Типы конденсаторов: классификация по характеристикам и функциональному назначению

Конденсатор — это электрический (электронный) компонент, состоящий из двух проводников (обкладок), разделенных между собой слоем диэлектрика. Существует много видов конденсаторов. В основном они делятся по материалу из которого изготовлены обкладки и по типу используемого диэлектрика между ними.

Виды конденсаторов

Бумажные и металлобумажные конденсаторы

У бумажного конденсатора диэлектриком, разделяющим фольгированные обкладки, является специальная конденсаторная бумага. В электронике бумажные конденсаторы могут применяться как в цепях низкой частоты, так и в высокочастотных цепях.

• Хорошим качеством электрической изоляции и повышенной удельной емкостью обладают герметичные металлобумажные конденсаторы, у которых вместо фольги (как в бумажных конденсаторах) используется вакуумное напыление металла на бумажный диэлектрик.
• Бумажный конденсатор не имеет большую механическую прочность, поэтому его начинку помещают в металлический корпус, служащий механической основой его конструкции.

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор
Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Электролитические конденсаторы

В электролитических конденсаторах, в отличии от бумажных, диэлектриком является тонкий слой оксида металла, образованный электрохимическим способом на положительной обложке из того же металла.

Вторую обложку представляет собой жидкий или сухой электролит. Материалом, создающим металлический электрод в электролитическом конденсаторе, может быть, в частности, алюминий и тантал. Традиционно, на техническом жаргоне «электролитом» называют алюминиевые конденсаторы с жидким электролитом.

Но, на самом деле, к электролитическим также относятся и танталовые конденсаторы с твердым электролитом (реже встречаются с жидким электролитом). Почти все электролитические конденсаторы поляризованы, и поэтому они могут работать только в цепях с постоянным напряжением с соблюдением полярности.

В случае инверсии полярности, может произойти необратимая химическая реакция внутри конденсатора, ведущая к разрушению конденсатора, вплоть до его взрыва по причине выделяемого внутри него газа.

К электролитическим конденсаторам так же относится, так называемые, суперконденсаторы (ионисторы) обладающие электроемкостью, доходящей порой до нескольких тысяч Фарад.

Алюминиевые электролитические конденсаторы

В качестве положительного электрода используется алюминий. Диэлектрик представляет собой тонкий слой триоксида алюминия (Al2O3),

Свойства:

• работают корректно только на малых частотах;
• имеют большую емкость.

Характеризуются высоким соотношением емкости к размеру: электролитические конденсаторы обычно имеют большие размеры, но конденсаторы другого типа, одинаковой емкости и напряжением пробоя были бы гораздо больше по размеру.

Характеризуются высокими токами утечки, имеют умеренно низкое сопротивление и индуктивность.

Танталовые электролитические конденсаторы

Это вид электролитического конденсатора, в котором металлический электрод выполнен из тантала, а диэлектрический слой образован из пентаоксида тантала (Ta2O5).

Свойства:

• высокая устойчивость к внешнему воздействию;
• компактный размер: для небольших (от нескольких сотен микрофарад), размер сопоставим или меньше, чем у алюминиевых конденсаторов с таким же максимальным напряжением пробоя;
• меньший ток утечки по сравнению с алюминиевыми конденсаторами.

Полимерные конденсаторы

В отличие от обычных электролитических конденсаторов, современные твердотельные конденсаторы вместо оксидной пленки, используемой в качестве разделителя обкладок, имеют диэлектрик из полимера. Такой вид конденсатора не подвержен раздуванию и утечке заряда.

Физические свойства полимера способствуют тому, что такие конденсаторы отличаются большим импульсным током, низким эквивалентным сопротивлением и стабильным температурным коэффициентом даже при низких температурах.

Полимерные конденсаторы могут заменять электролитические или танталовые конденсаторы во многих схемах, например, в фильтрах для импульсных блоков питания, или в преобразователях DC-DC.

Пленочные конденсаторы

В данном виде конденсатора диэлектриком является пленка из пластика, например, полиэстер (KT, MKT, MFT), полипропилен (KP, MKP, MFP) или поликарбонат (KC, MKC).

Электроды могут быть напыленными на эту пленку (MKT, MKP, MKC) или изготовлены в виде отдельной металлической фольги, сматывающейся в рулон или спрессованной вместе с пленкой диэлектрика (KT, KP, KC). Современным материалом для пленки конденсаторов является полифениленсульфид (PPS).

Общие свойства пленочных конденсаторов (для всех видов диэлектриков):

• работают исправно при большом токе;
• имеют высокую прочность на растяжение;
• имеют относительно небольшую емкость;
• минимальный ток утечки;
• используется в резонансных цепях и в RC-снабберах.

Отдельные виды пленки отличаются:

• температурными свойствами (в том числе со знаком температурного коэффициента емкости, который является отрицательным для полипропилена и полистирола, и положительным для полиэстера и поликарбоната)
• максимальной рабочей температурой (от 125 °C, для полиэстера и поликарбоната, до 100 °C для полипропилена и 70 °С для полистирола)
• устойчивостью к электрическому пробою, и следовательно максимальным напряжением, которое можно приложить к определенной толщине пленки без пробоя.

Конденсаторы керамические

Этот вид конденсаторов изготавливают в виде одной пластины или пачки пластин из специального керамического материала. Металлические электроды напыляют на пластины и соединяют с выводами конденсатора. Используемые керамические материалы могут иметь очень разные свойства.

