Kondenzátorok, kondenzátor tulajdonságai, kondenzátorok jelölése diagramokon, alapvető paraméterek. Poláris és nem poláris kondenzátorok - mi a különbség a kondenzátor között?
egy elektromos (elektronikus) alkatrész, amely két dielektromos réteggel elválasztott vezetőből (lemezből) áll. Sokféle kondenzátor létezik. Főleg a lemezek anyaga és a közöttük használt dielektrikum típusa szerint vannak felosztva.
A kondenzátorok típusai
Papír és fém-papír kondenzátorok
A papírkondenzátorban a fólialemezeket elválasztó dielektrikum speciális kondenzátorpapír. Az elektronikában a papírkondenzátorok alacsony és nagyfrekvenciás áramkörökben egyaránt használhatók.
Jó minőségű elektromos szigeteléssel és megnövelt fajlagos kapacitással rendelkeznek a fólia helyett (mint a papírkondenzátoroknál) a fém vákuumleválasztásával a papír dielektrikumra.
A papírkondenzátor nem rendelkezik nagy mechanikai szilárdsággal, ezért a tölteléke egy fém tokba kerül, amely kialakításának mechanikai alapja.
Elektrolit kondenzátorok
Az elektrolit kondenzátorokban a papírkondenzátorokkal ellentétben a dielektrikum egy vékony fém-oxid réteg, amely ugyanannak a fémnek a pozitív burkolatán elektrokémiai úton képződik.
A második burkolat folyékony vagy száraz elektrolit. Az elektrolitkondenzátorban a fémelektródát létrehozó anyag különösen alumínium és tantál lehet. Hagyományosan a szakzsargonban az „elektrolit” folyékony elektrolittal ellátott alumínium kondenzátorokat jelent.
Valójában azonban az elektrolitkondenzátorok közé tartoznak a szilárd elektrolittal rendelkező tantál kondenzátorok is (folyékony elektrolittal kevésbé gyakoriak). Szinte minden elektrolit kondenzátor polarizált, ezért csak DC feszültségű áramkörökben működhetnek a polaritás megtartása mellett.
Polaritásváltás esetén a kondenzátor belsejében visszafordíthatatlan kémiai reakció léphet fel, amely a kondenzátor tönkremeneteléhez, a benne felszabaduló gáz miatt akár felrobbanáshoz is vezethet.
Az elektrolitkondenzátorok közé tartoznak az úgynevezett szuperkondenzátorok (ionisztorok) is, amelyek elektromos kapacitása esetenként több ezer Faradot is elér.
Alumínium elektrolit kondenzátorok
Pozitív elektródaként alumíniumot használnak. A dielektrikum egy vékony alumínium-trioxid réteg (Al 2 O 3),
Tulajdonságok:
- csak alacsony frekvencián működik megfelelően;
- nagy kapacitással rendelkeznek.
A nagy kapacitás-méretarány jellemzi: Az elektrolitkondenzátorok jellemzően nagy méretűek, de egy másik típusú, azonos kapacitású és áttörési feszültségű kondenzátor sokkal nagyobb méretű lenne.
Nagy szivárgási áram jellemzi őket, és közepesen alacsony az ellenállásuk és az induktivitásuk.
Tantál elektrolit kondenzátorok
Ez egy olyan típusú elektrolitkondenzátor, amelyben a fémelektróda tantálból, a dielektromos réteg pedig tantál-pentoxidból (Ta 2 O 5) van kialakítva.
Tulajdonságok:
- nagy ellenállás a külső hatásokkal szemben;
- kompakt méret: kicsiknél (több száz mikrofaradtól) a méret hasonló vagy kisebb, mint az azonos maximális áttörési feszültségű alumínium kondenzátoroké;
- alacsonyabb szivárgási áram az alumínium kondenzátorokhoz képest.
Polimer kondenzátorok
A hagyományos elektrolitkondenzátoroktól eltérően a modern szilárdtest-kondenzátorok lemezes elválasztóként használt oxidfilm helyett polimer dielektrikummal rendelkeznek. Az ilyen típusú kondenzátorok nincsenek kitéve a duzzadásnak és a töltésszivárgásnak.
A polimer fizikai tulajdonságai hozzájárulnak ahhoz, hogy az ilyen kondenzátorokat nagy impulzusáram, alacsony egyenértékű ellenállás és stabil hőmérsékleti együttható jellemzi még alacsony hőmérsékleten is.
A polimer kondenzátorok számos áramkörben helyettesíthetik az elektrolit- vagy tantálkondenzátorokat, például a kapcsolóüzemű tápegységek szűrőiben vagy a DC-DC konverterekben.
Film kondenzátorok
Az ilyen típusú kondenzátorokban a dielektrikum egy műanyag fólia, például poliészter (KT, MKT, MFT), polipropilén (KP, MKP, MFP) vagy polikarbonát (KC, MKC).
Az elektródák erre a fóliára helyezhetők (MKT, MKP, MKC), vagy különálló fémfólia formájában, tekercsbe tekerve vagy dielektromos fóliával összepréselhetők (KT, KP, KC). A kondenzátorfólia modern anyaga a polifenilén-szulfid (PPS).
A filmkondenzátorok általános tulajdonságai (minden típusú dielektrikumhoz):
- megfelelően működik nagy áramerősséggel;
- nagy szakítószilárdsággal rendelkeznek;
- viszonylag kis kapacitással rendelkeznek;
- minimális szivárgási áram;
- rezonáns áramkörökben és RC-snubberekben használják.
