|
|
|
|
|
rcmarket.ua
Урок 2.3 — Конденсаторы
Конденсатор
Конденсатор встречается в наборах Мастер Кит (да и вообще в электронных устройствах) почти так же часто, как и резистор. Поэтому важно хотя бы в общих чертах представлять его основные характеристики и принцип работы.
Принцип работы конденсатора
В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок. Чем больше отношение площади пластин к толщине диэлектрика – тем выше ёмкость конденсатора. Чтобы избежать физического увеличения размеров конденсатора до огромных размеров, конденсаторы изготавливают многослойными: например, сворачивают ленты пластин и диэлектриков в рулон.
Так как любой конденсатор имеет диэлектрик, то он не способен проводить постоянный ток, но он может сохранять электрический заряд, приложенный к его обкладкам, и в нужный момент отдавать его. Это важное свойство
Давайте договоримся: радиодеталь мы называем конденсатором, а его физическую величину – ёмкостью. То есть правильно сказать так: «конденсатор имеет ёмкость 1 мкФ», но некорректно сказать: «замени на плате вон ту ёмкость». Вас, конечно, поймут, но лучше соблюдать «правила хорошего тона».
Электрическая ёмкость конденсатора – это главный его параметр
Чем больше ёмкость конденсатора, тем больший заряд он может сохранить. Электрическая ёмкость конденсатора измеряется в Фарадах, обозначается F.
1 Фарад — очень большая ёмкость (земной шар имеет ёмкость менее 1Ф), поэтому для обозначения ёмкости в радиолюбительской практике используются следующие основные размерные величины — префиксы: µ (микро), n (нано) и p (пико):
• 1 микроФарад — 10-6 (одна миллионная часть), т.е. 1000000µF = 1F
• 1 наноФарад — 10-9 (одна миллиардная часть), т.е. 1000nF = 1µF
• p (пико) — 10-12 (одна триллионная часть), т.е. 1000pF = 1nF
Как и Ом, Фарад – это фамилия физика. Поэтому, как культурные люди, пишем прописную букву «Ф»: 10 пФ, 33 нФ, 470 мкФ.
Номинальное напряжение конденсатора
Расстояние между пластинами конденсатора (особенно конденсатора большой ёмкости) очень мало, и достигает единиц микрометра. Если приложить к обкладкам конденсатора слишком высокое напряжение, слой диэлектрика может быть нарушен. Поэтому каждый конденсатор имеет такой параметр, как номинальное напряжение. При эксплуатации напряжение на конденсаторе не должно превышать номинального. Но лучше, когда номинальное напряжение конденсатора несколько выше напряжения в схеме. То есть, например, в схеме с напряжением 16В могут работать конденсаторы с номинальным напряжением 16В (в крайнем случае), 25В, 50В и выше. Но нельзя ставить в эту схему конденсатор с номинальным напряжением 10В. Конденсатор может выйти из строя, причём часто это происходит с неприятным хлопком и выбросом едкого дыма.
Как правило, в радиолюбительских конструкциях для начинающих не используется напряжение питания выше 12В, а современные конденсаторы чаще всего имеют номинальное напряжение 16В и выше. Но помнить о номинальном напряжении конденсатора очень важно.
Типы конденсаторов
О разнообразных конденсаторах можно написать много томов. Впрочем, это уже сделали некоторые другие авторы, поэтому я расскажу только самое необходимое: конденсаторы бывают неполярные и полярные (электролитические).
Неполярные конденсаторы
Неполярные конденсаторы (в зависимости от типа диэлектрика подразделяются на бумажные, керамические, слюдяные…) могут устанавливаться в схему как угодно – в этом они похожи на резисторы.
Как правило, неполярные конденсаторы имеют относительно небольшую ёмкость: до 1 мкФ.
Маркировка неполярных конденсаторов
На корпус конденсатора нанесён код из трёх цифр. Первые две цифры определяют значение ёмкости в пикофарадах (пФ), а третья – количество нулей. Так, на изображённом ниже рисунке на конденсатор нанесён код 103. Определим его ёмкость:
10 пФ + (3 нуля) = 10000 пФ = 10 нФ = 0,01 мкФ.
Конденсаторы ёмкостью до 10 пФ маркируются по-особенному: символ «R» в их кодировке обозначает запятую. Теперь Вы можете определить ёмкость любого конденсатора. Приведённая ниже табличка поможет Вам проверить себя.