Разнообразие включает в себя, прежде всего, широкий диапазон значений относительной электрической проницаемости (до десятков тысяч) и такая величина имеется только у керамических материалов.

Столь высокое значение проницаемости позволяет производить керамические конденсаторы (многослойные) небольших размеров, емкость которых может конкурировать с емкостью электролитических конденсаторов, и при этом работающих с любой поляризацией и характеризующихся меньшими утечками.

Керамические материалы характеризуются сложной и нелинейной зависимостью параметров от температуры, частоты, напряжения. В виду малого размера корпуса — данный вид  конденсаторов имеет особую маркировку.

Конденсаторы с воздушным диэлектриком

Здесь диэлектриком является воздух. Такие конденсаторы отлично работают на высоких частотах, и часто выполняются как конденсаторы переменной емкости (для настройки).

Источник: https://www.joyta.ru/7933-vidy-kondensatorov-i-ix-primenenie/

Конденсаторы Классификация конденсаторов 1 По назначению 1

• Литая секционированная — характерна для монолитных многослойных керамических конденсаторов. Изготовляют путем литья горячей керамики, в результате которого получают керамическую заготовку 1 с толщиной стенок около 100 мкм и прорезями (пазами) 2 между ними, толщина которых порядка 130 -150 мкм. Затем эта заготовка окунается в серебряную пасту, которая заполняет пазы, после чего осуществляют вжигание серебра в керамику.

• Рулонная конструкция — характерна для бумажных пленочных низкочастотных конденсаторов, обладающих большой емкостью.

Бумажный конденсатор образуется путем свертывания в рулон бумажной ленты 1 толщиной около 5 -6 мкм и ленты из металлической фольги 2 толщиной около 10 -20 мкм.

В металлобумажных конденсаторах вместо фольги применяется тонкая металлическая пленка толщиной менее 1 мкм, нанесенная на бумажную ленту.

• Переменной емкости и подстроечные

Параметры конденсаторов • Номинальная емкость Сном – емкость конденсатора согласно техническим условиям + допуск. Определяет величину электрического заряда, накапливаемого на обкладках при напряжении в 1 В. * Стандартную шкалу емкостей и допусков см. в теме «Резисторы»

• Номинальное напряжение Uном – напряжение, при котором конденсатор может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением своих параметров. В случае превышения Uном может возникнуть необратимый пробой конденсатора. * При повышении температуры Uном снижается! Для повышения надежности рабочее напряжение конденсатора выбирают меньше номинального!

• Тангенс угла диэлектрических потерь tg δ – характеризует активные потери энергии в конденсаторе. • добротность конденсатора

• Температурный коэффициент емкости (для линейных конденсаторов)

Группы ТКЕ Обозначение группы Значение ТКЕ (10 -6 1/Со) П 100 (120) П 60 П 33. . . . МП 0 М 33 М 47. . . . +100 (+120) +60 +33 ~0 -33 -47

• Допускаемое изменение емкости для нелинейных (сегнетоэлектрических) конденсаторов. Обозначение группы Н 10 Н 20 Н 30 Н 70 Н 90 Допускаемое изменение емкости при t = от -60 Со до + 85 Со (%) +/-10 +/- 20 +/-30 +80/-70 +50/-90

• Коэффициент старения – характеризует стабильность параметров во времени.

Паразитные параметры конденсаторов • Схема замещения конденсатора

• Rd – сопротивление изоляции. Rd=U/Iут * постоянная времени — время за которое напряжение на обкладках уменьшается в е раз. Rs – эквивалентное последовательное сопротивление. Обусловлено сопротивлением обкладок. Зависит от частоты! Вследствие скин-эффекта. Li – эквивалентная последовательная индуктивность. Обусловлена собственной индуктивностью обкладок и выводов.

Обозначения конденсаторов • Подклассы конденсаторов: К – конденсаторы постоянной емкости; КП – конденсаторы переменной емкости; КТ – подстроечные конденсаторы.

• Группы конденсаторов (обозначаются цифрами) Группа Тип К 10 Керамические низковольтные 1600 В К 50 Оксидноэлектролитические К 21 Стеклянные К 51 Танталовые, ниобиевые К 22 Стеклокерамические К 52 Объемно-пористые К 26 Тонкопленочные К 53 Оксиднополупроводниковые К 31 Слюдяные маломощные К 60 Воздушные К 32 Слюдяные мощные К 61 Вакуумные К 40 Бумажные, фольговые до К 70 (71) 2 к. В К 41 Бумажные, фольговые свыше 2 к. В . . . Полистирольные

• Группы подстроечных конденсаторов и конденсаторов переменной емкости (КТ и КП): • 1 – вакуумные; • 2 – воздушные; • 3 – с газообразным диэлектриком; • 4 – с твердым диэлектриком. # КТ 4 -28 – подстроечный конденсатор с т вердым диэлектриком.

Задание • По обозначениям на корпусе конденсатора определить его параметры и свойства.

Источник: https://present5.com/kondensatory-klassifikaciya-kondensatorov-1-po-naznacheniyu-1/

Виды конденсаторов, их классификация

Конденсатор — это прибор, способный накапливать электрические заряды. Он применяется в электрических и электронных схемах повсюду.

Современная промышленность выпускает множество их видов, которые отличаются друг от друга по разным параметрам.

Это емкость, принцип работы, тип разделения зарядных проводников, диапазон допустимых напряжений, компоновка, материалы, из которых устройство изготовлено.