Az egyes filmtípusok különböznek:
- hőmérsékleti tulajdonságok (beleértve a kapacitás hőmérsékleti együtthatójának előjelét, amely polipropilén és polisztirol esetében negatív, poliészter és polikarbonát esetében pozitív)
- maximális üzemi hőmérséklet (125 °C-tól poliészter és polikarbonát, 100 °C-ig polipropilén és 70 °C polisztirol esetén)
- az elektromos meghibásodásokkal szembeni ellenállás, és ezáltal az a maximális feszültség, amely egy bizonyos filmvastagságra leállás nélkül alkalmazható.
Kerámia kondenzátorok
Az ilyen típusú kondenzátorok egyetlen lemez vagy egy speciális kerámiaanyagból készült lemezköteg formájában készülnek. Fémelektródákat permeteznek a lemezekre, és csatlakoztatják a kondenzátor kapcsaihoz. A felhasznált kerámia anyagok nagyon eltérő tulajdonságúak lehetnek.
A sokféleség elsősorban a relatív elektromos permeabilitási értékek széles skáláját tartalmazza (akár több tízezerig), és ez az érték csak a kerámia anyagokban található meg.
Az ilyen magas permeabilitási érték lehetővé teszi kis méretű kerámia kondenzátorok (többrétegű) előállítását, amelyek kapacitása versenyezhet az elektrolit kondenzátorok kapacitásával, ugyanakkor bármilyen polarizációval működik, és kisebb szivárgás jellemzi.
A kerámia anyagokat a paraméterek komplex és nemlineáris függése jellemzi a hőmérséklettől, frekvenciától és feszültségtől. A ház kis mérete miatt az ilyen típusú kondenzátorok különleges kialakításúak.
Levegő dielektromos kondenzátorok
Itt a dielektrikum a levegő. Az ilyen kondenzátorok jól működnek magas frekvenciákon, és gyakran változtatható kondenzátornak (hangoláshoz) tervezték.
Az elektromos kondenzátorok az elektromos áram tárolására szolgálnak.
| A legegyszerűbb kondenzátor két fémlemezből áll - lemezekből és a köztük lévő dielektrikumból. | Ha áramforrást csatlakoztat a kondenzátorhoz, akkor ellentétes töltések jelennek meg a lemezeken, és elektromos mező jelenik meg, amely vonzza őket egymás felé. | ||
| Ezek a töltések az áramforrás kikapcsolása után is megmaradnak, az energia a lemezek közötti elektromos térben tárolódik. | Kondenzátor paraméter | Kondenzátor típusa | |
| Kerámiai | Elektrolitikus | Fémezett fólia alapú | |
| 2,2 pF és 10 nF között | 100 nF és 68000 µF között | 1 µF és 16 µF között | |
| 50 - 250 | 6,3 - 400 | 250 - 600 | |
| Kondenzátor stabilitása | Elegendő | Rossz | Elegendő |
| -85 és +85 között | -40 és +85 között | -25 és +85 között | |
A kerámia kondenzátorokban a dielektrikum kiváló minőségű kerámia: ultraporcelán, tikond, ultraszteatit stb. A bélés a felületre felvitt ezüstréteg. A kerámia kondenzátorokat nagyfrekvenciás erősítők leválasztó áramköreiben használják.
Az elektrolit poláris kondenzátorokban a dielektrikum egy fémfóliára lerakott oxidréteg. A másik bélés elektrolittal impregnált papírszalagból van kialakítva.
A szilárd oxid kondenzátorokban a folyékony dielektrikumot speciális vezetőképes polimerrel helyettesítik.
Ez lehetővé teszi az élettartam (és a megbízhatóság) növelését. A szilárd oxid kondenzátorok hátránya a magasabb ár és feszültségkorlátozás (35 V-ig).
Az oxid-elektrolitikus és szilárdtest-kondenzátorokat nagy kapacitás jellemzi, viszonylag kis méretűek. Ezt a tulajdonságot az a tény határozza meg, hogy az oxid-dielektrikum vastagsága nagyon kicsi.
Az oxidkondenzátorok áramkörbe történő csatlakoztatásakor ügyelni kell a polaritásra. Polaritássértés esetén az elektrolit kondenzátorok felrobbannak, a szilárdtest-kondenzátorok egyszerűen meghibásodnak. A robbanás lehetőségének teljes elkerülése érdekében (elektrolitkondenzátorok esetén) egyes modellek biztonsági szelepekkel vannak felszerelve (a szilárdtest-kondenzátorok esetében nem elérhető).
Az oxid (elektrolit és szilárdtest) kondenzátorok felhasználási területe hangfrekvenciás erősítők elválasztó áramkörei, egyenáramú tápegységek simító szűrői.
Fémezett fólia alapú kondenzátorokat használnak a nagyfeszültségű tápegységekben.
| A legegyszerűbb kondenzátor két fémlemezből áll - lemezekből és a köztük lévő dielektrikumból. | Ha áramforrást csatlakoztat a kondenzátorhoz, akkor ellentétes töltések jelennek meg a lemezeken, és elektromos mező jelenik meg, amely vonzza őket egymás felé. | ||
| 2. táblázat. | A csillámkondenzátorok és a poliészter és polipropilén alapú kondenzátorok jellemzői. | Csillámpala | |
| Poliészter alapú | Kerámiai | Polipropilén alapú | Kondenzátor kapacitás tartomány |
| 10 nF és 2,2 µF között | 1 nF és 470 nF között | Pontosság (a kondenzátor kapacitás értékeinek lehetséges terjedése), % | Pontosság (a kondenzátor kapacitás értékeinek lehetséges terjedése), % |
| ± 1 | 350 | 250 | 1000 |
| Kondenzátor stabilitása | ± 20 | A kondenzátorok üzemi feszültsége, V | A kondenzátorok üzemi feszültsége, V |
| Kiváló | -40 és +85 között | jó | A környezeti hőmérséklet változási tartománya, o C |
A csillámkondenzátorok úgy készülnek, hogy csillámlemezeket helyeznek a fólialemezek közé, vagy fordítva - csillámlemezeket fémeznek.
