Неполярные электролитические конденсаторы: отличия от полярных

Всевозможные типы конденсаторов, используемые сегодня практически всюду в электронике и электротехнике, в качестве диэлектрика содержат различные вещества.

Однако, что касается конкретно электролитических конденсаторов, в частности также танталовых и полимерных, то для них при включении в схему важно строгое соблюдение полярности.

В чем же заключается принципиальное отличие полярного конденсатора от неполярного, почему одним конденсаторам все равно как быть включенными в схему, а другим принципиально важно соблюдение полярности? В этом и попробуем сейчас разобраться.

Дело здесь в том, что процесс изготовления электролитических конденсаторов сильно отличается от, скажем, керамических или полипропиленовых.

Если у последних двух как обкладки, так и диэлектрик однородны по отношению друг к другу, то есть нет различия в структуре на границе обкладка-диэлектрик с обеих сторон диэлектрика, то электролитические конденсаторы (цилиндрические алюминиевые, танталовые, полимерные) имеют различие в структуре перехода диэлектрик-обкладка с двух сторон диэлектрика: анод и катод отличаются по химическому составу и физическим свойствам.

Когда изготавливают электролитический алюминиевый конденсатор, то не просто скручивают в рулон две одинаковые обкладки из фольги, проложенные пропитанной электролитом бумагой.

Со стороны анодной обкладки (на которую подается +) присутствует слой оксида алюминия, нанесенный на травленую поверхность фольги особым способом. Анод призван отдавать электроны через внешнюю цепь катоду в процессе заряда конденсатора.

Отрицательная обкладка (катод) — просто алюминиевая фольга, на нее в процессе заряда приходят электроны по внешней цепи. Электролит здесь служит проводником ионов.

Так же обстоит дело и с танталовыми конденсаторами, где в качестве анода служит порошок тантала, на котором формируется пленка пентаоксида тантала (анод связан с оксидом!), несущего функцию диэлектрика, затем идет слой полупроводника — диоксида марганца в качестве электролита, затем серебряный катод, с которого будут уходить электроны в процессе разряда.

Полимерные электролитические конденсаторы в качестве катода используют легкий проводящий полимер, а в остальном все процессы аналогичны. Суть — окислительная и восстановительная реакции, как в аккумуляторной батарее. Анод окисляется во время электрохимической реакции разрядки, а катод восстанавливается.

Когда электролитический конденсатор заряжен, то имеет место избыток электронов на его катоде, на минусовой обкладке, сообщающий как раз отрицательный заряд этой клемме, а на аноде — недостаток электронов, дающий положительный заряд, таким образом получаем разность потенциалов.

Если заряженный электролитический конденсатор замкнуть на внешнюю цепь, то избыточные электроны побегут от отрицательно заряженного катода к положительно заряженному аноду, и заряд будет нейтрализован. В электролите положительные ионы движутся в этот момент от катода к аноду.

Если включить такой полярный конденсатор в цепь неправильно, то описанные реакции не смогут нормально протекать, и конденсатор не будет нормально работать. Неполярные же конденсаторы могут работать в любом включении, поскольку в них нет ни анода, ни катода, ни электролита, и их обкладки взаимодействуют с диэлектриком одинаково, ровно как и с источником.

  Как просверлить автомобильное стекло

А что если под рукой есть только полярные электролитические конденсаторы, а нужно осуществить включение конденсатора в цепь тока с меняющейся полярностью? Для этого существует одна хитрость. Нужно взять два одинаковых полярных электролитических конденсатора, и соединить их между собой последовательно одноименными клеммами. Получится один неполярный конденсатор из двух полярных, емкость которого будет в 2 раза меньше каждого из двух его составляющих.

На этой основе, кстати, изготавливают неполярные электролитические конденсаторы, в которых слой оксида присутствует на обеих обкладках.

По этой причине неполярные электролитические конденсаторы имеют значительно больший размер, чем полярные аналогичной емкости.

Основываясь на данном принципе, изготавливают также электролитические пусковые неполярные конденсаторы, рассчитанные на работу в цепях переменного тока частотой 50-60 Гц.

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

Типы неполярных конденсаторов

Конденсаторы представляют собой электронные устройства, которые имеют две проводящие поверхности (пластины), разделенные изолятором (диэлектриком). Они могут временно хранить электрический заряд. Единственный тип конденсатора, который поляризован (работает по-разному в зависимости от того, каким образом ток течет через него) является электролитическим конденсатором.

Электролитические конденсаторы имеют более высокую емкость, но для большинства целей предпочтительным является неполярные конденсаторы. Они дешевле, и их можно установить в любом направлении, невзирая на полярность. Но видов неполярных конденсаторов существует немало, и в этом материале мы разберемся, какие это типы.

Керамические конденсаторы

Керамические конденсаторы являются наиболее распространенным типом неполярного конденсатора. Это хорошо протестированная технология и самый дешевый вид конденсатора. Самый старый стиль реализации (начиная с 1930-х годов) имеет форму диска, но более новые стили имеют форму блока.

Они хорошо работают в радиочастотных цепях, а новые модели работают в микроволновом диапазоне. Они доступны с емкостями от 10 пикофарад до 1 микрофарад.

Они имеют некоторую утечку (через диэлектрик), а их производительность и стабильность температуры варьируются в зависимости от производителя.