Любой конденсатор состоит из двух проводников, разделенных изолятором.

Она тем больше, чем ближе проводники друг к другу и чем больше их «почти соприкасающаяся» площадь. Разделяющая проводники среда тоже дает свой вклад. Среда эта — диэлектрик, имеющий определенную диэлектрическую проницаемость.

Из чего состоит конденсатор

d – толщина диэлектрика, разделяющего металлические пластины

Емкость конденсатора вычисляется по формуле

Формула

, где S – площадь обкладок, d – толщина диэлектрика (расстояние между обкладками), а ε – проницаемость используемого диэлектрика относительно вакуума, диэлектрическая проницаемость которого известна довольно точно:

Единица измерения этой величины — фарада, деленная на метр

Здесь она выражена через другие единицы системы СИ. Здесь и метры в кубе в знаменателе, и секунды в четвертой степени в числителе, что произошло от формулы, где в знаменателе стоит скорость света в квадрате. И тогда емкость C и измеряется в фарадах.

И из формулы видно, что емкость и зависит как раз от площади обкладок, расстояния между ними (которое заполнено диэлектриком) и материала диэлектрика, значение ε которого можно найти по таблицам. Классификация конденсаторов делается по виду использования, по типу компонент.

Классификация по принципу действия

Самый простой конденсатор еще называется сухим, или твердотельным, потому что все материалы его твердые и самые обыкновенные. Зная описание, его можно изготовить вручную. В качестве изолятора берется бумажная лента, но так как она гигроскопична, то ее пропитывают парафином или маслом.

Конденсатор изнутри

Сухие конденсаторы

Сухие или мокрые конденсаторы — зависит от заполнения между пластинами. Для сухих это может быть бумага, керамика, слюда, пластик (полиэстер, полипропилен). У каждого из диэлектриков свои физические свойства.

Наиболее прочные (керамика) хорошо сопротивляются физическому разрушению и пробою.

Пластичные допускают наносить обкладки в виде металлического напыления прямо на слой диэлектрика, что позволяет идти по пути микроминиатюризации.

Разновидности сухих конденсаторов и их различные формы и исполнения

Типы конденсаторов с другими состояниями компонентов

Кроме твердого диэлектрика, бывают конденсаторы с диэлектриком:

Конденсатор с жидким диэлектриком

• газообразным (наполненные инертным газом для защиты электродов);

Конденсатор с газообразным диэлектриком

С вакуумным диэлектриком

С воздушным диэлектриком

Однако и электроды бывают не всегда вполне твердые.  

Электролитические конденсаторы

Для создания большой емкости используют методы сближения обкладок не механические, а химические. Пользуясь тем, что алюминиевая фольга всегда на воздухе покрывается слоем диэлектрика (Al2O3), к алюминиевому электроду вплотную приближают жидкий электрод в виде электролита. Тогда толщина изолирующего промежутка исчисляется атомными расстояниями, и это резко увеличивает емкость.

Электролитический конденсатор

d – толщина диэлектрика

Так как на нижней поверхности верхней обкладки имеется слой оксида, диэлектрика, то именно его толщину и следует считать d — толщиной диэлектрика. Нижним электродом является нижняя обкладка, плюс слой электролита, которым пропитана бумага.

В электролитических конденсаторах заряд создается не только свободными электронами металла, но еще и ионами электролита. Поэтому важна полярность подключения.

Кроме электролитических конденсаторов, использующих в качестве изоляции оксид металла, по такому же принципу работают полевые (МОП) транзисторы. Они в электронных схемах часто и используются в качестве конденсаторов, имеющих емкость в несколько десятков нанофарад.

Еще аналогичный принцип работы у конденсаторов оксидно-полупроводниковых, в которых вместо жидкого электролита — твердый полупроводник. Но этими типами не исчерпываются конденсаторы, слой диэлектрика у которых имеет микроскопическую толщину.

Суперконденсатор, или ионистор

Возможен еще вариант создания слоя, играющего роль диэлектрика, в жидком электролите.

Если залить им поверхность некоего пористого проводника (активированного угля), то при наличии на нем заряда ионы противоположного знака из электролита «прилипают» к проводнику.

А к ним, в свою очередь, присоединяются другие ионы. И все вместе образует многослойную конструкцию, способную накапливать электрические заряды.

Как путешествуют ионы

Процессы в жидком электролите особого состава для суперконденсаторов уже напоминают нечто, что происходит в электролитах аккумуляторов. Ионистор и по своим характеристикам приближается к аккумуляторам, кроме того, его зарядка проходит легче и быстрее.

И в них в циклах зарядки/разрядки не происходит порчи электродов, как это обычно бывает в аккумуляторах. Ионисторы более надежные, долговечные, и ими как устройствами питания оснащают электротранспортные средства.

А пористое вещество электродов дает просто колоссальную площадь поверхности. Вместе с наноскопически малой толщиной изолирующего слоя в электролите это и создает гигантскую емкость суперконденсаторов (ультраконденсаторов) — фарады, десятки и сотни фарад.

Выпускается множество различных суперконденсаторов, некоторые по виду не отличаются от аккумуляторов.

Классификация по применению

 Большинство конденсаторов изготовляются для использования в отлаженных, настроенных электрических схемах и цепях. Но во многих схемах производится настройка электрических или частотных параметров. Конденсаторы для этой цели очень удобны: можно менять емкость без изменения электрических контактов между обкладками.

