как выбрать? Советы, как рассчитать мощность + обзор лучших пусковых конденсаторов

Автор обзора: Энергоаудит проект RT

Пусковые конденсаторы используются практически в любом электрическом устройстве, которое требует немедленного запуска и одновременного использования большого количества энергии.
Конденсатор в цепи постоянного тока
Расчет энергии в конденсаторе

Без них не обходится ни одно комплексное бытовое, автомобильное, промышленное, телекоммуникационное и энергетическое оборудование.

• Что такое конденсатор

• Параметры конденсатора

• Типы конденсаторов

• Выбор конденсатора

• Фото конденсатора для электродвигателя

Что такое конденсатор

Конденсатор представляет собой электрический или электронный компонент, состоящий из пары проводников, называемых крышками, разделенных диэлектриком.

Конструкция и принцип работы конденсатора очень просты. Две плоскости проводника (обычно металлического), профессионально называемые крышками, отделены друг от друга тонким слоем диэлектрика (изолятора).

При подаче постоянного напряжения на соответствующих крышках накапливаются заряды противоположного знака, возникает эффект однородного электрического поля между ними.

После отключения от источника напряжения на пластинах остаются заряды — это значит, что конденсатор заряжен.

Параметры конденсатора

Основными характеристиками конденсатора являются номинальная емкость с допуском, а также номинальное напряжение и диэлектрические потери.

К наиболее важным параметрам конденсатора относятся испытательное напряжение, допустимое переменное напряжение, сопротивление изоляции, температурный коэффициент емкости, климатическая категория и размеры.

• На емкость конденсатора электродвигателя можно влиять, изменяя три параметра: поверхность крышек, расстояние между ними и проницаемость изолятора. Если нужно получить конденсатор с большей емкостью, то следует использовать большие пластины, уменьшить расстояние между ними и использовать хороший диэлектрик.
• Однако, при увеличении поверхность крышек, неизбежно увеличиваются габариты конденсатор. При уменьшении расстояние между пластинами, снижается максимальное напряжение, с которым может работать конденсатор.
• При очень тонком диэлектрическом слое небольшого напряжения достаточно, чтобы пробить изолятор и вызвать короткое замыкание.

Электродвигатель потребляет много мгновенной мощности во время запуска и создает значительные помехи. Пусковые конденсаторы используются для обеспечения двигателя достаточной мощностью и в то же время соответствующего фазового сдвига в однофазных двигателях.

Типы конденсаторов

Существуют различные виды конденсаторов для электродвигателей:

• Фольговые конденсаторы отличаются хорошей стабильностью параметров (в основном, емкости), также могут работать при высоких напряжениях (порядка нескольких сотен вольт). По этой причине их охотно используют в основном в цепях питания сети. Емкости фольговых конденсаторов остаются на уровне от примерно одного до нескольких десятков микрофарад.
• Электролитические конденсаторы предлагают очень большую емкость (от единиц микрофарад до нескольких десятков фарад). Эти типы конденсаторов имеют довольно низкую точность измерения емкости (часто в диапазоне +/- 20%) и показывают довольно большие колебания этого параметра в зависимости от температуры окружающей среды, рабочего напряжения и времени. Можно выделить две основные группы: алюминиевые и танталовые электролитические конденсаторы.
• Керамические конденсаторы наиболее часто используются. Их структура в чем-то схожа с фольгированными конденсаторами Эти конденсаторы характеризуются самой низкой емкостью среди упомянутых типов элементов (от единичных пикофарад до нескольких микрофарад), но у них есть другие, очень выгодные с практической точки зрения особенности. Они обеспечивают хорошую температурную стабильность, низкий допуск по емкости и низкие потери. Такие конденсаторы могут присутствовать как в корпусах для сквозных отверстий, так и в корпусах для поверхностного монтажа.
• Слюдяные конденсаторы, несмотря на многие превосходные свойства (включая высокую стабильность емкости во времени, строго определенный температурный коэффициент емкости), постепенно снимаются с производства по материальным и технологическим причинам. Слюдяные конденсаторы сконструированы аналогично керамическим многослойным конденсаторам, но, поскольку они не подвергаются отжигу при высоких температурах, электроды могут быть изготовлены из серебра.
• Конденсаторы из полистирола отличаются высокой стабильностью, высоким сопротивлением изоляции, малым тангенсом угла потерь, малым (и в то же время постоянным) отрицательным температурным коэффициентом емкости и возможностью достижения жестких допусков емкости. В некоторой степени недостатком этих конденсаторов является относительно низкая верхняя допустимая рабочая температура (+ 70С).

