряд.

У постоянных конденсаторов значение ёмкости изменить нельзя, но существуют и конденсаторы с изменяемой ёмкостью: переменные и подстроечные. Переменные позволяют управлять ёмкостью в процессе функционирования устройства — либо механически (изменением положения регулировочной рукояти), либо температурой. Такие конденсаторы применяются, например, в радиоприёмниках, в антенных устройствах.

Подстроечные конденсаторы не предполагают регулярного изменения ёмкости. Как видно из названия, она меняется только при подстройке цепей или аппаратуры, разовой или периодической. Подстроечные конденсаторы устроены проще, чем переменные, и предполагают лишь незначительный диапазон поправок ёмкости.

Строение

Простейший конденсатор состоит из двух металлических пластин (так называемых обкладок), разделённых диэлектриком. В качестве такого изолятора могут использоваться различные материалы — жидкие, твёрдые, газообразные. От типа диэлектрика зависит очень многое — фактически, все основные свойства конденсатора: сопротивление изоляции (то есть прохождению тока; утечки тока ведут к постепенной саморазрядке конденсатора), стабильность ёмкости, размеры, стоимость, условия работы и т.д.

Когда устройство подключается к источнику тока, на обкладках конденсатора накапливается и сохраняется заряд разной полярности (положительный на одной обкладке, отрицательный — на другой). При последующем подключении конденсатора к контуру без источника питания (или если напряжение в источнике ниже, чем напряжение в конденсаторе) происходит частичное или полное высвобождение накопленной энергии.

Чем больше площадь пластин и чем ближе друг к другу они расположены, тем больше ёмкость конденсатора. Причём обкладки совершенно не обязательно должны быть плоскими и прямоугольными (и чаще всего такими и не бывают) — они могут быть, например, цилиндрическими или сферическими.

Так, прототип современных конденсаторов, знаменитая “лейденская банка”, как раз представлял собой банку — то есть цилиндр, обклеенный внутри и снаружи листовым оловом. В металлобумажных конденсаторах обкладки из металлической фольги прокладываются бумагой, затем плотно сворачиваются в рулон, который помещается в корпус.

Ёмкость

Но какова бы ни была геометрия, зависимость не меняется — чем больше площадь обкладок и чем тоньше диэлектрический слой, тем больше ёмкость, и наоборот. Однако даже если обкладки совсем малы, а расстояние между ними достаточно велико, определённая ёмкость сохраняется. Так, например, конденсаторы небольшой ёмкости делают прямо на печатной плате, располагая две дорожки печатного монтажа напротив друг друга.

Впрочем, ёмкость (а также её стабильность, то есть способность не разряжаться) зависит и от диэлектрика. Любой материал, даже вакуум, в той или иной степени проводит электрический ток, что приводит к постепенной утечке заряда — саморазряду. Так что приходится соблюдать баланс — между ёмкостью и саморазрядкой, а также ценой, размером и другими факторами. Поэтому и существует множество типов и видов конденсаторов — используются разные диэлектрики и разные обкладки для разных, конкретных условий работы.

А что будет, если использовать конденсатор большей или меньшей ёмкости, чем требуется в данном случае? В большинстве случаев небольшое превышение ёмкости будет только на пользу. А вот использовать меньшую ёмкость не рекомендуется (как и, впрочем, сильно её превышать) — это может ухудшить работу всего устройства, да и сами конденсаторы долго не протянут.

Основные параметры конденсаторов

Номинальная ёмкость. Именно эта цифра, показывающая способность конденсатора накапливать заряд, чаще всего указывается на его корпусе. Единица измерения — фарад, но лишь некоторые конденсаторы (ионисторы) имеют ёмкость в целых фарадах; ёмкость обычных конденсаторов исчисляется в пико-, нано- и микрофарадах.

Реальная ёмкость. Реальная ёмкость варьирует в зависимости от многих факторов и, соответственно, может довольно значительно отличаться от номинальной. Допустимое отклонение от номинала называется допуском; в зависимости от типа и сферы применения, допуск конденсатора может составлять от менее 1% до 90% (и даже выше).

Номинальное напряжение. Эта цифра также часто указывается на корпусе и показывает значения напряжения, при котором конденсатор будет работать с сохранением своих параметров, не выходя из строя в течение своего срока службы. Эксплуатационное напряжение не должно превышать номинальное, иначе произойдёт пробой — диэлектрик потеряет свои изолирующие свойства и начнёт проводить ток, то есть конденсатор перестанет выполнять свои функции.

Полярность. Большинство конденсаторов можно подключать к схеме, не беспокоясь о полярности. Но электролитические конденсаторы функционируют только при корректной полярности напряжения — в противном случае есть риск разрушения диэлектрика и взрыва корпуса (вследствие закипания электролита).