A csillámkondenzátorokat hangvisszaadó eszközökben, nagyfrekvenciás zajszűrőkben és generátorokban használják.
A poliészter alapú kondenzátorok általános célú kondenzátorok, míg a polipropilén alapú kondenzátorok nagyfeszültségű egyenáramú áramkörökben használatosak.
|
3. táblázat. |
Polikarbonát, polisztirol és tantál alapú csillámkondenzátorok jellemzői. |
||
|
Kondenzátor paraméter |
Kondenzátor típusa |
Polikarbonát alapú |
|
| Poliészter alapú | Polisztirol alapú | Tantál alapú | 10 nF és 10 µF között |
| 10 nF és 2,2 µF között | Pontosság (a kondenzátor kapacitás értékeinek lehetséges terjedése), % | 10 pF és 10 nF között | Pontosság (a kondenzátor kapacitás értékeinek lehetséges terjedése), % |
| ± 1 | 63 - 630 | 160 | 6,3 - 35 |
| Kondenzátor stabilitása | ± 20 | A kondenzátorok üzemi feszültsége, V | Elegendő |
| Kiváló | A környezeti hőmérséklet változási tartománya, o C | 100 nF és 100 µF között | ± 2,5 |
-40 és +70 között
-55 és +85 között 
| A polikarbonát alapú kondenzátorokat szűrőkben, generátorokban és időzítő áramkörökben használják. A polisztirol és tantál alapú kondenzátorokat időzítő és elválasztó áramkörökben is használják. Ezeket általános célú kondenzátoroknak tekintik. | Az általános célú fém-papír kondenzátorokban a lemezeket speciális összetétellel impregnált és vékony lakkréteggel bevont papírra permetezve készítik. | Kód | Kapacitás (pF) |
| 109 | Kapacitás (nF) | Kapacitás (uF) | 1,0 (pF) |
| 159 | 0,001 (nF) | 0,000001 (uF) | 1,5 (pF) |
| 229 | 0,0015 (nF) | 0,0000015 (uF) | 2,2 (pF) |
| 339 | 0,0022 (nF) | 0,0000022 (uF) | 3,3 (pF) |
| 479 | 0,0033 (nF) | 0,0000033 (uF) | 4,7 (pF) |
| 689 | 0,0047 (nF) | 0,0000047 (uF) | 6,8 (pF) |
| 100 | 0,0068 (nF) | 0,0000068 (uF) | 10 (pF) |
| 150 | 0,01 (nF) | 0,00001 (uF) | 15 (pF) |
| 220 | 0,015 (nF) | 0,000015 (uF) | 22 (pF) |
| 330 | 0,022 (nF) | 0,000022 (uF) | 33 (pF) |
| 470 | 0,033 (nF) | 0,000033 (uF) | 47 (pF) |
| 680 | 0,047 (nF) | 0,000047 (uF) | 68 (pF) |
| 101 | 0,068 (nF) | 0,000068 (uF) | 100 (pF) |
| 151 | 0,1 (nF) | 0,0001 (uF) | 150 (pF) |
| 221 | 0,15 (nF) | 0,00015 (uF) | 220 (pF) |
| 331 | 0,22 (nF) | 0,00022 (uF) | 330 (pF) |
| 471 | 0,33 (nF) | 0,00033 (uF) | 470 (pF) |
| 681 | 0,47 (nF) | 0,00047 (uF) | 680 (pF) |
| 102 | 0,68 (nF) | 0,00068 (uF) | 1000 (pF) |
| 152 | 1 (nF) | 0,001 (uF) | 1500 (pF) |
| 222 | 1,5 (nF) | 0,0015 (uF) | 2200 (pF) |
| 332 | 2,2 (nF) | 0,0022 (uF) | 3300 (pF) |
| 472 | 3,3 (nF) | 0,0033 (uF) | 4700 (pF) |
| 682 | 4,7 (nF) | 0,0047 (uF) | 6800 (pF) |
| 103 | 6,8 (nF) | 0,0068 (uF) | 10000 (pF) |
| 153 | 10 (nF) | 0,01 (uF) | 15000 (pF) |
| 223 | 15 (nF) | 0,015 (uF) | 22000 (pF) |
| 333 | 22 (nF) | 0,022 (uF) | 33000 (pF) |
| 473 | 33 (nF) | 0,033 (uF) | 47000 (pF) |
| 683 | 47 (nF) | 0,047 (uF) | 68000 (pF) |
| 104 | 68 (nF) | 0,068 (uF) | 100 000 (pF) |
| 154 | 100 (nF) | 0,1 (uF) | 150 000 (pF) |
| 224 | 150 (nF) | 0,15 (uF) | 220 000 (pF) |
| 334 | 220 (nF) | 0,22 (uF) | 330 000 (pF) |
| 474 | 330 (nF) | 0,33 (uF) | 470 000 (pF) |
| 684 | 470 (nF) | 0,47 (uF) | 680 000 (pF) |
| 105 | 680 (nF) | 0,68 (uF) | 1000000 (pF) |
1000 (nF)
1,0 (uF)
A szovjet kondenzátorok „p”-t használtak a latin „r” helyett. 
A névleges teherbírás megengedett eltérése betűvel van jelölve, gyakran a betű követi a kapacitást meghatározó kódot (ugyanaz a sor).