Фото конденсаторов для электродвигателей поможет вам при походе в магазин.

Выбор конденсатора

Пусковые конденсаторы используются для обеспечения двигателя достаточной мощностью и в то же время соответствующего фазового сдвига в однофазных двигателях.

Многие любители часто не знают, как выбрать конденсатор для электродвигателя.

• Чаще всего конденсаторы из фольги предназначены для трехфазных двигателей, для работы при напряжении в диапазоне 400 — 500 В. Обычно такие конденсаторы обеспечивают емкость порядка от 1 до 100 микрофарад.
• Конденсатор для трехфазного двигателя лучше всего выбирать в соответствии с мощностью самого двигателя. Слишком большой конденсатор будет нагревать двигатель.
• В случае однофазных асинхронных двигателей используются системы с рабочим конденсатором, системы с рабочим конденсатором и пусковым конденсатором или системы с пусковым конденсатором и пусковой обмоткой.

Асинхронный двигатель с конденсатором состоит из основной и вспомогательной обмотки на статоре.

Они включены последовательно в пусковую обмотку для запуска конденсатора, так что фазовый угол основной и вспомогательной обмоток составляет 90 градусов.

Это создает большой пусковой крутящий момент и приводит в движение ротор. Благодаря простой конструкции, этот тип электродвигателей широко применяется в электрических вентиляторах, вытяжках, кухонных вытяжках, насосах, компрессорах для холодильника и других бытовых электроприборах. Простые знания помогут выбрать конденсаторы для асинхронных двигателей.

Чтобы выбрать пусковой конденсатор для двигателя, необходимо внимательно изучить инструкцию конкретного устройства. Пусковой конденсатор должен соответствовать двигателю по емкости и величине подачи пусковой фазы, а также способу монтажа.

Фото конденсатора для электродвигателя

что это, принцип работы, типы конденсатора воздушного охлаждения (фото)

Содержание

• 1 Что такое воздушный конденсатор
• 2 Техническая характеристика
• 3 Зачем нужен конденсатор
• 4 Типы воздушных конденсаторов
• 5 Принцип работы
• 6 На что обратить внимание при выборе
• 7 Заключение

Конденсатор воздушного охлаждения используют для кондиционеров бытового назначения или холодильников. Он состоит из теплообменника и вентиляторного блока. Суть его работы в том, что во время выделения хладагента вентилятор обдувает трубы.

Что такое воздушный конденсатор

Конденсатор выступает в роли теплообменника, передающего тепловую энергию для охлаждающего вещества – воздуха или воды. Поддержка работы холодильного оборудования с помощью воздушного конденсатора позволит значительно повысить качество и срок ее работы.

Чаще используется воздушный конденсатор с воздушным охлаждением. Они ставятся в холодильники средней и небольшой мощности.

Конденсаторы с водяным охлаждением не менее эффективны, однако они имеют один минус – повышенная жесткость воды может выделять осадок, который негативно скажется на процессе теплообмена.

Интересно! 15 способов охладить комнату без кондиционера

Техническая характеристика

Воздушные конденсаторы классифицируются по нескольким критериям:

1. Вид циркуляции – свободное или принудительное движение воздуха.
2. Направление движения хладагента – бывает последовательное, параллельное и комбинированное движение.
3. Вид установки – конденсаторы бывают встроенные (устанавливаются на раме неподалеку от компрессора) и выносные (отдельно от компрессора).
4. Вид поверхностей – конденсаторы бывают гладкотрубными, ребристо-трубчатыми, листотрубными и панельными.

В бытовых холодильниках используются конденсаторы со свободной конвекцией. Это односекционная конструкция с последовательной циркуляцией хладагента.

Наибольшим спросом пользуются конденсаторы с листотрубной и ребристо-трубчатой конструкцией. Листотрубная конструкция – это плоская змееобразная форма, изготовленная из круглой трубки, ее диаметр, как правило, составляет 6 мм. Она прижимается плотно к листу из металла, в котором имеются просечки.