Конденсаторы с серебряной слюдой

Конденсаторы с серебряной слюдой редко встречаются – в основном потому, что они относительно дороги. Они очень надежны и устойчивы к температуре. Они имеют емкость от 1 пикофарада до 3000 пикофарад и имеют очень небольшую утечку. Они используются в генераторных и фильтрационных схемах особенно тогда, когда необходима стабильность.

Полиэфирные конденсаторы

Полиэфирные конденсаторы также известны как майларовые конденсаторы. Они являются недорогими, точными и имеют небольшую утечку. Они работают в диапазоне 0,001 микрофарад до 50 микрофарад и используются, когда точность и стабильность не так важны.

Полистирольные конденсаторы

Полистирольные конденсаторы очень точные, имеют небольшую утечку и используются в фильтрах и других схемах, где важны стабильность и точность. Они относительно дороги и работают от 10 пикофарадов до 1 микрофарада. По слухам, они уходят с рынка, поэтому они все меньше и меньше появляются в схемах.

Поликарбонатные конденсаторы

Поликарбонатные конденсаторы являются дорогостоящими и очень качественными, с высокой точностью и очень низкой утечкой. К сожалению, их производство было прекращено, и их сейчас трудно найти. Они хорошо работают в условиях жесткой и высокой температуры и имеют емкость от 100 пикофарад до 20 микрофарад.

Полипропиленовые конденсаторы

Конденсаторы из полипропилена являются дорогостоящими и высокоэффективными конденсаторами с емкостью от 100 пикофарад до 50 микрофарад. Они очень стабильны с течением времени, очень точны и имеют чрезвычайно низкую утечку.

  Лучший клей для склеивания резины

Тефлоновые конденсаторы

Это самые стабильные конденсаторы. Они чрезвычайно точны и почти не имеют утечки. Особо следует отметить, что они ведут себя точно так же хорошо в широком диапазоне колебаний частоты. Они имеют емкость от 100 пикофарад до 1 микрофарад.

Стеклянные конденсаторы

Стеклянные конденсаторы очень надежные и хорошо подходят для суровых условий. Они стабильны и работают с емкостями от 10 пикофарад до 1000 пикофарад. К сожалению, они также являются самыми дорогими конденсаторами.

Что такое конденсатор

Среди электронных компонентов, наиболее часто встречающихся в рекомендациях по ремонту оборудования наверно более 50% всех случаев поломки случаются из-за неисправности конденсаторов.

Как электрический прибор конденсатор участвует во множестве электрических схем.

Основа работы такого элемента основана на постепенном накоплении электричества разного потенциала между обкладками и его последующего резкого разряда.

Сегодня наиболее распространенными в схемотехнике являются два вида конденсаторов:

• электролитические или полярные, называются так, потому что при включении в схему аппаратуры требуют установки согласно полярности: «плюс» к плюсу схемы, а вот «минус» к отрицательному;
• неполярные все остальные типы конденсаторов.

На практике эти электронные компоненты являются небольшими по размерам приборами, но при этом имеют очень большую и довольно чувствительную емкость, поэтому при работе с ними необходимо максимально соблюдать осторожность и внимательность.

Принцип работы

Принцип работы, на котором основана работа этого радиоэлемента заключается в том, что при использовании его в электрических схемах он способен накапливать электрический заряд.

Это свойство, возможно только с переменным электрическим током – поэтому он применяется в схемах, где необходимо разделение двух составляющих тока – постоянной и переменной. А вот в схемах с постоянным электрическим током конденсатор будет выполнять роль диэлектрика, поскольку в таких условиях он не способен накапливать заряд.

Область применения

Конденсаторы применяются в зависимости от своего номинала и маркировки в различных радиосхемах и электронных приборах. Это в основном небольшие по емкости компоненты, выход их строя которых не сопровождается большими и разрушительными последствиями.

Возможные неисправности

Нерабочая электрическая схема прибора или незапускающийся двигатель сам по себе сигнализирует о неисправности одного или нескольких компонентов схемы, а вот конкретно неисправность конденсатора может быть следствием некоторых факторов, влияющих на работоспособность элемента:

• короткого замыкания внутри между обкладками;
• порыва внутренней цепи элемента;
• превышения допустимого тока утечки;
• уменьшения номинальной емкости данного прибора;
• физического повреждения корпуса и нарушения его герметичности.

Как определить поломку по внешним признакам

Вышедший из строя электронный компонент, возможно определить, или во всяком случае поставить под сомнение его работоспособность возможно благодаря следующим внешним признакам:

• нарушение герметичности корпуса – в виде разрыва внешнего корпуса и выступившего электролита;
• раздутого корпуса элемента с видными повреждениями геометрии (чаще всего они имеют цилиндрическую форму, поэтому выпуклости на внешней оболочке говорят о его неисправности).

Как проверить конденсатор (пусковой/высоковольтный/пленочный и т.д.) мультиметром

Самым простым и надежным способом проверки неисправного конденсатора является проверка его омметром, или специально собранной проверочной схемы. Омметр покажет сопротивление электронного устройства, по которому можно судить о целостности диэлектрика, и делать выводы об исправности элемента.