A hőmérséklettől lineárisan függő kondenzátorok.
| TKE(ppm/²C) | Betűkód |
| 100(+130....-49) | A |
| 33 | N |
| 0(+30....-47) | C |
| -33(+30....-80) | H |
| -75(+30....-80) | L |
| -150(+30....-105) | P |
| -220(+30....-120) | R |
| -330(+60....-180) | S |
| -470(+60....-210) | T |
| -750(+120....-330) | U |
| -500(-250....-670) | V |
| -2200 | K |
Ezután következik a volt feszültség, leggyakrabban szabályos szám formájában.
Például a képen látható kondenzátor két vonallal van jelölve. Az első (104J) azt jelenti, hogy a kapacitása 0,1 μF (104), a kapacitás megengedett eltérése nem haladja meg a ± 5%-ot (J). A második (100 V) a feszültség voltban.
| Feszültség (V) | Betűkód |
| 1 | én |
| 1,6 | R |
| 3,2 | A |
| 4 | C |
| 6,3 | B |
| 10 | D |
| 16 | E |
| 20 | F |
| 25 | G |
| 32 | H |
| 40 | C |
| 50 | J |
| 63 | K |
| 80 | L |
| 100 | N |
| 125 | P |
| 160 | K |
| 200 | Z |
| 250 | W |
| 315 | X |
| 400 | Y |
| 450 | U |
| 500 | V |
SMD kondenzátorok jelölése.
Az SMD kondenzátorok mérete kicsi, ezért jelölésük nagyon tömören történik. Az üzemi feszültséget gyakran betűvel kódolják (2. és 3. opció az alábbi ábrán) megfelelően (2. opció az ábrán), vagy kétjegyű alfanumerikus kóddal (1. opció az ábrán). Utóbbi használatakor továbbra is találhat kettőt (és nem egy betűt) egy számmal a tokon (3. lehetőség az ábrán).
Az első betű lehet egy gyártó kódja (ami nem mindig érdekes), vagy jelezheti a névleges üzemi feszültséget (több hasznos információ), a második pedig egy picoFarads (mantissza) kódolt érték. A szám egy kitevő (azt jelzi, hogy hány nullát kell hozzáadni a mantisszához).
Például az EA3 azt jelentheti, hogy a kondenzátor névleges feszültsége 16 V(E), a kapacitás pedig 1,0 * 1000 = 1 nanofarad, BF5, a feszültség 6,3 V (V), a kapacitás 1,6 * 100 000 = 0,1 mikrofarad stb.
| Levél | Mantissa. |
| A | 1,0 |
| B | 1,1 |
| C | 1,2 |
| D | 1,3 |
| E | 1,5 |
| F | 1,6 |
| G | 1,8 |
| H | 2,0 |
| J | 2,2 |
| K | 2,4 |
| L | 2,7 |
| M | 3,0 |
| N | 3,3 |
| P | 3,6 |
| K | 3,9 |
| R | 4,3 |
| S | 4,7 |
| T | 5,1 |
| U | 5,6 |
| V | 6,2 |
| W | 6,8 |
| X | 7,5 |
| Y | 8,2 |
| Z | 9,1 |
| a | 2,5 |
| b | 3,5 |
| d | 4,0 |
| e | 4,5 |
| f | 5,0 |
| m | 6,0 |
| n | 7,0 |
| t | 8,0 |
Az oldal bármely anyagának felhasználása engedélyezett, feltéve, hogy van link az oldalra
Egy másik változat szerint (mint tudjuk, a nagyon magas frekvenciájú történelmi tények valószerűségét meglehetősen nehéz bizonyítani) Muschenbroek kifejezetten megpróbálta „feltölteni” az edényben lévő vizet. Abban az időben a tudósok és a kutatók még úgy gondolták, hogy az elektromosság egyfajta folyadék, amely bármely töltött testben vagy tárgyban megtalálható. Tehát a tudós szándékosan leengedte az elektromos gép elektródáját a vízbe, majd az egyik kezével az edényt megfogva, a másikkal pedig véletlenül megérintette az elektródát, ismét erős áramütést érzett. És mivel a kísérletet Leiden városában végezték, ezt az edényt, a kondenzátor prototípusát Leiden jarnak kezdték hívni.
Az eseménynek van egy másik változata is. Körülbelül ugyanabban az időben - 1745-ben a pomerániai székesegyház rektora - német pap Ewald Jugen von Kleist tudományos kísérletet próbált végezni annak érdekében, hogy a szenteltvizet elektromossággal „töltse”, és ezáltal még hasznosabbá tegye. Elektromos gépet is használt, ami akkoriban igen népszerű volt. Igaz, nem magát az elektródát tette bele az edénybe, hanem egy fémszöget használt vezetőként. Véletlenül megérintve egy szöget, az elektromosság teljes erejét is éreztem.
Ebben a formában a kondenzátor a következőkhöz létezett 200 év. A tudósok és kutatók egy kicsit módosítottak rajta - kívül-belül fémmel vonták be az edényt, eltávolították a vizet, és különféle kísérletekhez használták az elektromosság tanulmányozása terén.
Egyébként a „kapacitás” szó, amelyet ma a modern kondenzátorok értékének jelölésére használnak, tisztelgés a múlt előtt. Végül is ez az elem kezdetben egy üvegedény (edény) volt, amelynek bizonyos térfogata vagy kapacitása volt. A Leyden tégelyek egyébként különböző térfogatúak voltak, és minél nagyobbak, annál nagyobb területet fedtek le az elektródák belülről és kívülről. , mint ismeretes, még egy iskolai fizika tanfolyamból is, minél nagyobb a kondenzátor elektródáinak területe, annál nagyobb a kapacitása.