Форма ребристо-трубчатой конструкции схожа с листотрубной, главное отличие – ребра из кусков толстой проволоки. Ее диаметр может достигать 2 мм. Ребристо-трубчатая конструкция надежно приварена к трубкам.

Существуют конденсаторы панельной конструкции, функционал которых схож с испарителем. Хладагент движется по каналам, расположенным внутри двухслойного листа.

Интересно! Топ самых бесшумных кондиционеров

Конденсаторы с принудительной циркуляцией изготавливаются из ребристо-трубчатых конструкций. Крепление происходит на гладкие трубы пластинчатых ребер. Такие конденсаторы начали пользоваться спросом за счет простоты изготовления. Оребрение выполняется за счет крепления ленты на трубу или выдавливания ребер из трубы, оно делается не только снаружи, но и нередко внутри с помощью специальных вставок-насадок возле хладагента.

Конденсаторы с двусторонним оребрением имеют повышенную способность теплопередачи, однако этот вид не пользуется спросом, поскольку их изготовление технологически сложное.

Воздушный конденсатор считается элементом холодильника, поэтому его функционал вплотную связан с развитием остальных немаловажных элементов холодильного оборудования. Чтобы предвидеть современные тенденции конструирования и спрогнозировать актуальные характеристики холодильного оборудования, компании провели тщательный анализ. Изучалось холодильное оборудование мощностью до 6000 Вт, его удельная материалоемкость, занимаемый объем и скорректированный уровень звука.

Зачем нужен конденсатор

Конденсатор воздушного охлаждения имеет прямую взаимосвязь с чиллерами и прочими холодильными установками. Данная система конденсации находится отдельно от самого холодильного оборудования. Установить блок конденсатора можно в любом удобном месте – на улице, на крыше или рядом с объектом.

Типы воздушных конденсаторов

Существуют различные виды выносных воздушных конденсаторов. Они различаются по нескольким критериям:

1. Уровень шума – стандартные и малошумные.
2. Вид используемого хладагента.
3. Тип установки.
4. Вид используемых вентиляторов и их количество.
5. Местоположение теплообменника, направление нагнетания и всасывания воздуха – вертикальные, горизонтальные, V-образные и комбинированные.

От конструкции конденсатора напрямую зависит процесс нагнетания и всасывания воздуха.

Принцип работы

Все конденсаторы воздушного охлаждения имеют стандартный принцип работы. Сначала происходит нагрев хладагента, после чего он заполняет теплообменник конденсатора, в котором находится фреон в состоянии пара. За счет горячего хладагента происходит нагревание теплообменника, чье охлаждение обеспечивают вентиляторы. Это приводит к тому, что фреон охлаждается и уже в жидком виде возвращается в чиллер. Функционал конденсатора можно регулировать, а вентиляторы – настроить под нужную скорость работы.

Как и у любого устройства, у конденсатора имеется предельная производительность. При покупке нужно принимать во внимание потребности оборудования. Выбрав устройство с меньшей мощностью, чем требует холодильное оборудование, клиент вскоре заметит, что оно не справляется.

На что обратить внимание при выборе

Чтобы сделать правильный выбор устройства, необходимо учесть несколько важных факторов:

1. Особенности оборудования.
2. Условия функционирования устройства.
3. Количество важных деталей, находящихся в конструкции и их размеры.

Крайне важно ознакомиться с размерами, количеством вентиляторов и их скоростью вращения. Также необходимо учесть размер и специфику конструкции крыльчатки. Все это важно для дальнейшей корректной работы оборудования.

В выборе воздушного конденсатора лучше остановиться на компактной и мобильной модели. Пользуются спросом мобильные конденсаторы, разработанные для бытового или промышленного оборудования. Их стоимость намного меньше, чем цельных систем кондиционирования, кроме того, они привлекают минимальным энергопотреблением.

Заключение

Воздушный конденсатор – полезная вещь как для жилого помещения, так и для организаций. Если учесть все указанные выше характеристики, можно выбрать недорогое и действительно надежное устройство.

Конденсатор: Типы конденсаторов

Что такое конденсатор?

Конденсатор представляет собой пассивный компонент с двумя выводами, накапливающий электрический заряд. Этот компонент состоит из двух проводников, разделенных диэлектрической средой. Разность потенциалов при приложении к проводникам поляризует дипольные ионы, сохраняя заряд в диэлектрической среде. Обозначение конденсатора показано ниже:

Рис. 1: Обозначение конденсатора

Емкость или накопление потенциала конденсатора измеряется в фарадах, что обозначается буквой «F». Один фарад — это емкость, при которой в проводнике накапливается электрический заряд в один кулон при приложении разности потенциалов в один вольт.