Сам процесс можно описать алгоритмом:

• измерительный прибор переводится в режим омметра;
• омметр выставляется в верхний режим измерения сопротивления – бесконечность значения;
• проводится измерение сопротивления устройства на выводах – в случае если прибор показывает низкое значение сопротивления (любое отличное от значения «бесконечность») то тестируемый элемент непригоден к дальнейшей работе, внутри имеется пробой диэлектрика или утечка электролита.

  Поделки из газового баллона фото

• Небольшое отклонение стрелки на циферблате тестера при проверке подобного типа электронных устройств с последующим возвращением в исходное нулевое положение свидетельствует о том, что конденсатор исправен и начал набирать небольшую емкость.
• Отклонение стрелки мультиметра на определенную величину с последующим возвращением и фиксацией на каком-либо значении сопротивления говорит о неисправности элемента.

Как проверить не выпаивая

Одним из вариантов проверки работоспособности конденсаторов без демонтажа их из схемы является включение в схему параллельно испытуемому элементу исправного компонента соответствующего номинала. Такой вариант позволяет судить о работоспособности испытуемого электронного устройства и определить вариант его замены.

Вообще чаще всего в рабочих устройствах выходят из строя в основном электролитические конденсаторы, реже полиэтилентерефталатные в высоковольтных цепях.

Как узнать ёмкость конденсатора

В большинстве случаев емкость прибора указывается в маркировке на корпусе элемента. Однако зачастую существует необходимость определения емкости электронных компонентов с недостаточно четко промаркированными данными.

В большинстве мультиметров имеется 5 пределов измерения:

• 20 нФ (20nF)
• 200 нФ (200nF)
• 2 мкФ (2uF)
• 20 мкФ (20uF)
• 200 мкФ (200uF)

Такой диапазон измерения емкости элементов позволяет проводить тестирование, как неполярных конденсаторов, так и полярных, то есть электролитических. Сам процесс проведения тестирования выглядит так:

Контрольные щупы прибора переключаются к специальным гнездам измерения емкости (гнезда Сх).

Полученное значение и показывает емкость электронного компонента схемы.

В отдельных мультиметрах, вместо специальных гнезд на рабочую панель выведены металлические пластины. Проверка элемента проводится путем присоединения выводов к платинам с соблюдением полярности.

Советы и рекомендации

1. Приступая к проверке элементов необходимо четко понимать, что даже самые современные мультиметры не способны измерять очень большую емкость таких устройств, в большинстве своем максимальным пределом является измерение как полярных, так и неполярных элементов емкостью до 200 мкФ (200uF).

2. Не лишне радиолюбителям помнить и о технике безопасности при проверке подобных утройств высоковольтных схемах.

3. Ремонт бытовой радиоаппаратуры в которой применяются высоковольтные схемы, должен начинаться после выключения прибора и разрядки электронного компонента разрядной цепью из резистора номиналом 2 кОм…1 Мом, которая соединяется с общим проводом схемы или корпусом:

• в низковольтных цепях с емкостями до 1000 мкФ и напряжением до 400 В достаточно 2 кОм (25 Вт);
• для цепей с емкостями до 2 мкФ и со средними рабочими напряжениями до 5000 В — 100 кОм (25 Вт);
• для высоковольтных цепей с емкостями до 2 нФ и рабочими напряжениями до 50 кВ — 1 МОм (10 Вт).

Ну и для любителей экстрима вполне может подойти древнейший способ проверки устройств большой емкости. После полной зарядки, а свойство заряжаться и копить заряд электричества в данном случае будет иметь основное значение, выводы элемента замыкаются на металлическом предмете, при этом желательно не только изолировать сам предмет, но и руки резиновыми перчатками.

Результат должен проявиться в неповторимой искре и одновременном звуковом сопровождении процесс разряда.

Источник: https://ostwest.su/instrumenty/kak-opredelit-poljarnyj-ili-nepoljarnyj.php/

Неполярный конденсатор – Неполярные электролитические конденсаторы: отличия от полярных

Неполярный конденсатор является распространенным элементом многих радиоэлектронных схем. Специалист, работающий в этой области, должен знать основные конструктивные и эксплуатационные особенности этих устройств, уметь их правильно монтировать и тестировать.

Внешний вид неполярных конденсаторов

Определение неполярных конденсаторов

Данные устройства представляют собой пассивные элементы, способные накапливать и хранить электрический заряд. Их отличительной особенностью является сохранение корректной работы при любом порядке подключения выводов в цепь. Это объясняется отсутствием серьезных различий в характеристиках сред, образующихся с двух сторон границы обкладок и диэлектрика.

В чем отличие полярного и неполярного конденсатора

Полярные конденсаторы имеют пару электродов: плюсовой и минусовой. Чтобы устройство могло функционировать, при его подсоединении в электроцепь необходимо соблюдение полярности. В противном случае элемент быстро придет в негодность или даже взорвется.

Электролитические накопители этого типа имеют также черты полупроводникового элемента.От неполярных эти устройства отличаются наличием существенной разницы физико-химических свойств между средами с двух сторон раздела, которые и создают полярность.

В изготовлении обоих видов устройств применяются такие токопроводящие материалы, как алюминий и тантал.

Алюминиевые электролиты

Неполярный электролитический конденсатор с алюминиевыми обкладками отличается от других изделий довольно высоким показателем индуктивности.

Она образуется вследствие скручивания обкладочных заготовок для более удобной установки в корпус-цилиндр.

Несмотря на нецелесообразность индуктивных явлений в ряде случаев, изделия из алюминия пользуются популярностью, благодаря невысокой цене и доступности. Изготавливаются они в smd форме для монтажа на поверхность печатной плиты.

Главная сфера их применения – нивелирование пульсаций в цепях, где выпрямляется переменный ток. Также с помощью этих устройств пульсирующий электроток разделяется на постоянную и переменную компоненты (это применяется в устройствах, проигрывающих звукозаписи).

Важно! При выборе конденсатора желательно брать образец с меньшим значением ESR (эквивалентного последовательного сопротивления). Особенно это критично для систем, требующих фильтрации пульсаций с высокими частотами (например, блок питания ЭВМ).

Конденсаторы с электролитом из алюминия

Электролиты на основе тантала

Этот материал дает возможность создания высокоемких изделий, сохраняющих это свойство при значительных показателях рабочего напряжения. В отличие от предыдущего типа, они почти не имеют индуктивности, что обеспечивает им большую широту сферы применения. Изделия малогабаритны, работают стабильно, служат долго.

Выпускаются в двух вариантах исполнения корпуса, заточенных под разные типы монтажа. Smd-варианты предназначены для размещения на поверхности платы. Они обладают высокой емкостью при миниатюрных размерах. Монтаж таких элементов осуществляется роботами.

Есть изделия, снабженные длинными выводами, продеваемыми в дырочки на платах.

Изделия из полимеров

В таких устройствах вместо металлических обкладок применяются полимерные материалы, проводящие ток. В остальном по особенностям строения они идентичны ранее описанным категориям.

Особенности конструкции и включения НЭК

Отличительная особенность таких изделий – отсутствие постоянного смещения масс электронов на обкладочных элементах. Это достигается благодаря тому, что детали из алюминия подвергаются окислению с двух сторон диэлектрика.

Конструкция

Из-за особенностей строения рассматриваемые устройства можно сравнить с парой встречно соединенных полярных электролитических элементов, не имеющих заряда на обкладочных поверхностях.

Поэтому, когда такой конденсатор подсоединяется в цепь, потребности в жесткой привязке к потенциалам не возникает.

Таким образом, эти изделия способны функционировать на разных участках электроцепи и поддерживать нужные емкостные показатели.

Особенности включения

Если при подключении полярного устройства перепутать местами плюсовой и минусовой выводы, оно не сможет заряжаться и разряжаться. Поэтому нормально работать такой элемент не будет.

Неполярные электролитические устройства способны работать при подключении в разные схемы без внимания к полярности.

Помимо электролитических, есть другая разновидность неполярных устройств. Их конструкция включает в себя пару обкладочных поверхностей (без поляризации) с вмонтированным промеж них диэлектриком. В электроцепях такие детали ставятся в роли малоемких элементов с функциями разделения тока на компоненты, блокировки и задания времени.

Как сделать неполярный конденсатор из полярного

Порой случаются ситуации, когда для усилителя или иного прибора нужно применить неполярный конденсаторный элемент, но под рукой присутствуют исключительно полярные.

Заменить неполяризованный конденсатор можно парой изделий с полюсами с емкостью, вдвое превышающей ту, которая требуется в схеме.

Они соединяются друг с другом встречно-последовательно: идентичные (положительные или отрицательные) выводы соединяются между собой, другие два запаиваются в схему.

Схожий принцип имеет строение НЭК с окисями на обеих обкладках. За счет этого такие продукты имеют более крупные габариты, чем полярные изделия с тем же параметром электролитической емкости. Базируясь на этом же механизме, производят НЭК с опцией пуска, заточенные под эксплуатацию в цепях переменного тока.

Соединение неполярных устройств с целью получения полярного

Как проверить неполярный конденсатор мультиметром

Чтобы провести процедуру тестирования, аппарат потребуется установить в режим омметра. Его основное назначение – измерить параметр сопротивления. При работе с данной группой элементов проверяется сопротивление утечки.

Рабочие щупы подсоединяются к выводам конденсатора, подвергающегося проверке. Теперь нужно смотреть на показания прибора. Если на экране отображается единица, значение сопротивления превышает 2 мегаом. Это считается нормальным показателем.

Если сопротивление ниже, имеет место значительная утечка.

Важно! Нужно избегать держания обеими руками выводов тестируемого устройства и щупов измерительного прибора. Это приведет к получению некорректных результатов измерений.

Проверка с помощью мультиметра

Маркировка

Обозначение емкости на таких изделиях состоит из трех цифр. Последняя из них показывает число нулей, другие две – значение параметра в пикофарадах.

Например, если на устройстве имеются цифры 123, емкость можно посчитать так: 12 пФ и 3 нуля – 12 000 пФ, то есть 0,012 мкФ.

Маркировка малоемких элементов (меньше 10 пФ) отличается использованием латинской литеры R в качестве символа, разделяющего целую и дробную части числа.

Будучи менее требовательными к условиям подключения, чем поляризованные изделия, неполярные элементы широко используются при монтаже электросхем. Они способны правильно работать в любом месте электроцепи и давать нужное значение емкости.

Видео

amperof.ru

Полярный конденсатор в цепи переменного тока, неполярные электролиты

Полярные и неполярные конденсаторы — в чем отличие

Всевозможные типы конденсаторов, используемые сегодня практически всюду в электронике и электротехнике, в качестве диэлектрика содержат различные вещества.

Однако, что касается конкретно электролитических конденсаторов, в частности также танталовых и полимерных, то для них при включении в схему важно строгое соблюдение полярности.

В чем же заключается принципиальное отличие полярного конденсатора от неполярного, почему одним конденсаторам все равно как быть включенными в схему, а другим принципиально важно соблюдение полярности? В этом и попробуем сейчас разобраться.

Дело здесь в том, что процесс изготовления электролитических конденсаторов сильно отличается от, скажем, керамических или полипропиленовых.

Если у последних двух как обкладки, так и диэлектрик однородны по отношению друг к другу, то есть нет различия в структуре на границе обкладка-диэлектрик с обеих сторон диэлектрика, то электролитические конденсаторы (цилиндрические алюминиевые, танталовые, полимерные) имеют различие в структуре перехода диэлектрик-обкладка с двух сторон диэлектрика: анод и катод отличаются по химическому составу и физическим свойствам.

Когда изготавливают электролитический алюминиевый конденсатор, то не просто скручивают в рулон две одинаковые обкладки из фольги, проложенные пропитанной электролитом бумагой.

Со стороны анодной обкладки (на которую подается +) присутствует слой оксида алюминия, нанесенный на травленую поверхность фольги особым способом. Анод призван отдавать электроны через внешнюю цепь катоду в процессе заряда конденсатора.

Отрицательная обкладка (катод) — просто алюминиевая фольга, на нее в процессе заряда приходят электроны по внешней цепи. Электролит здесь служит проводником ионов.

Так же обстоит дело и с танталовыми конденсаторами, где в качестве анода служит порошок тантала, на котором формируется пленка пентаоксида тантала (анод связан с оксидом!), несущего функцию диэлектрика, затем идет слой полупроводника — диоксида марганца в качестве электролита, затем серебряный катод, с которого будут уходить электроны в процессе разряда.

Полимерные электролитические конденсаторы в качестве катода используют легкий проводящий полимер, а в остальном все процессы аналогичны. Суть — окислительная и восстановительная реакции, как в аккумуляторной батарее. Анод окисляется во время электрохимической реакции разрядки, а катод восстанавливается.

Когда электролитический конденсатор заряжен, то имеет место избыток электронов на его катоде, на минусовой обкладке, сообщающий как раз отрицательный заряд этой клемме, а на аноде — недостаток электронов, дающий положительный заряд, таким образом получаем разность потенциалов.

Если заряженный электролитический конденсатор замкнуть на внешнюю цепь, то избыточные электроны побегут от отрицательно заряженного катода к положительно заряженному аноду, и заряд будет нейтрализован. В электролите положительные ионы движутся в этот момент от катода к аноду.

Если включить такой полярный конденсатор в цепь неправильно, то описанные реакции не смогут нормально протекать, и конденсатор не будет нормально работать. Неполярные же конденсаторы могут работать в любом включении, поскольку в них нет ни анода, ни катода, ни электролита, и их обкладки взаимодействуют с диэлектриком одинаково, ровно как и с источником.

А что если под рукой есть только полярные электролитические конденсаторы, а нужно осуществить включение конденсатора в цепь тока с меняющейся полярностью? Для этого существует одна хитрость.

Нужно взять два одинаковых полярных электролитических конденсатора, и соединить их между собой последовательно одноименными клеммами.

Получится один неполярный конденсатор из двух полярных, емкость которого будет в 2 раза меньше каждого из двух его составляющих.

На этой основе, кстати, изготавливают неполярные электролитические конденсаторы, в которых слой оксида присутствует на обеих обкладках.

По этой причине неполярные электролитические конденсаторы имеют значительно больший размер, чем полярные аналогичной емкости.

Основываясь на данном принципе, изготавливают также электролитические пусковые неполярные конденсаторы, рассчитанные на работу в цепях переменного тока частотой 50-60 Гц.

Источник: https://biysk-tv.ru/raznoe-2/nepolyarnyj-kondensator-nepolyarnye-elektroliticheskie-kondensatory-otlichiya-ot-polyarnyx.html

Разновидности конденсаторов по типу диэлектрика

В радиоэлектронике используются огромное количество всевозможных конденсаторов. Все конденсаторы различаются по таким основным параметрам как номинальная ёмкость, рабочее напряжение и допуск.Но это лишь основные параметры конденсаторов.

Ещё одним немаловажным параметрам может служить то, из какого диэлектрика состоит конденсатор. Рассмотрим более подробно, какие бывают конденсаторы по типу диэлектрика.

В радиоэлектронике применяются полярные и неполярные конденсаторы.

Отличие полярных конденсаторов от неполярных заключается в том, что полярные конденсаторы включаются в электронную схему в строгом соответствии с указанной полярностью. К полярным конденсаторам относятся так называемые электролитические конденсаторы.

Наиболее распространены радиальные алюминиевые электролитические конденсаторы. В отечественной маркировке они имеют обозначение К50-35.

Радиальный электролитический конденсатор

У аксиальных электролитических конденсаторов проволочные выводы размещены по бокам цилиндрического корпуса, в отличие от радиальных конденсаторов, выводы которых размещаются с одной стороны цилиндрического корпуса. Аксиальными электролитами являются конденсаторы с маркировкой К50-29 К50-12, К50-15 и К50-24.

аксиальные электролитические конденсаторы серии К50-29 и импортный фирмы PHILIPS

Обнаружить такие конденсаторы можно в блоках питания радиоэлектронной аппаратуры. В основном такие конденсаторы служат для фильтрации и сглаживания выпрямленного напряжения. Также электролитические конденсаторы активно применяются в усилителях звуковой частоты (усилках) для разделения постоянной и переменной составляющей тока.

Электролитические конденсаторы обладают довольно значительной ёмкостью. В основном, значения номинальной ёмкости электролитических конденсаторов простираются от 0,47 микрофарады (0,47 мкФ) до 10.000 микрофарад (10000 мкФ) и более.

Номинальное рабочее напряжение электролитических конденсаторов может быть в диапазоне от 10 вольт до нескольких сотен вольт (100 – 500 вольт). Конечно, не исключено, что есть и другие образцы, с другой ёмкостью и рабочим напряжением, но на практике встречаются они довольно редко.

Стоит отметить, что номинальная ёмкость электролитических конденсаторов уменьшается по мере их срока эксплуатации.

Поэтому, для сборки самодельных электронных устройств, стоит применять либо новые купленные конденсаторы, либо конденсаторы, которые эксплуатировались в электроаппаратуре небольшой срок.

В противном случае, можно столкнуться с ситуацией неработоспособности самодельного устройства по причине неисправности электролитического конденсатора.

Наиболее распространённый дефект “старых” электролитических конденсаторов – потеря ёмкости и повышенная утечка.

В пору широкого распространения советских цветных телевизоров в ходу была очень распространённая неисправность телевизоров по причине некачественных электролитов.

Порой доходило до того, что телемастер заменял практически все электролитические конденсаторы в схеме телевизора, после чего аппарат исправно работал долгие годы.

В последнее время всё большее распространение получают компактные электролитические конденсаторы для поверхностного монтажа. Габариты таких конденсаторов значительно меньше, чем классических выводных электролитических конденсаторов.

Конденсаторы электролитические алюминиевые для SMD монтажа на плате CD — привода

Также существуют миниатюрные танталовые конденсаторы. Они имеют довольно малые размеры и предназначены для SMD монтажа. Обнаружить такие конденсаторы легко на печатных платахминиатюрных МР-3 плееров, мобильных телефонов, материнских платах ноутбуков и компьютеров.

Танталовые электролитические конденсаторы на печатной плате MP-3 плеера

Несмотря на свои маленькие размеры, танталовые конденсаторы имеют значительную ёмкость. Данные конденсаторы аналогичны алюминиевым электролитическим конденсаторам для поверхностного монтажа, но имеют значительно меньшие размеры.

Танталовый SMD конденсатор ёмкостью 47 мкФ и рабочее напряжение 6 вольт. Печатная плата компьютерного CD-привода

В основном в компактной аппаратуре встречаются танталовые конденсаторы на 6,3 мкФ, 10 мкФ, 22 мкФ, 47 мкФ, 100 мкФ, 470 мкФ и на рабочее напряжение 10 -16 вольт. Столь небольшое рабочее напряжение конденсаторов связано с тем, что напряжение источника питания в малогабаритной электронике редко превышает порог в 5 – 10 вольт. Конечно, есть и более высоковольтные экземпляры.

Кроме танталовых конденсаторов в миниатюрной электронике используются и полимерные конденсаторы для поверхностного монтажа. Такие конденсаторы изготавливаются с применением твёрдого полимера.

Он выполняет роль отрицательной обкладки конденсатора – катода. Плюсовым выводом – анодом — в полимерном конденсаторе служит алюминиевая фольга.

Такие конденсаторы хорошо подавляют электрические шумы и пульсации, обладают высокой температурной стабильностью.

На танталовых конденсаторах указывается полярность, которую необходимо учитывать при их использовании в самодельных конструкциях.

Кроме танталовых конденсаторов в SMD корпусах есть и выводные конденсаторы с танталовым диэлектриком. Форма таких конденсаторов напоминает каплю. Отрицательный вывод маркируется полосой на корпусе конденсатора.

Такие конденсаторы также обладают всеми преимуществами, что и танталовые конденсаторы для поверхностного монтажа, а именно низким током утечки, высокой температурной и частотной стабильностью, более высоким сроком эксплуатации по сравнению с обычными электролитическими конденсаторами.

Активно применяются в телекоммуникационном оборудовании и компьютерной технике.

Выводной танталовый конденсатор ёмкостью 10 микрофарад и рабочее напряжение 16 вольт

Среди электролитических конденсаторов есть и неполярные. Выглядят они, так же как и обычные электролитические конденсаторы, но для них не важна полярность приложенного напряжения.

Применяются такие конденсаторы в схемах с переменным или пульсирующим током, где использование полярных конденсаторов невозможно. К неполярным электролитическим конденсаторам относятся конденсаторы с маркировкой К50-6.

Отличить полярный электролитический конденсатор от неполярного можно, например, по отсутствию маркировки полярности на корпусе элемента.

Источник: https://moiblogna.blogspot.com/2014/03/blog-post_1663.html

Урок 2.3 — Конденсаторы

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 параметрЧем 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 конденсатораРасстояние 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 конденсаторовО 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 конденсаторыНеполярные 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 конденсаторовНа 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) конденсаторыЕсть 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.

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

Источник: https://masterkit.ru/blog/lessons/urok-2-3-kondensatory

Электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы  В электролитических конденсаторах имеются две обкладки. В качестве одной, называемой анодом, служит фольга или таблетка, а в качестве другой, называемой катодом, — жидкий электролит или твердый полупроводник, диэлектриком — оксидная тонкая пленка, электрохимически создаваемая на аноде. 

Преимущество электролитических конденсаторов перед конден­саторами с другими диэлектриками состоит в их большой удельной емкости, недостаток — в значитель­ном ее снижении при низкой темпе­ратуре и увеличении тока утечки при высокой температуре.

Электролитические конденсаторы разделяют на

• полярные, работа­ющие только в цепях с постоянным или пульсирующим напряжением,
•  неполярные, используемые в це­пях переменного тока.

Полярные конденсаторы работо­способны при условии, что на их по­ложительный электрод (анод) пода­ется положительный потенциал источ­ника.

Если полярность подключения источника нарушается, возможен пробой и выход из строя конденса­тора (иногда сопровождаемый взры­вом).

Электролитические конденса­торы выпускают с большим интерва­лом емкости (от десятых долей до десятков тысяч микрофарад) и напряжением от 3 до 500 В.

По конструкции, виду обкладок и диэлектрика различают три типа электролитических конденсаторов:

• алюминиевые (сухие), обкладки которых изготовляют из алюминиевой фольги, а диэлект­рик — из бумажных или тканевых прокладок, пропитанных электро­литом;
• танталовые (жидкие) с таблеточным танталовым ано­дом, поверхность которого покрыта оксидной пленкой диэлектрика, и с жидким . электролитом в качестве катода;
• оксидно-полу­проводниковые (твердые) е таблеточным танталовым или алюминиевым анодом и нанесенной пленкой диэлектрика. Электро­литом служит полупроводник (двуоксид марганца), наносимый на оксидную пленку анода.

Краткая характеристика некоторых из на­иболее современных электролитических конденсаторов приведена ниже.Конденсаторы К50-6 , представляющие серию малога­баритных алюминиевых конденсаторов, предназначены для широ­ковещательной аппаратуры (транзисторных приемников, телевизо­ров и др.), с, проволочными выводами — для схем с печатным мон­тажом.

Конденсаторы больших размеров (емкостью 1000, 2000, 4000 мкФ с номинальным напряжением 10; 15; 25 В) используются для рабо­ты в цепях постоянного и пульсирующего тока, имеют лепестковые выводы и крепятся к корпусу с помощью хомута.

Неполярные конденсаторы К50-6 применяют в цепях со знако­переменным напряжением, причем это напряжение должно быть значительно ниже номинального. Номинальные емкости и напряже­ния конденсаторов К50-6 приведены в табл. 25.

Номинальное напряжение, В	Номинальная емкость. мкФ
6	50; 100; 200; 500
10	10; 20; 50; 100; 200; 500; 1000; 2000; 4000
15	1; 5; 10; 20; 30; 50; 100; 200; 500; 1000; 2000; 4000
25 50 100	1; 5; 10; 20; 50; 100; 200; 500; 1000; 2000; 4000 1; 2; 5; 10; 20; 50; 100; 200 1; 2; 5; 10; 20
160	1; 2; 5; 10
15*	5; 10; 20; 50
25*	10

* Неполярные конденсаторы. 

Действительные емкости конденсаторов К50-6 при нормальных условиях (температуре +25 °С) могут отличаться от номинальных на — 20-+80%. При работе конденсаторов в цепях пульсирующе­го тока частотой 50 Гц амплитуда напряжения переменной состав­ляющей не должна превышать значений, указанных в табл.

26, а сумма амплитуды и постоянной составляющей напряжения — но­минального напряжения. Ток утечки (мкА) конденсаторов К50-6 в нормальных условиях Iут=0,05 С U+3, где С — номинальная ем­кость, мкФ; U — номинальное напряжение, В. Эти~конденсаторы выпускают с диапазоном рабочих температур от — 10 до +70С.

Срок их службы 5000 ч.

Таблица 26

Пределы номинальных емкостей, МКФ	Номинальное напряжение, В	Амплитуда переменной составляющей, % Uaou	Пределы номинальных емкостей, мкФ	Номинальное напряже­ние, В	Амплитуда переменное составляющей, % Uном
50—200	6	2000	10 И 15
10—100 1—50	10 15	25	500—1000 50—200	25 50	15
1—20	25	1—5	100
500	6
200—1000	10	2000	25
100—1000	15	20	10—20	100	10
50—200	25	1—10	160
1—20	50	4000	10—25	5

Конденсаторы К50-7  дополняют серию малогабарит­ных алюминиевых конденсаторов в интервале напряжений от 160 до 450 В и емкостей от 5 до 500 мкФ. Значения номинального и ам­плитудного напряжений и емкости конденсаторов К50-7 приведены в табл. 27.

Номинальное напряжение, В	Амплитудное напряжение, В	Номинальная емкость, мкФ
50	58	100+300*; 300+300
160	185	20; 50; 100; 200; 500
250	290	10; 20; 50; 100; 200; 100+100; 150+150
300	345	5; 10; 20; 50; 100; 200; 50+50; 100+ 100
350	400	5; 10; 20; 50; 100; 20+20; ЪО+50; 30+
+ 150
450	495	5; 10; 20; 50; 100; 10+10; 20+20; 50+, +50

* Рассчитаны на две емкости.

Конденсаторы К50-7 выпускают с допустимыми отклонениями действительной емкости от номинальной на — 20-+80%.

При их использовании в цепях с частотой рыше 50 Гц амплитуда напряже­ния переменной составляющей должна уменьшаться, как и у всех электролитических конденсаторов, обратно пропорционально часто­те.

Значения амплитуды напряжения переменной составляющей пульсирующего тока Um~ частотой 50 Гц, при которой могут быть использованы конденсаторы, приведены в табл. 28.

Во избежание перегрева конденсаторов амплитуда напряжения переменной составляющей не должна превышать напряжения по» — стоянного тока. Ток утечки (мкА) этих конденсаторов Iут = 0,05СU+ +30. Тангенс угла потерь конденсаторов с номинальным напряже­нием 50 В может быть до 0,25, с напряжением 160 — 450В — до 0,15. Срок службы К50-7 — 5000 ч.

Конденсаторы К50-12 (см. рис. 7), отличающиеся от рассмот­ренных меньшими габаритными размерами, выпускают 67 типономи-налов емкостью от 1 до 5000 мкФ и напряжением от 6 до 450 В Их используют для работы в цепях постоянного и пульсирующего токов в диапазоне рабочих температур, от — 20 до +70 °С. Срок службы 5000 ч, а хранения 5 лет.

Конденсаторы К50-14, используемые в цепях постоянного и пульсирующего токов в диапазоне рабочих температур от — 10 до + 85 °С, выполняют в виде многосекционных блоков, в которых в од­ном корпусе содержится несколько емкостей.

Анодная лента таких конденсаторов разделена на четыре отрезка (каждый с отдельным выводом). Выводы анодов равномерно распределены по торцу сек­ции. Катод в секции конденсатора — обший. Номинальные емкости и напряжения конденсаторов К50-14 приведены в табл. 29.

Дейст­вительные емкости могут отличаться от номинальных на — 20 -ь +50%.

Таблица 28

Номинальная емхость, мкФ	Номинальное напряжение, В	Амплитуда переменной составляющей % Uном	Номинальная емкость, мкФ	Номинальное напряжение, В	Амплитуда переменной составляющей, % UНО||
5	300  350 450	20  15 15	200	160 250  300	15  10 7
10	250  300 350 450	20 20 15 15	500	160	10
10+10	450	10
20	160  250 300 350 450	20 20 15 10 10
20+20	350 450	10  5
30+150	350	5
50	160 250 300 350 450	20 15 10 5 5
50+50,	300  350 450	10 10  5
100+100	250 300	10  7
100	160  250 300 350 450	15  10 7 5 5
150+150	250	10
300+100	50	20
300+300	50	15

Таблица 29

Номинальное напряжение, В	Номинальное пи­ковое напряжение, В	Номинальная емкость С, мкФ, на выводах
1	2	3	4
40	45	5000	5000	1000	1000
350	400	150	150	50	50
350	400	200	200	50	50
450	495	50	50	30	30

При работе в цепях пульсирующего тока амплитуда напряже­ния переменной составляющей частотой 50 Гц яе должна превышать 5 % для конденсаторов с номинальным напряжением 350 В и 3 % — с напряжением 450 В. Ток утечки Iут=0,02 С UНОм. Срок службы конденсаторов 5000 ч, хранения — 5 лет.

Конденсаторы К50-15 выпускают полярными и неполярными. Последние допускают периодическое, непродолжительное включение их в цепь переменного тока.

Полярные конденсаторы изготовляют с номинальными напряжениями от 6,3 до 250 В и емкостями от 2,2 до 680 мкФ|, неполярные — от 25 до 100 В и от 4,7 до 100 мкФ соот­ветственно.

Конденсаторы К50-16 аналогичны конденсаторам К50-6, но име­ют меньшие габаритные размеры при тех же номинальных напря­жениях и емкостях. Их выпускают с пределами номинальных напря­жений от 6,3 до 160 В и емкостей от 0,5 до 5000 мкФ с отклонением последних на — 20-+80 %. Диапазон рабочих температур этих кон­денсаторов от — 20 до +70°С, срок службы — 5000 ч.

Конденсаторы К53-4 оксидно-полупроводникового типа с табле­точными ниобиевыми анодами применяют для работы в цепях по­стоянного и пульсирующего токов-в диапазоне рабочих температур от — 60 до + 85°С и выпускают с пределами номинальных напряже­ний 6 — 20 В и емкостей 0,47 — 100 м~кФ с допустимым отклонением последних от ±10 до +30%. Срок службы конденсаторов 5000 ч, хранения — 11 лет.

Конденсаторы К53-8 алюминиевые оксидно-полупроводникового типа. Электролит у таких конденсаторов заменен твердым полупро­водником (двуоксидом марганца МпО2, нанесенным на оксидную пленку алюминия).

Их используют для работы в цепях постоянного и пульсирующего токов в диапазоне рабочих температур от — 60 до +85°С и выпускают с пределами номинальных напряжений 1,5 — 15 В и емкостей 0,5 — 20 мкФ.

Срок службы конденсаторов 5000 ч, хранения — 12 лет.

Источник: https://audioakustika.ru/node/938