Применение

Конденсаторы востребованы во всех областях электротехники. Они могут служить в составе фильтров, подавляющих высоко- и низкочастотные помехи. Могут использоваться в импульсных схемах, где требуется их способность относительно медленно накапливать большой электрический заряд и быстро его отдавать — например, в фотовспышках. Применяются они и для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, и для хранения данных в оперативной памяти компьютера.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Номинальное напряжение конденсатора определяют с учетом постоянной и переменной составляющих напряжения в месте установки конденсатора. Сумма постоянной и амплитуды переменной составляющих не должна превышать номинального напряжения, а для электролитических конденсаторов амплитуда переменной составляющей не должна превышать величины постоянной составляющей. [2]

Номинальное напряжение конденсатора должно быть равно или несколько больше расчетного значения. [4]

Номинальное напряжение конденсатора ( / определяется электрической прочностью, толщиной диэлектрика и некоторыми другими факторами. [5]

Номинальное напряжение конденсаторов следует выбирать таким, чтобы иметь минимальное количество последовательных групп и максимальное количество параллельных конденсаторов в группе. Такая схема обеспечивает минимальное повышение напряжения на конденсаторах после выхода из работы одного или нескольких из них в какой-нибудь из последовательных групп. [9]

Номинальное напряжение конденсатора определяют с учетом постоянной и переменной составляющих напряжения в месте установки конденсатора. Сумма постоянной и амплитуды переменной составляющих не должна превышать номинального напряжения, а для электролитических конденсаторов амплитуда переменной составляющей не должна превышать величины постоянной составляющей. [12]

Номинальное напряжение конденсатора UH определяется электрической прочностью, толщиной диэлектрика и некоторыми другими факторами. [14]

Номинальное напряжение конденсатора Сф в схемах а рис. 1, 2 и 4 должно быть таким же, как и конденсатора Со, а в схеме на рис. 3 оно должно быть в 1 2 раза больше Ua. [15]

Источник

Практические аспекты применения конденсаторов

Конденсаторы, как и все электрические компоненты, имеют ограничения, которые необходимо учитывать для надежности и правильной работы схемы.

Рабочее напряжение конденсатора

Рабочее напряжение: поскольку конденсаторы представляют собой не более чем два проводника, разделенных изолятором (диэлектриком), вы должны обратить внимание на максимально допустимое на нем напряжение. Если приложено слишком высокое напряжение, номинальное значение «пробоя» диэлектрического материала может быть превышено, что приведет к внутреннему короткому замыканию конденсатора.

Полярность конденсатора

Полярность: некоторые конденсаторы изготавливаются таким образом, что они могут выдерживать приложенное напряжение только одной полярности, но не другой. Это связано с их конструкцией: диэлектрик представляет собой микроскопически тонкий слой изоляции, нанесенный во время изготовления на одну из пластин с помощью постоянного напряжения. Они называются электролитическими конденсаторами, и их полярность четко обозначена.

что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть фото что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть картинку что такое номинальное напряжение конденсатора. Картинка про что такое номинальное напряжение конденсатора. Фото что такое номинальное напряжение конденсатора Рисунок 1 – Полярность конденсатора

Изменение полярности напряжения на электролитическом конденсаторе может привести к разрушению этого сверхтонкого диэлектрического слоя, что приведет к разрушению устройства. Однако толщина этого диэлектрика позволяет получать чрезвычайно высокие значения емкости при относительно небольшом размере корпуса. По той же причине электролитические конденсаторы имеют тенденцию иметь низкое номинальное напряжение по сравнению с другими типами конструкций конденсаторов.

Эквивалентная схема конденсатора

Эквивалентная схема: поскольку пластины в конденсаторе имеют некоторое сопротивление, и поскольку ни один диэлектрик не является идеальным изолятором, не существует такой вещи, как «идеальный» конденсатор. В реальной жизни конденсатор имеет как последовательное сопротивление, так и параллельное сопротивление (сопротивление утечки), взаимодействующие с его чисто емкостными характеристиками:

что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть фото что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть картинку что такое номинальное напряжение конденсатора. Картинка про что такое номинальное напряжение конденсатора. Фото что такое номинальное напряжение конденсатора Рисунок 2 – Эквивалентная схема конденсатора

К счастью, относительно легко изготовить конденсаторы с очень маленьким последовательным сопротивлением и очень высоким сопротивлением утечки!