Заряд, накопленный в конденсаторе, определяется как 

Q = CV

Где Q – заряд, накопленный конденсатором

            C – значение емкости конденсатора

            V – напряжение, приложенное к конденсатору

Обратите внимание на другую формулу тока, I = dQ/dt

Получение производной по времени,

dQ/dt = d(CV)/dt

Из приведенного выше утверждения мы можем выразить уравнение как

I = C (dV/dt)

Когда вы включаете источник питания, ток начинает течь через конденсатор, индуцируя положительный и отрицательный потенциалы на его обкладках. . Конденсатор продолжает заряжаться до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не сравняется с напряжением питания, что называется фазой зарядки конденсатора. Как только конденсатор полностью заряжен в конце этой фазы, он размыкается для постоянного тока. Он начинает разряжаться при отключении питания конденсатора. Зарядка и разрядка конденсатора задаются постоянной времени.

/* Определения стилей */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:»Table Normal»;
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:да;
мсо-стиль-приоритет:99;
mso-style-qformat: да;
mso-style-parent:””;
mso-padding-alt:0in 5,4pt 0in 5,4pt;
mso-para-margin-top:0in;
mso-para-margin-right:0in;
mso-para-margin-bottom:10.0pt;
mso-para-margin-left:0in;
высота строки: 115%;
mso-pagination:widow-orphan;
размер шрифта: 11.0pt;
семейство шрифтов: «Calibri», «без засечек»;
mso-ascii-font-family: Calibri;
mso-ascii-theme-font: второстепенная латиница;
mso-hansi-font-family:Calibri;
mso-hansi-theme-font:minor-latin;}

/* Определения стилей */
table. MsoNormalTable
{mso-style-name:»Table Normal»;
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:да;
мсо-стиль-приоритет:99;
mso-style-qformat: да;
mso-style-parent:””;
mso-padding-alt:0in 5.4pt 0in 5.4pt;
mso-para-margin-top:0in;
mso-para-margin-right:0in;
mso-para-margin-bottom:10.0pt;
mso-para-margin-left:0in;
высота строки: 115%;
mso-pagination:widow-orphan;
размер шрифта: 11.0pt;
семейство шрифтов: «Calibri», «без засечек»;
mso-ascii-font-family: Calibri;
mso-ascii-theme-font: второстепенная латиница;
mso-hansi-font-family:Calibri;
mso-hansi-theme-font:minor-latin;}

Напряжение на конденсаторе равно

Конденсаторы широко используются в различных приложениях электронных схем, таких как

· Хранители зарядки, такие как в флэш -цепь камеры

· Сглаживание выходных цепей питания

· Coupling двухкаскадной цепи (сопряжение звуковой сцены с громкоговорителем)

·         сети фильтров (регулировка тембра аудиосистемы)

·         приложения задержки (как в ИС 555 таймера, управляющей зарядкой и разрядкой)

·         настройка радиоприемников на определенные частоты

·         изменение фазы.

 

Проводники имеют последовательное сопротивление, и если конденсатор имеет трубчатую конструкцию, то также возникает некоторая индуктивность. Диэлектрическая среда между пластинами имеет предел напряженности электрического поля, а также пропускает небольшой ток утечки, что приводит к пробивному напряжению.

Существуют разные типы конденсаторов , они могут быть фиксированными или переменными. Они делятся на две группы: поляризованные и неполяризованные. Электролитические конденсаторы поляризованы. Большинство маломощных конденсаторов неполяризованы. Символ конденсаторов из каждой группы показан ниже:

Рис. 2: Изображение, показывающее типы конденсаторов

Конструкция и типы

Конструкция и типы:

Конденсатор состоит из двух проводящих пластин, которые разделены изолирующей средой, известной как диэлектрик. Емкость зависит от площади поверхности пластин, расстояния между диэлектрической средой и диэлектрической постоянной объекта. Чем больше площадь пластин, чем ближе они друг к другу и больше значение диэлектрической проницаемости, тем больше значение емкости. Конденсаторы большой емкости теперь доступны в небольших размерах. Это было достигнуто с использованием ряда методов, таких как наличие нескольких наборов пластин, размещение пластин очень близко друг к другу, размещение между ними тонкого слоя диэлектрика и разработка специальных изолирующих диэлектрических материалов.