Код | Номинал | Код | Номинал | Код | Номинал |
1R0 | 1 пФ | 101 | 100 пФ | 332 | 3.3 нФ |
2R2 | 2.2 пФ | 121 | 120 пФ | 362 | 3.6 нФ |
3R3 | 3.3 пФ | 151 | 150 пФ | 472 | 4.7 нФ |
4R7 | 4.7 пФ | 181 | 180 пФ | 562 | 5.6 нФ |
5R1 | 5.1 пФ | 201 | 200 пФ | 682 | 6.8 нФ |
5R6 | 5.6 пФ | 221 | 220 пФ | 752 | 7.5 нФ |
6R8 | 6.8 пФ | 241 | 240 пФ | 822 | 8.2 нФ |
7R5 | 7.5 пФ | 271 | 270 пФ | 912 | 9.1 нФ |
8R2 | 8.2 пФ | 301 | 300 пФ | 103 | 10 нФ |
100 | 10 пФ | 331 | 330 пФ | 153 | 15 нФ |
120 | 12 пФ | 361 | 360 пФ | 223 | 22 нФ |
150 | 15 пФ | 391 | 390 пФ | 333 | 33 нФ |
160 | 16 пФ | 431 | 430 пФ | 473 | 47 нФ |
180 | 18 пФ | 471 | 470 пФ | 683 | 68 нФ |
200 | 20 пФ | 511 | 510 пФ | 104 | 0.1 мкФ |
220 | 22 пФ | 561 | 560 пФ | 154 | 0.15 мкФ |
240 | 24 пФ | 621 | 620 пФ | 224 | 0.22 мкФ |
270 | 27 пФ | 681 | 680 пФ | 334 | 0.33 мкФ |
300 | 30 пФ | 751 | 750 пФ | 474 | 0.47 мкФ |
330 | 33 пФ | 821 | 820 пФ | 684 | 0.68 мкФ |
360 | 36 пФ | 911 | 910 пФ | 105 | 1 мкФ |
390 | 39 пФ | 102 | 1 нФ | 155 | 1.5 мкФ |
430 | 43 пФ | 122 | 1.2 нФ | 225 | 2.2 мкФ |
470 | 47 пФ | 132 | 1.3 нФ | 475 | 4.7 мкФ |
510 | 51 пФ | 152 | 1.5 нФ | 106 | 10 мкФ |
560 | 56 пФ | 182 | 1.8 нФ |
|
|
680 | 68 пФ | 202 | 2 нФ |
|
|
750 | 75 пФ | 222 | 2.2 нФ |
|
|
820 | 82 пФ | 272 | 2.7 нФ |
|
|
910 | 91 пФ | 302 | 3 нФ |
|
|
Как правило, в радиолюбительских конструкциях допустима замена некоторых конденсаторов на близкие по номиналу. Например, вместо конденсатора 15 нФ набор может комплектоваться конденсатором 10 нФ или 22 нФ, и это не отразится на работе готовой конструкции.
Керамические конденсаторы не имеют полярности и могут устанавливаться в любом положении выводов.
Некоторые мультиметры (кроме самых бюджетных) имеют функцию измерения ёмкости конденсаторов, и Вы можете воспользоваться этим способом.
Полярные (электролитические) конденсаторы
Есть два способа увеличения ёмкости конденсатора: либо увеличивать размер его пластин, либо уменьшать толщину диэлектрика.
Чтобы минимизировать толщину диэлектрика, в конденсаторах большой ёмкости (выше нескольких микрофарад) применяется специальный диэлектрик в виде оксидной плёнки. Этот диэлектрик нормально работает только при условии правильно приложенного напряжения на обкладках конденсатора. Если перепутать полярность напряжения, электролитический конденсатор может выйти из строя. Метка полярности всегда маркируется на корпусе конденсатора. Это может быть либо значок «+», но чаще всего в современных конденсаторах полосой на корпусе маркируется вывод «минус». Другой, вспомогательный способ определения полярности: плюсовой вывод конденсатора длиннее, но ориентироваться на этот признак можно только до того, как выводы радиодетали обрезаны.