- Fordítás
Ha rendszeresen hoz létre elektromos áramköröket, akkor valószínűleg kondenzátorokat használt. Ez egy szabványos áramköri alkatrész, akárcsak az ellenállás, amit gondolkodás nélkül le kell venni a polcról. Kondenzátorokat használunk a feszültség/áram hullámzás kiegyenlítésére, a terhelések összehangolására, energiaforrásként alacsony fogyasztású eszközökhöz és egyéb alkalmazásokhoz.
De a kondenzátor nem csak egy buborék két vezetékkel és néhány paraméterrel - üzemi feszültséggel és kapacitással. A kondenzátorok előállításához különféle tulajdonságokkal rendelkező technológiák és anyagok hatalmas skálája létezik. És bár a legtöbb esetben szinte minden megfelelő kapacitású kondenzátor alkalmas bármilyen feladatra, ezeknek az eszközöknek a működésének alapos ismerete segíthet kiválasztani nemcsak a megfelelőt, hanem a legmegfelelőbbet is. Ha valaha is problémái voltak a hőmérséklet stabilitásával vagy a további zaj forrásának megtalálásával, akkor értékelni fogja a cikkben található információkat. 
Kezdjük egyszerűen
A legjobb, ha egyszerűen kezdi, és írja le a kondenzátorok működésének alapelveit, mielőtt áttérne a valódi eszközökre. Egy ideális kondenzátor két dielektrikummal elválasztott vezető lemezből áll. A töltés összegyűlik a lemezeken, de nem áramolhat közöttük - a dielektrikum szigetelő tulajdonságokkal rendelkezik. Így halmozódik fel a kondenzátor töltése.A kapacitást faradokban mérik: egy farados kondenzátor egy voltos feszültséget termel, ha egy coulomb töltést tartalmaz. Sok más SI-egységhez hasonlóan ez is kivitelezhetetlen méretű, így ha nem számolja a szuperkondenzátorokat, amelyekről itt most nem beszélünk, valószínűleg mikro-, nano- és pikofaradokat fog kapni. Bármely kondenzátor kapacitása a méreteiből és a dielektromos tulajdonságaiból származtatható - ha érdekel, ennek képlete megtalálható a Wikipédián. Nem kell megjegyeznie, hacsak nem vizsgára készül, de egy hasznos tényt tartalmaz. A kapacitás arányos a használt dielektrikum εr dielektromos állandójával, ami azt eredményezte, hogy a kereskedelemben különféle kondenzátorok kaphatók különböző dielektromos anyagok felhasználásával nagyobb kapacitások elérése vagy a feszültségjellemzők javítása érdekében.
Alumínium elektrolitikus
Az alumínium elektrolitkondenzátorok egyik dielektromos lemezeként egy alumíniumlemezen elhelyezett anódos oxidációs réteget, a másik lemezként pedig egy elektrokémiai cellából származó elektrolitot használnak. Az elektrokémiai cella jelenléte polárissá teszi őket, vagyis az egyenfeszültséget egy irányba kell adni, és az eloxált lemeznek anódnak vagy pozitívnak kell lennie.
A gyakorlatban a lemezeiket alumíniumfólia szendvics formájában készítik, hengerbe csomagolva és alumíniumdobozban helyezik el. Az üzemi feszültség az eloxált réteg mélységétől függ.
Az elektrolitkondenzátorok a legnagyobb kapacitással rendelkeznek a közönségesek között, 0,1-től több ezer mikrofaradig. Az elektrokémiai cella szoros tömítése miatt nagy ekvivalens soros induktivitással (ESI, vagy effektív induktivitással) rendelkeznek, ezért nem használhatók magas frekvencián. Általában teljesítmény simításra és szétkapcsolásra, valamint hangfrekvenciák csatolására használják.
Tantál elektrolitikus
Felületre szerelt tantál kondenzátor
A tantál elektrolit kondenzátorokat nagy felületű szinterezett tantál anódként gyártják, amelyre vastag oxidréteget növesztnek, majd katódként mangán-dioxid elektrolitot helyeznek el. A tantál-oxid nagy felületének és dielektromos tulajdonságainak kombinációja nagy térfogatonkénti kapacitást eredményez. Ennek eredményeként az ilyen kondenzátorok sokkal kisebbek, mint a hasonló kapacitású alumínium kondenzátorok. Az utóbbiakhoz hasonlóan a tantál kondenzátorok is polaritással rendelkeznek, így az egyenáramnak pontosan egy irányban kell folynia.
Rendelkezésre álló kapacitásuk 0,1 és több száz mikrofarad között változik. Sokkal alacsonyabb szivárgási ellenállással és egyenértékű soros ellenállással (ESR) rendelkeznek, így tesztelésben, műszerezésben és csúcskategóriás audioalkalmazásokban használhatók, ahol ezek a tulajdonságok hasznosak.
A tantál kondenzátorok esetében különösen figyelni kell a meghibásodási állapotot, előfordul, hogy kigyulladnak. Az amorf tantál-oxid jó dielektrikum, kristályos formában jó vezetővé válik. A tantál kondenzátor helytelen használata - például túl nagy bekapcsolási áram alkalmazása - a dielektrikum alakjának megváltozását okozhatja, ami megnöveli a rajta áthaladó áramot. Való igaz, hogy a tantál kondenzátorok korábbi generációinak híre volt a tűzproblémákról, és a továbbfejlesztett gyártási módszerek megbízhatóbb termékeket eredményeztek.