На емкость конденсатора также влияет форма или структура конденсаторов. Конденсаторы доступны в различных формах, например, с радиальным выводом, прямоугольной или кубической формы, или с осевым выводом, трубчатой ​​или цилиндрической формы.

Конденсаторы переменного типа могут изменять емкость, изменяя расстояние между пластинами или эффективную площадь конденсатора.

Конденсаторы полярного типа следует подключать в соответствии с их полярностью, иначе конденсатор может быть поврежден из-за неправильного подключения.

Конденсаторы малой емкости неполяризованы и могут подключаться любым способом. Они не повреждаются при нагревании при пайке, за исключением конденсатора полистирольного типа. Они имеют номинальное напряжение не менее 50 В, обычно 250 В или около того.

У многих маломощных конденсаторов указан номинал, но без множителя, поэтому вам нужно использовать опыт, чтобы определить, каким должен быть множитель!

Например:

·         0,1 означает 0,1 мкФ = 100 нФ.

Иногда вместо десятичной точки используется множитель:
Например – 4n7 означает 4,7 нФ.

Рис. 3: Изображение различных типов конденсаторов

Различные типы конденсаторов приведены ниже:

1.      Фиксированные конденсаторы

·       , керамический конденсатор, бумажный конденсатор, металлизированный бумажный конденсатор, полиэфирный конденсатор, полистирольный конденсатор, металлизированный полиэфирный конденсатор, поликарбонатный конденсатор, полипропиленовые конденсаторы, тефлоновые конденсаторы, фарфоровый конденсатор.

· Электролитные конденсаторы, такие как алюминиевый электролит, танталовый электролит, алюминиевый тантальный электролит
2. Переменные конденсаторы

Фиксированные конденсаторы

1. Фиксированные конденсации 9000

A.. Пленочные конденсаторы

Пленочные конденсаторы состоят из относительно большого семейства конденсаторов, отличающихся друг от друга диэлектрическими свойствами. К ним относятся полиэстер (майлар), полистирол, полипропилен, поликарбонат, металлизированная бумага, тефлон и т. д. Пленочные конденсаторы доступны в диапазоне емкости от 5 пФ до 100 мкФ в зависимости от фактического типа конденсатора и его номинального напряжения. Пленочные конденсаторы бывают различных форм и типов корпусов, например:

·         Обмотка и заливка (овальные и круглые)  –  Конденсатор обмотан плотной пластиковой лентой, а концы залиты эпоксидной смолой, чтобы герметизировать их.

·         Эпоксидный корпус (прямоугольный и круглый) –  Конденсатор заключен в литой пластиковый корпус, заполненный эпоксидной смолой.

·         Металлический, герметичный (прямоугольный и круглый) –  Конденсатор заключен в металлическую трубку или банку и залит эпоксидной смолой.

  Примечание. Все указанные выше стили корпусов доступны как для осевых, так и для радиальных отведений.

 

б. Бумажный конденсатор:

Бумажные конденсаторы изготавливаются из бумаги или промасленной бумаги и слоев алюминиевой фольги, свернутой в цилиндр и запечатанной воском. Эти конденсаторы широко использовались, но теперь их заменили конденсаторы пластикового или полимерного типа. Бумажные конденсаторы громоздки, очень гигроскопичны и впитывают влагу, что приводит к потерям в диэлектрике, ухудшая его общие характеристики, что является основным недостатком конденсаторов этого типа. Другие варианты включают пропитанные маслом, бумажно-полиэфирные и крафт-бумажные конденсаторы.

Рис. 4: Изображение бумажных конденсаторов

Рис. 5: Изображение конструкции бумажных конденсаторов

Фиксированные конденсаторы – 2

c. Металлизированные бумажные конденсаторы:

Металлизированные бумажные конденсаторы меньше по размеру, чем обычные бумажные конденсаторы. Однако эти конденсаторы подходят только для слаботочных приложений и теперь заменены металлизированными пленочными конденсаторами.