По этому признаку конденсаторы бывают постоянными, переменными и подстроечными.

Как работают различные конденсаторы

Подстроечные обычно исполняются в миниатюрном виде и предназначены для постоянной работы в схемах после небольшой предварительной оптимизирующей подстройки. Переменные имеют более широкие диапазоны параметров, чтобы проводить систематическую настройку (например, поиск волны в радиоприемнике).   

По диапазону напряжений

Диапазон рабочих напряжений — очень важная характеристика конденсатора. В электронных схемах напряжения обычно небольшие. Верхняя граница — около 100 вольт. Но схемы электропитания, различные блоки питания, выпрямители, стабилизаторы приборов требуют установки конденсаторов, которые могли бы выдерживать напряжения до 400–500 вольт — с учетом возможных всплесков, и даже до 1000 вольт.

Но в сетях передачи электроэнергии напряжения бывают гораздо выше. Существуют высоковольтные конденсаторы специального исполнения.   

Использование конденсатора вне его диапазона напряжений грозит пробоем. После пробоя устройство становится просто проводником и свои функции выполнять перестает.

В этом случае пробой грозит той части схемы, куда после этого хлынет постоянное напряжение: могут гореть другие элементы, может быть поражение электрическим током. Для электролитических конденсаторов это явление грозит еще и взрывом.

Высоковольтные конденсаторы

Слева – до 35 кВ, справа – до 4 кВ

Так как для пробоя на высоком напряжении нужен определенный минимум расстояния между проводниками, обычно для высоковольтного исполнения приборы и выполняются значительными по размерам. Или бывают изготовлены из определенных стойких к пробою материалов: керамические и … метало-бумажные. Разумеется, все в соответствующем по свойствам корпусе.

Маркировка конденсаторов

Существует несколько маркировок. Старая маркировка может состоять из трех или четырех цифр, в этом случае первые две (три) цифры означают мантиссу емкости (в пикофарадах), последняя цифра дает степень множителя-десятки.

Так выглядит трехзначная маркировка конденсаторов (обозначение емкостей)

Маркировки конденсаторов

• Как видим, такая маркировка охватывает только емкость конденсаторов.               
• Кодовая маркировка содержит информацию и о материалах, и о напряжениях, и о допусках.
• На больших конденсаторах обозначения располагают прямо на корпусе.

Прежде всего обозначаются фарады

Наносятся также допуски в процентах. При больших значениях емкости и диапазона разброс параметров может быть большим

Наносятся также допуски в процентах. При больших значениях емкости и диапазона разброс параметров может быть большим

Номиналы напряжений обозначаются цифрами с добавлением VAC (volt alternative current — вольт переменного тока) или VDC — постоянного тока

Номиналы напряжений обозначаются цифрами с добавлением VAC (volt alternative current — вольт переменного тока) или VDC — постоянного тока

При отсутствии обозначений, касающихся напряжения, это низковольтный прибор. Встречаются условные буквенные обозначения напряжений.

Полярность обозначается «+ -» или канавкой кольцевого вида около минусового вывода. При наличии этого обозначения полярность соблюдать неукоснительно!

Встречаются и другие маркировки конденсаторов, выпущенных для специфических целей. Их расшифровки можно найти в специальных справочниках.

Источник: https://domelectrik.ru/baza/komponenty/vidy-kondensatorov-ih-klassifikaciya

Конденсатор

Конденсатор — это двухполюсник с определённым или переменным значением ёмкости и малой проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля.

Список конденсаторов

Конденсатор является пассивным электронным компонентом.

В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок.

Практически применяемые конденсаторы имеют много слоёв диэлектрика и многослойные электроды, или ленты чередующихся диэлектрика и электродов, свёрнутые в цилиндр или параллелепипед со скруглёнными четырьмя рёбрами (из-за намотки).

Изобрел первую конструкцию-прототип электрического конденсатора «лейденскую банку» в 1745 году, в Лейдене, немецкий каноник Эвальд Юрген фон Клейст и независимо от него голландский физик Питер ван Мушенбрук.

Конденсатор в цепи постоянного тока может проводить ток в момент включения его в цепь (происходит заряд или перезаряд конденсатора), по окончании переходного процесса ток через конденсатор не течёт, так как его обкладки разделены диэлектриком. В цепи же переменного тока он проводит колебания переменного тока посредством циклической перезарядки конденсатора, замыкаясь так называемым током смещения.

При изменении частоты изменяются диэлектрическая проницаемость диэлектрика и степень влияния паразитных параметров — собственной индуктивности и сопротивления потерь. На высоких частотах любой конденсатор можно рассматривать как последовательный колебательный контур, образуемый ёмкостью, собственной индуктивностью и сопротивлением потерь.

Резонансная частота конденсатора равна: fр = 1/ (2∏ ∙ √Lс ∙ C).

При f > fp конденсатор в цепи переменного тока ведёт себя как катушка индуктивности. Следовательно, конденсатор целесообразно использовать лишь на частотах f < fp, на которых его сопротивление носит ёмкостный характер. Обычно максимальная рабочая частота конденсатора примерно в 2—3 раза ниже резонансной.

Отечественные неполярные конденсаторы:

На электрических принципиальных схемах номинальная ёмкость конденсаторов обычно указывается в микрофарадах (1 мкФ = 1·106 пФ = 1·10−6 Ф) и пикофарадах, но нередко и в нанофарадах (1 нФ = 1·10−9 Ф). При ёмкости не более 0,01 мкФ, ёмкость конденсатора указывают в пикофарадах, при этом допустимо не указывать единицу измерения, то есть постфикс «пФ» опускают.