На печатной плате также присутствует метка полярности (как правило, значок «+»). Поэтому при установке электролитического конденсатора обязательно совмещайте метки полярности и на детали, и на печатной плате.
Как правило, в радиолюбительских конструкциях допустима замена некоторых конденсаторов на близкие по номиналу. Также допустима замена конденсатора на аналогичный с бОльшим значением допустимого рабочего напряжения. Например, вместо конденсатора 330 мкФ 25В набор можно применить конденсатор 470 мкФ 50В, и это не отразится на работе готовой конструкции.
Внешний вид электролитического конденсатора (правильно установленный на плату конденсатор)
Скачать урок в формате PDF
masterkit.ru
Ребят немогу разобраться в кодах конденсаторов а именно 103, 224, и 223 конденсаторе
Первые две цифры — значимые, третья — количество нулей после первых 2 цифр. Получается ёмкость в пикофарадах. Например, 224 = 220 000пФ = 220нФ = 0,22мкФ
последняя цифра количество нулей 103=10000 пф
буржуйские кондеры маркируются в пикофарадах 10п, 18п, 27п, 47п 100 п уже пишут как 101, 1000п =102, 10 000п =103
ну похоже что вместо 18 нф, тебе вкинули 22 нф.. . (223) видимо потому, что 18 ввиде одного кондёра — просто в природе не существует. . (их делают под заказ, ограниченными партиями.. ) в стандартной линейке идут 10… 15… 22… и т. д….touch.otvet.mail.ru
Технические характеристики и свойства конденсатора 2A-104-J
При выборе компонентов для создания радиотехнических схем нужно проверить не только номинал ёмкости и ограничение по напряжению. Существенное значение имеет устойчивость к внешним воздействиям в процессе эксплуатации. Рекомендуется обратить внимание на долговечность и другие дополнительные параметры. С помощью этой публикации можно корректно оценить функциональность и назначение конденсатора 2a104j.
Типовой пленочный конденсатор с диэлектриком из полимерного материала
Эксплуатационные параметры конденсаторов 2A104J
Основные данные указаны в маркировке на корпусе изделия. Так как видимая площадь ограничена, применяют стандартные сокращения. По символам 2a104j конденсатор характеристики можно определить следующим образом.
Первая группа кода (цифра и буква «2а») содержит сведения о номинальном напряжении. Этот параметр указывают для применения в цепях постоянного тока. Следует учитывать эту особенности при работе с переменными сигналами.
К сведению. Чтобы исключить повреждения, делают определенный запас по возможным нагрузкам на стадии расчета электрической схемы.
В соответствии с действующими международными стандартами (IEC), утвержденными профильной комиссией, допустимо применение следующих обозначений (маркировка/ номинал по напряжению для постоянного тока, V):
- 0J/ 6,3;
- 1A/ 10;
- 1C/ 16;
- 1E/ 25;
- 1H/ 50;
- 2A/ 100.
Последней латинской буквой в маркировке обозначают допустимые отклонения в большую или меньшую сторону от номинальной емкости:
- C – 0,25 пФ;
- D – 0,5 пФ;
- F – 1%;
- J – 5%;
- K – 10%;
- M – 20%.
Важно! Следует обратить внимание на разные виды допусков. В отдельных сериях отклонения указывают в фиксированных значениях (пикофарадах, пФ). В других – кодируют процентную величину от номинального значения рабочего параметра.
Емкость обозначают тремя цифрами: две первые – это базовая часть, последняя – степень десяти.
С учетом изложенных сведений нетрудно расшифровать маркировку 2a104j:
- 2а – напряжение при подключении к источнику постоянного тока не более 100V;
- 104 – это 10 * 104 = 10 * 10 000 = 100 000 пФ;
- j – допустимое нормативами отклонение 5%, то есть от 95 000 до 105 000 пФ.
Для удобства можно перевести данный номинал в микрофарады (0,1 мкФ) либо нанофарады (100 нФ). По аналогичному алгоритму можно расшифровать другое обозначение на корпусе. Например, конденсатор 103j – это 10 000 пФ±5%.
Базовые правила действительны только для обозначения номинального значения основного параметра (емкости). Производители часто применяют собственные корпоративные стандарты при указании отклонений, иных дополнительных характеристик. Пример кодировки напряжения (постоянный ток) компанией Panasonic:
- 1H – 50 V;
- 1J – 63 V;
- 1 – 100 V.