Рис. 6: Изображение металлизированных бумажных конденсаторов

д. Слюдяной конденсатор:

Слюдяной конденсатор использует слюду в качестве диэлектрической среды. Слюда по своей природе инертна, поэтому ее физические и химические свойства не меняются с возрастом. Он обеспечивает хорошую температурную стабильность и стойкость к коронному разряду, т.е. к электрическим разрядам из-за ионизации вокруг проводника. Однако стоимость очень высока, а из-за неправильной герметизации конденсатор сильно подвержен воздействию влаги, что увеличивает коэффициент мощности.

Рис. 7: Изображение, показывающее конструкцию слюдяного конденсатора

Рис. 8: Изображение слюдяных конденсаторов

Фиксированные конденсаторы — 3

e. Конденсатор из серебряной слюды или металлизированной слюды:  

Это разновидность слюдяного конденсатора, который имеет дополнительное преимущество в виде пониженного проникновения влаги. Эти конденсаторы дороги и часто используются в радиочастотных цепях ВЧ и низких ОВЧ в качестве точных конденсаторов малой емкости, особенно в генераторах и фильтрах. Причины, по которым эти конденсаторы все еще используются, несмотря на высокую стоимость, большой размер и доступность других недорогих конденсаторов, связаны с их замечательными характеристиками, такими как:

· Низкая толерантность +/- 1%

· Положительный коэффициент температуры от 35 до 75 ч/млн/с

· Большой диапазон от нескольких ПФ до двух или трех PF

·         Хорошая добротность.

 

Однако в настоящее время эти конденсаторы не получили широкого распространения.

Рис. 9. Изображение серебряно-слюдяного конденсатора

f. Стеклянный конденсатор:

Эти очень дорогие конденсаторы изготовлены из стеклянных диэлектриков и используются для высокоточной, стабильной и надежной работы в суровых условиях окружающей среды. Они устойчивы к ядерному излучению и доступны в диапазоне от 10 пФ до 1000 пФ.

Рис. 10: Изображение стеклянного конденсатора

Неподвижные конденсаторы – 4

g. Керамический конденсатор:

В настоящее время широко используются керамические конденсаторы неполяризованного типа, также известные как «дисковые конденсаторы». Они доступны в миллионах вариантов стоимости и производительности. Характеристики керамического конденсатора зависят от:

·         Тип керамического диэлектрика, используемого в конденсаторе, температурный коэффициент которого варьируется.

·         Диэлектрические потери.

Точные формулы различных керамических материалов, используемых в керамических конденсаторах, варьируются от одного производителя к другому. Распространенные соединения, такие как диоксид титана, титанат стронция и титанат бария, представляют собой три основных доступных типа, хотя существуют и другие типы, такие как керамические конденсаторы со свинцовыми дисками для монтажа в сквозное отверстие, покрытые смолой, многослойные керамические конденсаторы с микросхемами для поверхностного монтажа и безвыводные керамические дисковые керамические конденсаторы для микроволнового излучения. которые предназначены для размещения в слоте на печатной плате и припаяны на месте.

Они изготавливаются путем размещения керамических пластин с серебряным покрытием с двух сторон и собираются вместе, образуя конденсатор. Версия для поверхностного монтажа состоит из керамического диэлектрика, в котором содержится несколько чередующихся электродов из драгоценных металлов. Эта структура обеспечивает высокую емкость на единицу объема. Внутренние электроды соединены с двумя выводами либо сплавом серебра и палладия (AgPd) в соотношении 65 : 35, либо серебром, погруженным в барьерный слой из никелированного покрытия и, наконец, покрытым слоем гальванического олова (NiSn).

Альянс электронной промышленности (EIA) классифицировал керамику, используемую в этих конденсаторах, на 3 класса – класс 1, класс 2 и класс 3. Чем ниже класс, тем лучше его общие характеристики, но это зависит от размера. Каждый класс определяет диапазон рабочих температур, температурный дрейф, допуск и т. д. Типичные значения находятся в диапазоне от 10 пФ до 1 мкФ. Значения емкости обозначаются трехзначным кодом, где первые две цифры представляют собой число, а третья цифра является цифрой множителя.

Например: 103 означает 10 * 10 ³ PF, который составляет 0,01 UF

или

104, который составляет 10 * 10 ⁴ PF, что составляет 0,1 UF

%, К=10% и М=20%.

Эти конденсаторы обычно используются в качестве синхронизирующего элемента в схемах фильтров и балансировочных цепях генераторов в радиочастотных приложениях, сетях связи и развязки.