Polimer fóliák
A kondenzátorok egész családja használ polimer fóliát dielektrikumként, és a fólia csavart vagy egymásba ágyazott fémfóliarétegek közé kerül, vagy fémes réteggel rendelkezik a felületén. Üzemi feszültségük elérheti az 1000 V-ot, de nincs nagy kapacitásuk - ez általában 100 pF-től néhány mikrofaradig terjed. Minden fóliatípusnak megvannak a maga előnyei és hátrányai, de általában az egész család kisebb kapacitással és induktivitással rendelkezik, mint az elektrolitikusaké. Ezért nagyfrekvenciás eszközökben és elektromosan zajos rendszerek leválasztására, valamint általános célú rendszerekben használják őket.A polipropilén kondenzátorokat olyan áramkörökben használják, amelyek jó hő- és frekvenciastabilitást igényelnek. Energiaellátó rendszerekben is használják az EMI elnyomására, nagyfeszültségű váltakozó áramot használó rendszerekben.
A poliészter kondenzátorok, bár nem rendelkeznek azonos hőmérsékleti és frekvenciajellemzőkkel, olcsók, és felületi szerelésre forrasztva ellenállnak a magas hőmérsékletnek. Emiatt nem kritikus alkalmazásokra szánt áramkörökben használják őket.
Polietilén-naftalát kondenzátorok. Nem rendelkeznek stabil hőmérsékleti és frekvenciajellemzőkkel, de sokkal magasabb hőmérsékletet és igénybevételt bírnak, mint a poliészterek.
A polietilén-szulfid kondenzátorok a polipropilén hőmérsékleti és frekvenciájú jellemzőivel rendelkeznek, és emellett ellenállnak a magas hőmérsékletnek.
A régi berendezésekben találkozhatunk polikarbonát és polisztirol kondenzátorokkal, de most már nem használják őket.
Kerámia
A kerámia kondenzátorok története meglehetősen hosszú - a múlt század első évtizedeitől napjainkig használták őket. A korai kondenzátorok egyrétegű kerámiából készültek, mindkét oldalon fémbevonattal. A későbbiek is többrétegűek, ahol fémezéssel és kerámiával ellátott lemezek sorakoznak. A dielektrikumtól függően kapacitásuk 1 pF-től több tíz mikrofaradig változik, a feszültségük pedig eléri a kilovoltot. Minden elektronikai iparban, ahol kis kapacitásra van szükség, megtalálhatók egyrétegű kerámia lemezek és többrétegű, felületre szerelhető kötegkondenzátorok egyaránt.
A kerámia kondenzátorok osztályozásának legegyszerűbb módja a dielektrikumok, mivel ezek adják meg a kondenzátor minden tulajdonságát. A dielektrikumokat hárombetűs kódok szerint osztályozzák, amelyek működési hőmérsékletüket és stabilitásukat titkosítják.
A C0G jobb kapacitásstabilitással rendelkezik a hőmérséklet, a frekvencia és a feszültség tekintetében. Nagyfrekvenciás áramkörökben és más nagy sebességű áramkörökben használják.
Az X7R nem rendelkezik ilyen jó hőmérsékleti és feszültségjellemzőkkel, ezért kevésbé kritikus esetekben használják őket. Ez általában magában foglalja a szétválasztást és a különféle univerzális alkalmazásokat.
Az Y5V kapacitása sokkal nagyobb, de hőmérsékleti és feszültségi jellemzőik még alacsonyabbak. Leválasztáshoz és különféle általános célú alkalmazásokhoz is használható.
Mivel a kerámiák gyakran piezoelektromos tulajdonságokkal is rendelkeznek, egyes kerámia kondenzátorok mikrofonikus hatást is mutatnak. Ha az audio tartományban magas feszültségekkel és frekvenciákkal dolgozott, például csöves erősítőkkel vagy elektrosztatikával, előfordulhat, hogy hallotta a kondenzátorok „énekelését”. Ha piezoelektromos kondenzátort használt a frekvencia stabilizálására, előfordulhat, hogy a hangját a környezet vibrációja modulálja.
Mint már említettük, ennek a cikknek nem célja az összes kondenzátortechnológia lefedése. Ha áttekinti az elektronikai katalógust, azt találja, hogy néhány elérhető technológia itt nem szerepel. Egyes katalógusajánlatok már elavultak, vagy olyan szűk résszel rendelkeznek, hogy legtöbbször nem találkozik velük. Reméltük, hogy tisztázzuk a népszerű kondenzátormodelleket, és segítünk kiválasztani a megfelelő alkatrészeket saját készülékei tervezése során. Ha megcsináltuk az étvágyát, érdemes megnézni az induktorokról szóló cikkünket.
Kérjük, írja le a talált pontatlanságokról vagy hibákról a következőn keresztül
Az elektrolit kondenzátorok fő jellemzője minden bizonnyal az, hogy nagy kapacitással és meglehetősen kicsi méretekkel rendelkeznek a többihez képest.
A széles körben használt alumínium kondenzátorok bizonyos sajátosságokkal rendelkeznek másokhoz képest, amelyeket használatuk során figyelembe kell venni.
Annak köszönhetően, hogy az elektrolitkondenzátorok alumíniumlemezeit megcsavarják, hogy hengeres házba kerüljenek, induktivitás képződik. Ez az induktivitás sok esetben nem kívánatos. Ezenkívül az alumínium elektrolit kondenzátorok úgynevezett egyenértékű soros ellenállással rendelkeznek (ESR vagy külföldi stílusban ESR). Minél alacsonyabb egy kondenzátor ESR-e, annál jobb, és annál alkalmasabb olyan áramkörökben való működésre, ahol nagyfrekvenciás hullámos szűrésre van szükség. Példa erre egy közönséges kapcsolóüzemű tápegység számítógéphez vagy laptop tápegységéhez.
Az elektrolit kondenzátorokat főként a váltakozó áramú egyenirányító áramkörök áramhullámainak kiegyenlítésére használják. Ezenkívül aktívan használják a hangvisszaadási technológiában, hogy a pulzáló áramot (hangfrekvenciás áram + állandó komponens) a hangfrekvenciás áram egyen- és váltakozó összetevőjévé válasszák, amely a következő erősítési fokozatba kerül. Az ilyen kondenzátorokat leválasztó kondenzátoroknak nevezzük.
A javítási gyakorlatban meghibásodás léphet fel, amikor az elválasztó kondenzátor „kiszárad”, és ezért elveszíti eredeti kapacitását. Ugyanakkor rosszul választja el a hangfrekvenciás áramot a pulzálótól, és nem adja át az audiojelet a következő erősítési fokozatnak. Az audiojel amplitúdója a megfelelő erősítési fokozatban élesen csökken, vagy jelentős torzítás lép fel. Ezért az erősítők és egyéb hangvisszaadó berendezések javításánál érdemes alaposan ellenőrizni az elektrolit leválasztó kondenzátorok használhatóságát.
Az elektrolit kondenzátorok polaritása miatt működés közben állandó feszültséget kell tartani a lemezeiken. Ez a hátrányuk. Ennek eredményeként pulzáló vagy egyenáramú áramkörökben használhatók.
Alumínium elektrolit kondenzátor készüléke.
Ahhoz, hogy megtudjuk, hogyan működnek az alumínium elektrolitkondenzátorok, zsigereljük ki az egyiket. A képen egy szétszerelt minta látható, 470 µF kapacitással és 400 V névleges feszültséggel.
Ipari frekvenciaüzletből vettem. Azt kell mondanom, nagyon jó kondenzátor alacsony ESR-rel.
A kondenzátor két vékony alumíniumlemezből áll, amelyekhez a vezetékek rögzítve vannak. Az alumíniumlemezek közé papírt helyeznek. Dielektrikumként szolgál. De ez még nem minden. Ebben az esetben az eredmény egy közönséges, alacsony kapacitású papírkondenzátor.
A nagyobb kapacitás elérése és a kész eszköz méretének csökkentése érdekében a papírt elektrolittal impregnálják. A fotókon az alumíniumüveg alján látható sárgás elektrolit.
Ezután elektrolittal impregnált papírt helyeznek az alumíniumlemezek közé. Az elektrokémiai folyamatok eredményeként az alumíniumfólia elektrolit hatására oxidálódik. A fólia felületén vékony oxidréteg képződik - alumínium-oxid (Al 2 O 3). A megjelenés alapján könnyen meghatározhatja a bélés oldalát egy vékony oxidréteggel - sötétebb.
Az alumínium-oxid kiváló dielektrikum, és egyirányú vezetőképességgel rendelkezik. Ezért az elektrolit kondenzátorok polárisak, és csak pulzáló vagy egyenáramú áramkörökben működhetnek.
Mi történik, ha fordított polaritású feszültséget kapcsolunk egy elektrolitkondenzátorra?
Ha ez megtörténik, heves elektrokémiai reakció indul meg, amely intenzív melegítéssel jár. Az elektrolit azonnal felforr, és a kondenzátor „dübörög”. Éppen ezért, amikor egy ilyen kondenzátort egy áramkörbe telepít, szigorúan be kell tartania a csatlakozás polaritását.
Az alumínium-oxidon (Al 2 O 3) kívül, amelynek köszönhetően nagy elektromos kapacitású kondenzátorokat lehet előállítani, más trükköket is alkalmaznak a kapacitás növelésére és a késztermék méretének csökkentésére. Ismeretes, hogy a kapacitás nem csak a dielektromos réteg vastagságától függ, hanem a lemezek területétől is. Ennek növelésére maratási módszert alkalmaznak, hasonlóan ahhoz, amit a rádióamatőrök gyakorlatukban nyomtatott áramköri lapok készítésekor alkalmaznak. Az alumínium bélés felületén hornyok vannak maratva. Ezeknek a barázdáknak a mérete kicsi, és sok van belőlük. Emiatt növekszik a bevonat aktív területe, és ennek következtében a kapacitás.
Ha alaposan megnézzük, alig észrevehető csíkokat láthatunk az alumínium bélésen, mint egy gramofon lemezen. Ezek ugyanazok a hornyok.
A nem poláris elektrolit kondenzátorokban mindkét alumíniumlemez oxidált. Ennek eredményeként nem polárissá válik.
Az elektrolit kondenzátorok használatának jellemzői.
Könnyen észrevehető, hogy a legtöbb radiális elektrolitkondenzátornak a hengeres test tetején van egy védőbevágás - egy szelep.
A helyzet az, hogy ha az elektrolitra váltakozó feszültséget kapcsolunk, a kondenzátor nagyon felforrósodik, és a folyékony elektrolit elkezd elpárologni, nyomást gyakorolva a ház falaira. Emiatt "pattanhat". Ezért egy védőszelepet helyeznek a házra, hogy a túlnyomás hatására kinyíljon, és megakadályozza a kondenzátor „robbanását”, kiengedve a forrásban lévő elektrolitot.
"Robbant" elektrolit kondenzátor
Innen származik az a szabály, amelyet figyelembe kell venni az elektronika önálló tervezésénél és a rádióberendezések javításánál. A meghibásodás diagnosztizálásakor, valamint egy építés alatt álló vagy javítás alatt álló eszköz első bekapcsolásakor távolságot kell tartani az elektrolitkondenzátoroktól. Ha az áramkörben az összeszerelés során hiba történt, ami a kondenzátor maximális üzemi feszültségének túlbecsléséhez, vagy váltakozó áramnak való kitettségéhez vezet, a kondenzátor felmelegszik és „kipattan”. Ugyanakkor a biztonsági szelep működésbe lép, és az elektrolit nyomás alatt kitör. Az elektrolit nem kerülhet a bőrre, még kevésbé a szembe!
Az elektrolitkondenzátor meghibásodása nem ritka. Megjelenése alapján azonnal megállapíthatja a hibás működését. Íme csak néhány példa. Mindezek a kondenzátorok a megengedett feszültség túllépése miatt szenvedtek.
Autós erősítő. Amint látja, a bemeneti szűrőben egy egész sor elektrolit „kipattant”. Nyilvánvalóan 24V-ot adtak az erősítőnek a szükséges 12 helyett.
Következő - a "hálózati támadás" áldozata. A 220 V-os elektromos hálózatban a bemenetek jegesedése miatt meredeken megugrott a feszültség. Emiatt a laptop tápegysége teljesen üzemképtelen. Kondik csak kiengedte a gőzt. A testen kinyílt a bevágás.
Egy kis kitérő.
Emlékszem, diákkoromban népszerű időtöltés volt. Vettek egy elektrolit kondenzátort, vezetékeket forrasztottak a kapcsaira, és ebben a formában rövid időre rákötötték a kondenzátort egy 220 voltos elektromos világítási aljzatra. Feltöltött, töltést halmoz fel. Továbbá a „szórakozás” kedvéért a karmester következtetéseit egy gyanútlan személy kezén érintették meg. Természetesen nem sejt semmit, és egy kis áramütés megrántja. Így, ez rendkívül veszélyes!
Ha jól emlékszem, a gyakorlat kezdete előtt az idősebb mester szigorúan megtiltotta ezt a mulatságot, arra hivatkozva, hogy volt olyan eset, amikor egy fiú keze súlyosan megsérült, amikor úgy döntött, hogy egy 220 V-os kondenzátorból „tölti” az elektrolitkondenzátort nem bírta az alkalmazott váltakozó feszültséget, felrobbant a kezében!
Egy elektrolitkondenzátor több "kísérleti" hálózatról történő feltöltési kísérletet is kibír, de bármelyik pillanatban felrobbanhat. Minden a kondenzátor kialakításától és az alkalmazott feszültségtől függ. Ezeket az információkat csak azért közöljük, hogy figyelmeztessenek az ilyen kísérletek rendkívüli veszélyére, amelyek szomorúan végződhetnek.
A rádióberendezések javítása során ne felejtse el, hogy a készülék kikapcsolása után az elektrolitkondenzátorok egy ideig megtartják az elektromos töltést. Munkavégzés előtt ki kell üríteni őket. Ezt különösen érdemes figyelembe venni mindenféle kapcsolóüzemű tápegység és egyenirányító javításánál, amelyek elektrolitkondenzátorai jelentős kapacitással és a 100-400 voltos üzemi feszültséggel rendelkeznek.
Ha véletlenül megérinti a kivezetéseit, kellemetlen áramütést kaphat. Néha az ilyen esetek után enyhe égést észlelhet a bőrön, ahol az elektródák érintkeznek. A kondenzátor kisütésének módját a munka vagy a mérések elvégzése előtt már említettük a cikkben, hogyan ellenőrizzük a kondenzátort.
Erőteljes elektrolit kondenzátorok 10 000 µF kapacitással. a Marantz erősítő tápegységében
Elektrolit kondenzátorok használatakor érdemes megjegyezni, hogy a rajtuk lévő üzemi feszültségnek meg kell felelnie a névleges üzemi feszültség 80%-ának. Ezt a szabályt érdemes figyelembe venni, ha a kondenzátor hosszú és stabil működését szeretné biztosítani. Tehát, ha az áramkörben 50 V feszültség van a kondenzátorra, akkor azt 63 V vagy annál nagyobb üzemi feszültségre kell választani. Ha alacsonyabb üzemi feszültségű kondenzátort telepít, az hamarosan meghibásodik.
Mint minden más rádiós alkatrész, az elektrolitkondenzátornak is elfogadható üzemi hőmérséklet-tartománya van. A felső küszöb általában a testén van feltüntetve, például +85 vagy +105.
Különböző kondenzátormodellek esetén az üzemi hőmérséklet-tartomány -60 és +85 0 C között terjedhet. Vagy -25 és +105 0 C között. Pontosabban, az adott termék megengedett hőmérsékleti tartományát a termék dokumentációjából találhatja meg. azt.
Mivel az elektrolit kondenzátorok folyékony elektrolitot tartalmaznak, idővel kiszárad. Ebben az esetben a kapacitása elveszik. Éppen ezért nem ajánlott nagyon forró elemek, például hűtőradiátorok mellé, vagy rosszul szellőző házba helyezni.
Érdemes megjegyezni azt a tényt, hogy az elektrolitok minden elektronika Achilles-sarka. Saját tapasztalatból mondom, hogy ez az egyik legmegbízhatatlanabb, gyengébb minőségű és egyben drága alkatrész. A minőség nagymértékben a gyártótól függ. De ez egy másik beszélgetés.
Az elektrolitkondenzátorok mellett egy másik elemet is találhatunk a berendezésben, amely sokkal nagyobb kapacitással és kisebb méretekkel rendelkezik, mint egy klasszikus elektrolit. ez -