При обозначении номинала ёмкости в других единицах указывают единицу измерения. Для электролитических конденсаторов, а также для высоковольтных конденсаторов на схемах, после обозначения номинала ёмкости, указывают их максимальное рабочее напряжение в вольтах (В) или киловольтах (кВ). Например так: «10 мкФ x 10 В».

Для переменных конденсаторов указывают диапазон изменения ёмкости, например так: «10 — 180».

Основные параметры конденсаторов:

1. Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость, характеризующая способность конденсатора накапливать электрический заряд. В обозначении конденсатора фигурирует значение номинальной ёмкости, в то время как реальная ёмкость может значительно меняться в зависимости от многих факторов. Реальная ёмкость конденсатора определяет его электрические свойства. Так, по определению ёмкости, заряд на обкладке пропорционален напряжению между обкладками. Типичные значения ёмкости конденсаторов составляют от единиц пикофарад до тысяч микрофарад. Однако существуют конденсаторы (ионисторы) с ёмкостью до десятков фарад.
2. Конденсаторы также характеризуются удельной ёмкостью — отношением ёмкости к объёму (или массе) диэлектрика. Максимальное значение удельной ёмкости достигается при минимальной толщине диэлектрика, однако при этом уменьшается его напряжение пробоя.
3. Плотность энергии электролитического конденсатора зависит от конструктивного исполнения. Максимальная плотность достигается у больших конденсаторов, где масса корпуса невелика по сравнению с массой обкладок и электролита.
4. Другой, не менее важной характеристикой конденсаторов является номинальное напряжение — значение напряжения, обозначенное на конденсаторе, при котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах. Номинальное напряжение зависит от конструкции конденсатора и свойств применяемых материалов. При эксплуатации напряжение на конденсаторе не должно превышать номинального. Для многих типов конденсаторов с увеличением температуры допустимое напряжение снижается, что связано с увеличением тепловой скорости движения носителей заряда и, соответственно, снижению требований для образования электрического пробоя.
5. Полярность. Многие конденсаторы с оксидным диэлектриком (электролитические) функционируют только при корректной полярности напряжения из-за химических особенностей взаимодействия электролита с диэлектриком. При обратной полярности напряжения электролитические конденсаторы обычно выходят из строя из-за химического разрушения диэлектрика с последующим увеличением тока, вскипанием электролита внутри и, как следствие, с вероятностью взрыва корпуса.

Обозначение на схемах:

Основная классификация конденсаторов проводится по типу диэлектрика в конденсаторе. Тип диэлектрика определяет основные электрические параметры конденсаторов: сопротивление изоляции, стабильность ёмкости, величину потерь и др.

По виду диэлектрика различают:

1. Конденсаторы вакуумные (между обкладками находится вакуум).
2. Конденсаторы с газообразным диэлектриком.
3. Конденсаторы с жидким диэлектриком.
4. Конденсаторы с твёрдым неорганическим диэлектриком: стеклянные (стеклоэмалевые, стеклокерамические, стеклоплёночные), слюдяные, керамические, тонкослойные из неорганических плёнок.
5. Конденсаторы с твёрдым органическим диэлектриком: бумажные, металлобумажные, плёночные, комбинированные — бумажноплёночные, тонкослойные из органических синтетических плёнок.
6. Электролитические и оксидно-полупроводниковые конденсаторы. Такие конденсаторы отличаются от всех прочих типов прежде всего большой удельной ёмкостью. В качестве диэлектрика используется оксидный слой на металлическом аноде. Вторая обкладка (катод) — это или электролит (в электролитических конденсаторах), или слой полупроводника (в оксидно-полупроводниковых), нанесённый непосредственно на оксидный слой. Анод изготовляется, в зависимости от типа конденсатора, из алюминиевой, ниобиевой или танталовой фольги или спечённого порошка. Время наработки на отказ типичнного электролитического конденсатора 3000-5000 часов при максимально допустимой температуре, качественные конденсаторы имеют время наработки на отказ не менее 8000 часов при температуре 105°С. Рабочая температура — основной фактор, влияющий на продолжительность срока службы конденсатора. Если нагрев конденсатора незначителен из-за потерь в диэлектрике, обкладках и выводах, (например, при использовании его во времязадающих цепях при небольших токах или в качестве разделительных), можно принять, что интенсивность отказов снижается вдвое при снижении рабочей температуры на каждые 10 °C вплоть до +25 °C. Твердотельные конденсаторы — вместо традиционного жидкого электролита используется специальный токопроводящий органический полимер или полимеризованный органический полупроводник. Время наработки на отказ ~50000 часов при температуре 85°С. ЭПС меньше чем у жидко-электролитических и слабо зависит от температуры. Не взрываются.

Вакуумный конденсатор:

Кроме того, конденсаторы различаются по возможности изменения своей ёмкости:

1. Постоянные конденсаторы — основной класс конденсаторов, не меняющие своей ёмкости (кроме как в течение срока службы).
2. Переменные конденсаторы — конденсаторы, которые допускают изменение ёмкости в процессе функционирования аппаратуры. Управление ёмкостью может осуществляться механически, электрическим напряжением (вариконды, варикапы) и температурой (термоконденсаторы). Применяются, например, в радиоприёмниках для перестройки частоты резонансного контура.
3. Подстроечные конденсаторы — конденсаторы, ёмкость которых изменяется при разовой или периодической регулировке и не изменяется в процессе функционирования аппаратуры. Их используют для подстройки и выравнивания начальных ёмкостей сопрягаемых контуров, для периодической подстройки и регулировки цепей схем, где требуется незначительное изменение ёмкости.