Три класса керамики, определенные EIA:

и .   Класс 1 – Керамические конденсаторы класса 1 представляют собой наиболее стабильные формы керамических конденсаторов по отношению к температуре. Обычными соединениями, используемыми в качестве диэлектриков, являются титанат магния для положительного температурного коэффициента (PTC) или титанат кальция для конденсаторов с отрицательным температурным коэффициентом (NTC). Используя комбинации этих и других соединений, можно получить диэлектрическую проницаемость от 5 до 150. Они имеют почти линейную характеристику и их свойства почти не зависят от частоты в нормальных пределах. Могут быть получены температурные коэффициенты от +40 до -5000 ppm/C.

Конденсаторы класса 1 обеспечивают наилучшие характеристики с точки зрения коэффициента рассеяния. Типичная цифра может составлять 0,15%. Также можно получить конденсаторы класса 1 с очень высокой точностью (~ 1%), а не более обычные версии с допуском 5% или 10%. Конденсаторы высшего класса точности 1 имеют обозначение C0G или NP0.

EIA определила набор кодов, чтобы иметь управляемый способ работы керамических конденсаторов. Коды конденсаторов класса 1 и класса 2 различаются.

Коды класса 1 следующие:  

Рис. 11: Таблица кодов класса 1 для керамических конденсаторов

·         Первый символ – это буква, обозначающая значащую цифру изменения емкости в зависимости от температуры в ppm/C.

·         Второй символ является числовым и указывает множитель.

·         Третий символ представляет собой букву и дает максимальную ошибку в ppm/C.

Одним из распространенных примеров конденсатора класса 1 является конденсатор C0G. Это имеет 0 дрейф, с ошибкой 30PPM/C.

Рис. 12: Изображение керамических конденсаторов класса 1

b. Класс 2 — конденсаторы класса 2 лучше по размеру, но имеют меньшую точность и стабильность. В результате они обычно используются для развязки, соединения и байпаса, где точность не имеет первостепенного значения. Типичный конденсатор класса 2 может изменять емкость примерно на 15% в диапазоне температур от -50°C до +85°C и может иметь коэффициент рассеяния 2,5%. Точность будет средней или плохой (от 10% до +20/-80%). Однако для многих приложений эти цифры не представляют проблемы.

Коды класса 2 следующие:

 Рис. 13: Таблица кодов класса 2 для керамических конденсаторов

                      . Первый символ — это буква, обозначающая минимальную рабочую температуру.

·         Второе числовое значение указывает максимальную рабочую температуру.

·         Третий символ – это буква, обозначающая изменение емкости в этом диапазоне температур.

Типичные примеры керамических конденсаторов класса 2:

·         Конденсатор X7R, работающий в диапазоне температур от -55°C до +125°C с изменением емкости до 15%.

·         Конденсатор Z5U, работающий в диапазоне температур от +10°C до +85°C с изменением емкости от +22% до -56%.

Рис. 14: Изображение керамических конденсаторов класса 2

c. Класс 3 — керамические конденсаторы класса 3 имеют небольшие размеры, меньшую точность, стабильность и низкий коэффициент рассеяния. Конденсаторы этого типа не выдерживают высокого напряжения.

В качестве диэлектрика используется титанат бария с диэлектрической проницаемостью около 1250. Типичный конденсатор класса 3 изменит свою емкость на -22% до +50% в диапазоне температур от +10°С до +55°С. Он также может иметь коэффициент рассеяния от 3 до 5%. Он будет иметь довольно низкую точность (обычно 20% или -20/+80%). Поэтому керамические конденсаторы класса 3 обычно используются в качестве развязки или в других источниках питания, где точность не имеет первостепенного значения. Однако их нельзя использовать в приложениях, где присутствуют всплески, поскольку они не выдерживают высокого напряжения. 9Керамические конденсаторы 0005

SMT также доступны в стандартных упаковках, которые имеют следующие обозначения, указанные в таблице ниже.