Физические размеры конденсатора

Для большинства применений в электронике минимальный размер является целью для разработки компонентов. Чем меньшие по размеру компоненты можно изготовить, тем большая схема может быть встроена в меньший корпус, при этом, как правило, также уменьшается вес. В случае конденсаторов существуют два основных ограничивающих фактора для минимального размера устройства: рабочее напряжение и емкость. И эти два фактора, как правило, противоречат друг другу. Для любого конкретного выбранного диэлектрического материала единственный способ увеличить номинальное напряжение конденсатора – это увеличить толщину диэлектрика. Однако, как мы видели, это приводит к уменьшению емкости. Емкость можно восстановить, увеличив площадь пластины, но это делает компонент больше. Вот почему вы не можете судить о емкости конденсатора в фарадах просто по размеру. Конденсатор любого заданного размера может быть относительно высоким по емкости и с низким рабочим напряжением, или наоборот, или иметь некоторый компромисс между двумя этими крайностями. Посмотрим для примера следующие две фотографии:

что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть фото что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть картинку что такое номинальное напряжение конденсатора. Картинка про что такое номинальное напряжение конденсатора. Фото что такое номинальное напряжение конденсатора Рисунок 3 – Масляный конденсатор высокого напряжения

Это довольно большой конденсатор по физическим размерам, но он имеет довольно низкое значение емкости: всего 2 мкФ. Тем не менее, его рабочее напряжение довольно высокое: 2000 вольт! Если бы этот конденсатор был перепроектирован так, чтобы между его пластинами был более тонкий слой диэлектрика, то могло бы быть достигнуто, по крайней мере, стократное увеличение емкости, но за счет значительного снижения его рабочего напряжения. Сравните приведенную выше фотографию с приведенной ниже. Конденсатор, показанный на нижнем рисунке, представляет собой электролитический компонент, по размерам подобный приведенному выше, но с очень отличающимися значениями емкости и рабочего напряжения:

что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть фото что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть картинку что такое номинальное напряжение конденсатора. Картинка про что такое номинальное напряжение конденсатора. Фото что такое номинальное напряжение конденсатора Рисунок 4 – Электролитический конденсатор

Более тонкий слой диэлектрика дает ему гораздо большую емкость (20000 мкФ) и резко снижает рабочее напряжение (постоянное напряжение 35 В, напряжение 45 В в пике).

Вот некоторые образцы конденсаторов разных типов, все по размеру меньше, чем показанные ранее:

что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть фото что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть картинку что такое номинальное напряжение конденсатора. Картинка про что такое номинальное напряжение конденсатора. Фото что такое номинальное напряжение конденсатора Рисунок 5 – Керамические конденсаторы что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть фото что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть картинку что такое номинальное напряжение конденсатора. Картинка про что такое номинальное напряжение конденсатора. Фото что такое номинальное напряжение конденсатора Рисунок 6 – Пленочные конденсаторы что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть фото что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть картинку что такое номинальное напряжение конденсатора. Картинка про что такое номинальное напряжение конденсатора. Фото что такое номинальное напряжение конденсатора Рисунок 7 – Электролитические конденсаторы что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть фото что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть картинку что такое номинальное напряжение конденсатора. Картинка про что такое номинальное напряжение конденсатора. Фото что такое номинальное напряжение конденсатора Рисунок 8 – Танталовые конденсаторы

Электролитические и танталовые конденсаторы являются полярными (чувствительны к полярности) и всегда помечаются как таковые. У электролитических конденсаторов отрицательные (-) выводы отмечаются стрелками на корпусе. У некоторых полярных конденсаторов полярность обозначена на положительном выводе. У большого электролитического конденсатора на 20 000 мкФ, показанного выше, положительный (+) вывод помечен знаком «плюс». Керамические, майларовые, пленочные и воздушные конденсаторы не имеют маркировки полярности, потому что эти типы являются неполярными (они не чувствительны к полярности).

Конденсаторы являются очень распространенными компонентами в электронных схемах. Внимательно посмотрите на следующую фотографию – каждый компонент, обозначенный на печатной плате буквой «С», является конденсатором:

что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть фото что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть картинку что такое номинальное напряжение конденсатора. Картинка про что такое номинальное напряжение конденсатора. Фото что такое номинальное напряжение конденсатора Рисунок 9 – Конденсаторы на сетевой карте

Некоторые конденсаторы на плате – это стандартные электролитические конденсаторы: C30 (верхняя часть платы, в центре) и C36 (левая сторона, 1/3 от вершины). Некоторые другие представляют собой особый вид электролитических конденсаторов, называемый танталовым, потому что именно этот тип металла используется для изготовления пластин. Танталовые конденсаторы имеют относительно высокую емкость для своих физических размеров. На плате, показанной выше, танталовые конденсаторы: C14 (чуть ниже слева от C30), C19 (непосредственно под R10, который ниже C30), C24 (нижний левый угол платы) и C22 (внизу справа).

Примеры еще меньших по размеру конденсаторов можно увидеть на этой фотографии:

что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть фото что такое номинальное напряжение конденсатора. Смотреть картинку что такое номинальное напряжение конденсатора. Картинка про что такое номинальное напряжение конденсатора. Фото что такое номинальное напряжение конденсатора Рисунок 10 – Конденсаторы на жестком диске

Конденсаторы на этой печатной плате из соображений экономии места являются «устройствами поверхностного монтажа», как и все резисторы. В соответствии с соглашением о маркировке компонентов конденсаторы могут быть идентифицированы по меткам, начинающимся с буквы «C».

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *