Конденсатори постійної ємності

Конденсатори – основні визначення. Класифікація.

Конденсатори для навісного монтажу, друкованих плат та ІМС.

Ключові слова і фрази: Конденсатори. Конденсатори постійної та змінної ємності. Класифікація конденсаторів. Характеристики конденсаторів. Параметри конденсаторів. Ряди номінальних значень ємності. Ряди допусків на конденсатори. Високочастотні та низькочастотні конденсатори. Еквівалентні схеми конденсаторів.Еквівалентна схема конденсаторів. Конденсатори спеціального призначення: варистори та варікапи. Конденсатори гібридних та напівпровідникових інтегральних мікросхем.

Лекція № 5.

Конденсатор - це дискретний ЕРЕ, що складається із металевих обкладинок, розділених діелектриком та призначених для використання його електричної ємності.

Принцип дії конденсатора оснований на властивості накопичувати на обкладках електричний заряд при прикладенні до них різниці потенціалів. Ємність конденсатора визначається відношенням заряду будь-якої обкладинки конденсатора до різниці потенціалів між ними C = |q/U|, де C [Фарада]– ємність конденсатора, q [Кулон]- заряд, U [Вольт] – різниця потенціалів. Заряд електрона – 1,6·10^-19 Кл.

Конденсатори, які використовуються в РЕА, можна розділити на такі основні класи:

- Конденсатори постійної ємності використовуються в різноманітних фільтрах, коливальних системах та інше. Стандартизовані. Наладжений серійний випуск всіх типів конденсаторів постійної ємності.

- Конденсатори змінної ємності використовують для плавного настроювання коливальних контурів, регулювання ступеня зв’язку між різними ЕРЕ. Повністю не стандартизовані. Розроблюються відповідно до конкретного РЕА.

- Підстроювальні конденсатори використовують в колах, в яких ємність повинна точно встановлюватися або регулюватися при періодичному настроюванні параметрів РЕА. Деякі типи конденсаторів стандартизовані та виготовляються масово.

Конденсатор постійної ємності – це конденсатор, ємність якого під час експлуатації та регулювання не змінюється. Властивості конденсатора постійної ємності залежать від типу застосованого діелектрика. Він визначає основні параметри конденсаторів: опір ізоляції, стабільність ємності, діелектричні втрати та інше. Тому в основу класифікації конденсаторів постійної ємності покладено їх поділ за типом діелектрика, який використовується.

За типом матеріалу конденсатори поділяються на:

- керамічні до 1600 В – група 10;

- керамічні більше 1600 В – група 15;

- скляні – 21;

- склокерамічні – 22;

- тонкоплівкові – 26;

- слюдяні великої потужності – 31;

- слюдяні малої потужності – 32;

- паперові до 2 кВ -40;

- паперові більше 2 кВ -41;

- паперові металізовані – 42;

- оксидні електролітичні алюмінієві – 50;

- оксидні електролітичні танталові – 51;

- об’ємнопористі – 52;

- окисно-напівпровідникові – 53;

- з повітряним діелектриком – 60;

- вакуумні – 61;

- полістирольні – 71;

- фторопластові – 72;

- поліетилентетрафталатні – 73;

- комбіновані – 75;

- лакоплівкові – 76;

- полікарбонатні – 77.

Умовне позначення:

Перший елемент – підклас конденсатора

К – постійної ємності;

КТ – підстроєні;

КП – змінної ємності.

Другий елемент – група конденсатора в залежності від типу діелектрика.

Третій елемент – порядковий номер розробки. Він визначає конструктивні особливості конденсатора.

Для старих типів конденсаторів в основі позначень бралися конструктивні, технологічні, експлуатаційні та інші особливості.

Наприклад: КД – конденсатор дисковий, ФТ – фторопластовий термостійкий, КТП - конденсатор трубчатий прохідний, КЛС –керамічний, литий секціонований, КСО - конденсатор слюдяний опресований, МБ – металопаперовий...

За призначенням:

- конденсатори загального призначення (низьковольтні, низькочастотні);

- спеціальні (високовольтні, ВЧ, імпульсні, завадоподавляючі, дозиметричні).

За способом монтажу:

- для навісного монтажу;

- для друкованого монтажу;

- для поверхневого монтажу;

- для мікромодулів;

- для інтегральних мікросхем.

За способом захисту:

- незахищені (для герметизованої апаратури);

- захищені (покриті лаком);

- з неізольованим корпусом (не дозволяють з’єднання з корпусом та струмопровідними частинами РЕА);

- ізольовані (допускають такий контакт);

- герметизовані (робочий об’єм повністю ізольований).

Конденсатор змінної ємності – це конденсатор, ємність якого змінюється користувачем під час експлуатації РЕА. Керувати ємністю можна двома способами – механічним та електричним.

Конденсатори змінної ємності з механічним керування складаються з двох систем паралельних пластин, одна з яких може плавно переміщуватися а її пластини при цьому заходять в зазор між пластинами другої системи. Нерухому систему називають статором, рухому – ротором. Найбільше розповсюдження отримали конденсатори з плоскопаралельними пластинами та обертальним переміщенням ротора.

Конденсатори змінної ємності з механічним керування можна класифікувати в залежності від діелектрика, який розділяє пластини:

- вакуумні – група 1;

- з повітряним діелектриком – 2;

- з газоподібним – 3;

- з твердим – 4.

Наприклад – КП2 (конденсатор змінної ємності з повітряним діелектриком).

В залежності від кута повороту рухомої системи конденсатори поділяють на:

- з нормальним кутовим діапазоном (кут повороту α =180^о);

- з розширеним (α >180^о);

- з зменшеним (α < 180^о).

Основне призначення КЗЄ знаходять як елемент настройки діапазонних коливальних контурів. Тому їх важливою характеристикою є закон зміни ємності – функціональна характеристика, яка визначає характер зміни частоти коливального контура при настройці. За цією ознакою конденсатори поділяються на:

- прямоємнісні С = а·φ + b – використовують як регулювальні та підстроювальні при малому коефіцієнті перекриття діапазону;

- прямохвильові С = (а·φ + b)² – використовуються в основному в вимірювальній техніці;

- прямочастотні С = 1/(а·φ + b)² – дають прямий підрахунок частоти;

- логарифмічні С = exp(а·φ + b) – характерні постійною в межах діапазону зміною емності;

- частотно-логарифмічні С = b·exp(а·φ) – характерні постійною в межах діапазону зміною частоти в залежності від кута повороту ротора.

Підстроювальні конденсатори – це конденсатори, ємність яких під час експлуатації не змінюється, а регулюється при виробництві або настроювання РЕА. Підстроювальні конденсатори відрізняються простотою конструкції, малими розмірами та невеликим значенням максимальної ємності. Найпоширенішими є пластинчаті з повітряним чи керамічним діелектриком. У керамічних - обкладинку створює шар срібла, нанесений на кераміку в вигляді півкола.

Позначаються КТ.

Керування ємністю електричним способом відбувається за допомогою варикапів. Варикап – це напівпровідниковий діод ємність якого керується зворотною напругою. При зміні останньої змінюється товщина збідненого шару, відбувається перерозподіл просторових зарядів p-n переходу, внаслідок чого змінюється бар’єрна ємність переходу.(С лежить в межах від 1 до сотень пФ).

Дата добавления: 2014-01-14