Общие сведения о конденсаторах

Применение конденсаторов

План лекции

ПАРАМЕТРЫ КОНДЕНСАТОРОВ

ЛЕКЦИЯ 2.7

1. Применение конденсаторов.

2. Общие сведения о конденсаторах.

3. Основные параметры конденсаторов.

Литература [8, 36-42]

Конденсаторы наряду с резисторами относятся к наиболее распространенным компонентам электронной аппаратуры. Конденсаторы используются практически во всех радиоэлектронных и электронно-вычислительных устройствах: в трактах систем радиосвязи, в схемах электропитания, в цепях автоматики и т. п. В отличие от резисторов конденсаторы во многих случаях не могут быть выполнены как элементы интегральных микросхем. Поэтому даже в современном компьютере, где интегральные микросхемы "поглотили" значительную часть резисторов, конденсаторы присутствуют как самостоятельные дискретные элементы.

Во всем мире производится большое количество конденсаторов различных типов. Разнообразие выпускаемых конденсаторов обусловлено различием требований к ним в зависимости от функций, выполняемых электронным устройством, условий эксплуатации и других факторов. Электролитические конденсаторы находят применение в источниках питания, цепях фильтрации и защиты. Бумажные и пленочные конденсаторы применяются в различных аналоговых и логических схемах. Керамические и слюдяные конденсаторы используются в высокочастотных и быстродействующих устройствах.

Конденсаторы имеют разнообразные конструкции, различаются используемыми в них материалами, электрическими параметрами, надежностью, стоимостью и другими характеристиками. Знание конструктивных отличий, электрических параметров и особенностей применения конденсаторов является необходимым для специалистов, занимающихся разработкой, эксплуатацией и ремонтом электронной аппаратуры.

2.7.2.1. Назначение и области применения

Конденсатор – это элемент электрической цепи, состоящий из проводящих электродов (обкладок), разделенных диэлектриком, и предназначенный для использования его электрической емкости.

Емкость конденсатора есть отношение заряда конденсатора к разности потенциалов, которую заряд сообщает конденсатору:

C = Q / ∆j.

За единицу емкости в международной системе СИ принимают фарад или фараду (Ф) – емкость такого конденсатора, у которого потенциал возрастает на один вольт при сообщении ему заряда один кулон (Кл).

Для практических целей она слишком велика, поэтому на практике используют более мелкие единицы емкости:

- микрофараду (мкФ), 1 мкФ = 10^-6 Ф;

- нанофараду (нФ), 1 нФ = 10^-9 Ф

- пикофараду (пФ), 1 пФ = 10^-12 Ф.

Конструктивные варианты

Конструкции конденсаторов разнообразны. Однако в любом из них присутствуют следующие основные элементы:

- обкладки конденсатора (обычно обе они металлические);

- изолятор, разделяющий обкладки;

- выводы от обкладок;

- корпус или защитное покрытие.

В качестве изолятора используют воздушный или вакуумный зазор, различные неорганические и органические материалы.

Ниже представлена простейшая конденсаторная структура, содержащая перечисленные элементы.

Рис. 2.7.1. Простейшая конденсаторная структура

При необходимости увеличения емкости увеличивают поверхность диэлектрика, на который затем наносятся металлические обкладки. Подобная конструкция, так же как и предыдущая, обычно реализуется в конденсаторах с неорганическим (керамическим или другим) диэлектриком.

Рис. 2.7.2. Конденсаторная структура с развитой поверхностью

Для увеличения емкости конденсатора отдельные структуры соединяют в пакеты, образующие конденсаторные секции. Подобное решение характерно, например, для керамических слюдяных и некоторых других типов конденсаторов.

Рис. 2.7.3 Конденсаторная секция

Значительное число конденсаторов имеют конструкцию обкладок рулонного типа. Такой вариант встречается в бумажных, пленочных, оксидных электролитических и некоторых других типах конденсаторов.

Рис. 2.7.4 Конструкция обкладок рулонного типа

Классификация конденсаторов

Как правило, конденсаторы классифицируют по следующим признакам:

- по характеру изменения емкости;

- по назначению;

- по виду диэлектрика;

- по способу монтажа;

- по способу защиты от воздействия внешних факторов.

Необходимо отметить, что некоторые из указанных признаков более важны по сравнению с другими. Так, например, во многих случаях, характеризуя конденсатор, в первую очередь указывают вид диэлектрика и реже его назначение. Рассмотрим варианты классификации конденсаторов.

Классификация по характеру изменения емкости

По характеру изменения емкости конденсаторы делятся на:

- конденсаторы постоянной емкости;

- подстроечные конденсаторы;

- конденсаторы переменной емкости.

Конструкция конденсаторов постоянной емкости не предусматривает возможности перестройки. Большинство конденсаторов относятся именно к этой группе. Конструкция подстроечных конденсаторов предусматривает разовую или периодическую регулировку емкости, например при ремонтных или поверочных работах. Конструкция конденсаторов переменной емкости рассчитана на изменение емкости в процессе функционирования аппаратуры. Конденсаторы переменной емкости обычно применяются в качестве элементов настройки резонансных контуров в радиоприемной и радиопередающей аппаратуре, в промышленных высокочастотных генераторах.

Классификация по назначению

По назначению конденсаторы подразделяются на:

- общего назначения (обычно низковольтные, без специальных требований);

- специальные (высоковольтные, импульсные, помехоподавляющие и др.).

Назначение и особые свойства конденсаторов (пусковые, полярные, неполярные, помехоподавляющие, дозиметрические, нелинейные), а также возможность использования в различных цепях аппаратуры (низковольтных, высоковольтных, низкочастотных, высокочастотных, импульсных) зависят от вида использумого в них диэлектрика.

Дата добавления: 2014-01-20