Два бумажных электролитических конденсатора 1930 года:

В зависимости от назначения можно условно разделить конденсаторы на конденсаторы общего и специального назначения. Конденсаторы общего назначения используются практически в большинстве видов и классов аппаратуры. Традиционно к ним относят наиболее распространённые низковольтные конденсаторы, к которым не предъявляются особые требования.

Все остальные конденсаторы являются специальными. К ним относятся высоковольтные, импульсные, помехоподавляющие, дозиметрические, пусковые и другие конденсаторы.

Серебрянный конденсатор для аудио.

Также различают конденсаторы по форме обкладок:

Источник: https://ldsound.ru/kondensator/

Типы и характеристики конденсаторов

Июль 21, 2014

12832 просмотров

В прошлой статье было рассмотрено то, как работают конденсаторы и для чего они нужны. Сейчас Мы рассмотрим очень важные вопросы по подбору конденсаторов- их характеристики и типы. Помните, что очень важно подбирать подходящего типа конденсатор для определенных условий, от этого зависят их эффективность работы, долговечность и целесообразность их применения в каждой конкретной ситуации.

Характеристики конденсаторов

Основные характеристики конденсаторов наносятся на его корпусе, кроме того там указывается тип конденсатора, название фирмы изготовителя и дата выпуска.

• Номинальная емкость конденсатора- самый важный параметр. Согласно ГОСТ 2.702 номинальная емкость в пределах  от 0 до 9 999 пФ указывается на схемах без указания единицы измерения в пикофарадах , а в пределах от 10 000 пФ до 9 999 мкФ — в микрофарадах с указанием единицы измерения буквами мк, а на самом конденсаторе- мкФ или uF.
• После величины емкости указывается допускаемые отклонения от номинального значения.
• Второй важный параметр- это величина номинального напряжения (5, 12, 50, 110, 220, 380, 660, 1 000 Вольт и т. п.). Рекомендую брать для работы в схеме всегда конденсатор с запасом по напряжению. И не в коем случае не берите с меньшим номинальным напряжением, а то произойдет пробой диэлектрика и выход из строя конденсатора.
• Дополнительные характеристики не всегда наносятся. Это может быть рабочие температуры, рабочий ток переменный или постоянный и т. п.
• Другие параметры. Конденсаторы могут быть однофазные и трехфазные, для внутренней  или наружной установки.

Основные характеристики Вы всегда найдете на корпусе конденсаторов.  На картинке сверху круглый конденсатор на 16мкф и 450 Вольт (АС означает переменное напряжение), а справа на 400 В и 10 uF =10 микрофарад.

Типы конденсаторов

Основная классификация конденсаторов проводится по типу используемого в нем диэлектрика, что определяет главные электротехнические характеристики конденсаторов: величину максимального напряжения, сопротивление изоляции, величину потерь, стабильность ёмкости и т. п.

Основные разновидности по виду диэлектрика:

1. С жидким диэлектриком.
2. Вакуумные, у которых обкладки  находятся в вакууме без диэлектрика.
3. С газообразным диэлектриком.
4. Электролитические и оксид-полупроводниковые конденсаторы. В качестве диэлектрика выступает оксидный слой металлического анода, а с другой электрод (катод)- это электролит, но в оксид-полупроводниковых- это полупроводниковый слой , нанесённый на оксидный слой с другой стороны. Данный тип конденсаторов обладает самой огромной удельной ёмкостью по сравнению с другими.
5. Конденсаторы с твёрдым органическим диэлектриком— пленочные, бумажные, метало-бумажные, а так же комбинированные — бумажно-плёночные и т. п.
6. Конденсаторы с твёрдым неорганическим диэлектриком— керамические,  стеклянные, слюдяные, из неорганических плёнок,  а так же комбинированные- стекло-керамические, стекло-эмалевые,  стекло-плёночные и др.

Различаются конденсаторы и по возможности изменения своей ёмкости:

• Самые распространенные постоянные конденсаторы, обладающие постоянной емкостью на протяжении всего срока службы.
• Переменные конденсаторы  применяются в радиоприемниках и не только. Они при работе аппаратуры обладают возможностью изменения ёмкости с использованием механического метода (реостат), либо изменения электрического напряжения (варикапы, вариконды) или температуры (термоконденсаторы).
• Подстроечные конденсаторы используются для периодической или разовой подстройки или регулировки  ёмкостей  в  цепях схем, в которых необходимо незначительное изменение ёмкости для нормального функционирования устройств.

По назначению использования конденсаторы делятся на:

• Низковольтные общего назначения, самый распространенный вид широко используемый в различных схемах.
• Высоковольтные, используемые в цепях с высоким напряжением.
• Пусковые, применяемые для запуска электродвигателей.
• Импульсные, создающие импульс необходимый для работы фотовспышки, лазеров и т. п..
• Помехоподавляющие и т. п.

Обозначение конденсаторов в схеме

1. Обыкновенный самый распространенный  конденсатор обозначается на схеме как показано на рисунке под номером один.
2. Электролитический обозначается как показано под № 2.
3. Переменный изображен под номером 3.
4. Подстроечный конденсатор- 4.