К сведению. Этот производитель наносит сведения о максимальном напряжении перед основной группой цифр с данными о емкости конденсатора.
Обозначение напряжения в классическом виде
В подробных спецификациях производителя на модель 2a103j конденсатора характеристики приведены с описанием размеров (пример в мм):
- длина х диметр выводов (L x d) – 20 x 0,5;
- высота х ширина х толщина корпуса (H х W x Y) – 12 x 7,5 x 4;
- расстояние между выводами (P) – 5,5.
В описании приводят материалы основных компонентов конструкции:
- обкладок;
- диэлектрика;
- выводов;
- защитно-декоративной оболочки.
Изделия этой категории рассчитаны на применение в широком диапазоне температур (от-40°C до +85°C).
В отдельном списке производитель делает ссылки на использованные технологические стандарты и методики проведения проверочных испытаний. В частности, проверяют:
- рабочие параметры после серии рабочих циклов с применением определенных инструкцией токов заряда;
- изоляционные свойства при напряжении до и более 100 V;
- сохранение накопительной способности (целостности конструкции) при повышенной температуре до +235°C;
- номинальную емкость в разных температурных режимах;
- стойкость к вибрационным и другим внешним воздействиям;
- частотные характеристики.
Торговым партнерам и оптовым покупателям предоставляются сведения об упаковке и маркировке товарных партий. В сопроводительных документах указывают рекомендации по температуре воздуха и относительной влажности. Сообщают содержание тяжелых металлов, которое необходимо учитывать при выборе метода утилизации.
Особенности применения конденсатора 2A 104 J
Хорошие потребительские параметры обеспечивают возможность использования радиокомпонентов этой категории для решения разных инженерных задач. Конденсаторы применяют в низковольтных цепях для создания качественных фильтров подавления помех. При подготовке конструкторского расчета можно учитывать следующие преимущественные особенности:
- минимальную паразитную индуктивность;
- значительный ток разряда;
- надежность;
- длительное сохранение исходных рабочих параметров в сложных условиях эксплуатации.
При рассмотрении аналогов следует обратить внимание на относительно высокую температурную зависимость. Керамические конденсаторы обладают недостаточно большой емкостью при сравнительных габаритах.
Плёночные конденсаторы с диэлектриком из полиэтилентерефталата
Перечисленные преимущества во многом объясняются конструктивными особенностями. Рассматриваемые модификации конденсаторов создают с применением диэлектрика, созданного из полимерной пленки. Для уменьшения индуктивных свойств вместо рулона применяют сложное формирование слоя с прессованием. Фактически создается множество пластинчатых накопителей энергии, соединенных параллельно.
Главным преимуществом диэлектрика этого типа является способность к самостоятельному восстановлению. После электрического пробоя созданный проводник постепенно испаряется. Процесс ускоряется прохождением тока по соответствующему участку конструкции, что сопровождается нагревом соответствующей области. Достаточно быстро без дополнительных действий функциональные характеристики конденсатора нормализуются.
Для сравнения с другими диэлектриками можно изучить сведения, представленные ниже.
Параметры конденсаторов
| Характеристики | Тип диэлектрика | ||
|---|---|---|---|
| Полиэтилентерефталат | Полипропилен | Полистирол | |
| Тангенс угла потерь | 0,01-0,1 | 0,002 | 0,0001-0,0015 |
| Сопротивление изоляции, МОм | 10 000 | 50 000 | 100 000 |
| Коэффициент абсорбции, % | 0,2-0,8 | Меньше 0,5 | Меньше 0,1 |
| ТКЕ (температурный коэффициент), 10-6/°C | От -200 до 400 | От -200 до 100 | -200 |
При выборе полиэтилентерефталатного изделия можно использовать высокую прочность конструкции, хорошие показатели диэлектрической проницаемости. Однако следует учесть сравнительно небольшой тангенс угла потерь и ограниченные изоляционные свойства.
На стадии подготовки проекта в комплексе проверяют рабочие параметры конденсатора и соответствие условиям будущей эксплуатации. Чтобы исключить ошибки, рекомендуется изучить отзывы экспертов о продукции определенных производителей. При выборе поставщика (магазина) оценивают затраты и официальные гарантийные обязательства.
Видео
amperof.ru