Как правильно подключить параллельно или последовательно конденсаторы Вы сможете прочитать в нашей следующей статье.

Источник: https://jelektro.ru/elektricheskie-terminy/tipy-harakteristiki-kondensatorov.html

2.2. Классификации конденсаторов

Конденсаторы могут быть классифицированы по разным признакам (рис. 2.1). Классификация конденсаторов по видам поляризации.

Свойства конденсаторов, главным образом, определяются свойствами материала – диэлектрика, из которого конденсатор выполнен; при этом особо важное значение имеет вид поляризации, характеризующий диэлектрик.

Именно вид поляризации (или виды, если диэлектрик комбинированный) будет определять основную характеристику конденсатора – емкость, а также зависимости этой емкости от частоты электрического поля и температуры. В зависимости от вида поляризации различаются конденсаторы:

• 1) с электронной поляризацией;
• 2) с ионной поляризацией;
• 3) с электронно-релаксационной поляризацией; с ионно-релаксационной поляризацией;
• 4) с дипольно-релаксационной поляризацией;
• 5) с объемной (структурной) поляризацией;
• 6) со спонтанной поляризацией.

Классификация конденсаторов по конструкции. По конструкции конденсаторы бывают постоянной и переменной емкости, подстроечные конденсаторы. По закону изменения емкости конденсаторы переменной емкости подразделяют на прямоемкостные, прямоволновые, прямочастотные и логарифмические.

Классификация конденсаторов по области применения. В зависимости от области применения конденсаторы делятся на две большие группы: радиоконденсаторы, используемые в технике слабых токов, и силовые конденсаторы, применяемые в технике сильных токов и напряжений.

1. Радиоконденсаторы используют: в телефонии и телеграфии; радиотехнической, телевизионной и радиолокационной аппаратуре; в автоматике и телемеханике, в счетно-решающих устройствах и электроизмерительной технике; фотографии и др.
2. Силовые конденсаторы применяют: для повышения коэффициента мощности промышленных и индукционных электротермических установок; продольной компенсации реактивного сопротивления дальних линий электропередачи; высокочастотной связи и защиты линий электропередачи высокого напряжения; отбора мощности от линий передачи высокого напряжения; фильтров тяговых подстанций; генераторов импульсных токов и напряжений; пуска конденсаторных электродвигателей; тиристорного управления электроприводом и др.
3. Очень удачные схемы классификации конденсаторов приведены в справочнике /15/.

Таблица 2.1

Блок-схема теоретического материала к разделу «Конденсаторы»

Несомненным достоинством приведенной классификации является то, что она включает классификацию по назначению, по способу монтажа, по способу защиты, по характеру изменения емкости и по виду диэлектрика.

Классификация конденсаторов по виду диэлектрика. В основу классификации по виду диэлектрика – рис. 2.

2 положено деление конденсаторов на подгруппы, связанные с использованием их в конкретных цепях аппаратуры, назначением и выполняемой функцией, например, низковольтные и высоковольтные, низкочастотные и высокочастотные, импульсные и пусковые, полярные и неполярные, помехоподавляющие и дозиметрические и др.

  

Классификация конденсаторов по назначению. В зависимости от назначения конденсаторы делятся на контурные, фильтровые, импульсные и др.

Классификация конденсаторов по рабочему напряжению. По рабочему напряжению конденсаторы делятся на низковольтные и высоковольтные.

Классификация конденсаторов по агрегатному состоянию. По агрегатному состоянию диэлектрика конденсаторы делятся на три группы. Первая – конденсаторы с .  газообразным диэлектриком (воздушные, газонаполненные, вакуумные); вторая – конденсаторы с жидким диэлектриком; и третья – конденсаторы с твердым диэлектриком, которые, в свою очередь, также делятся:

• а) на конденсаторы с твердым неорганическим диэлектриком (керамические, слюдяные, стеклоэмалевые, стеклокерамические, стеклопленочные, сегнетокерамические);
• б) на конденсаторы с твердым органическим диэлектриком (бумажные, металлобумажные, пленочные из неполярных пленок (полистирольные, фторопласт
  овые, полиэтиленовые, синтаровые), пленочные из полярных пленок (лавсановые, поликарбонатные).
• Отдельную группу составляют электролитические (оксидные) конденсаторы.

ВЫВОД. Конденсаторы классифицируются по видам поляризации (основная классификация), по конструкции, по области применения, по назначению, по рабочему напряжению, по агрегатному состоянию диэлектрика.

Источник: https://electrono.ru/2-2-klassifikacii-kondensatorov-zatuly

Классификация конденсаторов

• Электрический конденсатор — это система из двух или более токопроводящих обкладок, разделенных диэлектриком, предназначенная для накопления электрического заряда.
• По области применения конденсаторы можно разделить на силовые и радиоконденсаторы.
• Силовые конденсаторы используются в технике сильных токов и высоких напряжений (в устройствах компенсации реактивного сопротивления линий электропередачи, для их защиты и в электрооборудовании), а радиоконденсаторы — в радиотехнической, электронной, измерительной, телефонной и телеграфной аппаратуре, в вычислительной технике и др.

По конструкции и назначению радиоконденсаторы бывают постоянной и переменной емкости. Емкость постоянных конденсаторов при работе аппаратуры не изменяется, а переменных можно плавно изменять.

Существуют также полупеременные или, как их называют, подстроечные конденсаторы, емкость которых можно плавно изменять в определенных пределах, после чего конденсаторы работают как постоянные.

По напряжению конденсаторы постоянной емкости обычно разделяют на низковольтные и высоковольтные.

Рабочее напряжение низковольтных — от нескольких вольт до нескольких сотен вольт, а высоковольтных — несколько киловольт.

Для работы на переменном напряжении используют конденсаторы большой или малой мощности. Большой считают реактивную мощность выше 2-3 кВ • А.

Характеристики конденсаторов, их конструкции и области применения зависят от материала диэлектрика и его свойств. В настоящее время принята классификация, предложенная В.Т. Ренне, по которой конденсаторы разделяются на следующие виды:

1. — с газообразным диэлектриком (воздушные, газонаполненные и вакуумные) ;
2. — с жидким диэлектриком (наполненные маслом или синтетической жидкостью):
3. — с твердым неорганическим диэлектриком (стеклянные, стеклоэмалевые, стеклопленочные, слюдяные, керамические, тонкослойные из неорганических пленок);

— с твердым органическим диэлектриком (бумажные» металлобумажные, пленочные, комбинированные бумажно-пленочные и тонкослойные из органических синтетических пленок);

— с оксидным диэлектриком — электролитические (алюминиевые, танталовые, ниобиевые), которые подразделяются на жидкостные, сухие и твердые (оксидно-полупроводниковые и оксидно-металлические).

Конденсаторы переменной емкости могут иметь механическое и электрическое управление емкостью. Конденсаторы с механическим управлением емкостью бывают с газообразным, с жидким или с твердым диэлектриком, а с электрическим — с сегнето-керамическим (вариконды) и полупроводниковым (варикапы).

Как всякое электрическое устройство конденсаторы обладают рядом электрических свойств, которые необходимо знать, чтобы правильно их изготовлять и применять.

Основными электрическими характеристиками конденсаторов являются емкость, ее температурный коэффициент и температурная стабильность, сопротивление изоляции, тангенс угла диэлектрических потерь, электрическая прочность.

Буквенную систему применяют для обозначения тех видов конденсаторов, которые были разработаны до 1960 г., но выпускаются и в настоящее время. По этой системе первая буква К обозначает конденсатор, вторая -тип диэлектрика (Б — бумажный, С — слюдяной, К — керамический, Э — электролитический и т.д.

), третья характеризует конструктивные особенности, в частности герметичность исполнения или условия эксплуатации.

Для упрощения первую букву К начали опускать и в маркировке остались вторая, третья и последующие буквы (например, М Б ГО — конденсатор металлобумажный герметизированный с однослойным диэлектриком или МП ГТ — конденсатор металлопленочный герметизированный теплостойкий).

Расширение номенклатуры выпускаемых конденсаторов потребовало более четкой системы их обозначений.

В результате была создана и введена цифровая система (ГОСТ 13453-68) , в соответствии с которой конденсаторы разделяются на группы по виду диэлектрика, назначению и варианту исполнения.

Так, обозначения К50-6 и К42У-2 соответственно расшифровываются так: К — конденсатор, 50 — алюминиевый электролитический, 42 — металлобумажный, 6 и 2 — номера конструктивного исполнения, У -для цепей постоянного и переменного токов, работающих также в импульсных режимах.

Есть еще другое  разделение конденсаторов на  группы в  зависимости от материала диэлектрика 

Бумажные конденсаторы. Применяются прн низких частотах в качестве фильтровых, блокировочных и переходных. Диэлектриком в таких конденсаторах служит бумага, пропитанная специальным составом.

Металлобумажные. Имеют меньшие размеры, чем бумажные, при одинаковой емкости. Диэлектриком является лакированная конденсаторная бумага, обкладками — тонкий слой металла, нанесенный на бумагу. Сопротивление изоляции — меньше, чем у бумажных.

Слюдяные. Характеризуются высокими электрическими показателями. Они отличаются небольшими размерами и невысокой стоимостью.

Керамические. Отличаются высоким сопротивлением изоляции (более 10 000 МОм) и добротностью (500—800). Широко применяются в радиоаппаратуре КВ и УКВ. Диэлектрик — керамика, на которую методом вжигания наносится проводящий слой.

Стеклокерамические и стеклоэмалевые. Обычно используются в малогабаритной радиоаппаратуре. Сопротивление изоляции стеклокерамических конденсаторов не менее 3—5 ГОм, а стеклоэмалевых не менее 29 ГОм.

Пленочные и металлопленочные. Отличаются высокой стабильностью параметров, большим сопротивлением изоляции (до 105 ГОм) и высокой добротностью (до 2000). Диэлектрик — тонкая пленка из полистирола или фторопласта. В металлопленочных конденсаторах обкладки выполнены в виде тонкого слоя металла, нанесенного на пленку.

Электролитические и оксидиополупроводниковые. Имеют малые размеры при значительной емкости. Применяются в фильтрах, в блокировочных цепях пульсирующего тока, а также в качестве переходных в усилителях иа транзисторах. Диэлектрик — оксидный слой на металле.

Одной обкладкой является металл, второй — электролит (в электролитических конденсаторах), либо слой полупроводника (в оксиднополупроводниковых). Оксидная пленка обладает односторонней проводимостью, поэтому при подключении конденсатора нужно строго соблюдать указанную полярность.

Источник: https://abakbot.ru/online-9/323-klassifikatsiya-kondensatorov