Рис. 15: Таблица стандартных упаковок керамических конденсаторов для поверхностного монтажа

Фиксированные конденсаторы — 5

h. Пластмассовые конденсаторы

                                 i. Конденсатор из полиэстера или полиэтилентерефталата:

Конденсаторы из полиэстера или полиэтилентерефталата представляют собой пластиковые конденсаторы, доступные в виде освинцованных корпусов, которые заменяют бумажные конденсаторы. Эти конденсаторы изготовлены из полиэфирных пленок, которые имеют небольшие размеры и доступны по низкой цене. Они имеют рабочее напряжение до 60 000 В постоянного тока, рабочую температуру до 125 °C и низкое влагопоглощение. Они в основном используются в качестве конденсаторов сигналов низкой частоты и интеграторов. Они предпочтительны там, где стоимость играет важную роль, потому что они имеют высокие допуски 5-10 %.

 

Рис. 16: Изображение пластиковых конденсаторов

                                       ii. Полистирольные конденсаторы:

Это конденсаторы большого размера, поставляемые в корпусах с выводами трубчатой ​​формы. Они обладают высокой стабильностью, отрицательным температурным коэффициентом (ОТК), высокой точностью и низким влагопоглощением. Рабочая температура ограничена +85 C. Они в основном предпочтительны для низкочастотных применений, поскольку трубчатая конструкция создает индуктивность, которая ухудшает характеристики на высоких частотах.

Рис. 17: Изображение полистирольных конденсаторов

                             iii. Каптоновый полиимидный конденсатор:

Эти конденсаторы аналогичны полиэфирным или ПЭТ-конденсаторам, изготовленным из каптоновой полиимидной пленки. Они дороги, но имеют высокую рабочую температуру до 250 C. Эти конденсаторы не подходят для применения в радиочастотах.

 

Рис. 18: Изображение каптонового полиимидного конденсатора

                             IV. Конденсаторы из поликарбоната:

Это конденсаторы с высокими рабочими характеристиками, на которые меньше всего влияет старение. Они характеризуются хорошим сопротивлением изоляции и коэффициентом рассеяния. Диапазон рабочих температур от -55 до +125 С. Диэлектрическая проницаемость 3,2 %, диэлектрическая прочность 38 КВ/мм. Коэффициент рассеивания составляет 0,0007 при частоте 50 Гц и 0,001 при частоте 1 МГц. Водопоглощение составляет 0,16%. Они в основном используются для фильтров, муфт и синхронизаторов. Их можно напрямую заменить полиэтиленнафталатом (PEN), полифениленсульфидом (PPS), полиимидом (PI) и политетрафторэтиленом (PTFE).

Рис. 19: Изображение конденсаторов поликарбоната

против полипропиленовых конденсаторов:

Они используются там, где требуются более высокие допуски, чем пленки для животных. Они доступны в освинцованных упаковках и используются для работы на низких частотах. Они имеют высокие рабочие напряжения и устойчивы к пробою. Однако они повреждаются переходными перенапряжениями или реверсами напряжения.

 

Рис. 20: Изображение полипропиленовых конденсаторов

                             vi. Полисульфоновый конденсатор:

Эти конденсаторы похожи на поликарбонатные, но могут выдерживать полное напряжение при сравнительно более высоких температурах. Эти конденсаторы очень дороги и не всегда доступны. Стабильность ограничена, так как поглощение влаги обычно составляет 0,2%

                                  vii. Конденсатор из фторуглерода TEFLON или PTFE:

Эти пластмассовые конденсаторы большие и дорогие. Из-за низких потерь и более высокой стабильности они используются для некоторых критических приложений. Диапазон рабочих температур до 250 С. В качестве диэлектрика используется политетрафторэтилен.

 

Рис. 21: Изображение фтороуглеродного конденсатора из тефлона или политетрафторэтилена

                                 viii. Конденсатор из полиамида:

   Эти конденсаторы из пластиковой пленки имеют большие размеры и дороги. Диапазон рабочих температур до 200 C.

                             ix. Конденсатор из металлизированного полиэстера или металлизированного пластика:

Эти конденсаторы имеют металлизированную пластиковую пленку, которая обеспечивает преимущество самонагрева, а также уменьшает размер конденсатора по сравнению с обычным пластиковым или полиэфирным конденсатором. Однако они ограничены максимальным током. Они доступны в освинцованном пакете.

Рис. 22: Изображение металлизированного пластикового конденсатора

Фиксированные конденсаторы – 6

1 Конденсаторы электролитные

                                i. Конденсатор с алюминиевым электролитом:

Эти поляризованные конденсаторы изготовлены из оксидной пленки на алюминиевой фольге. Они дешевле и легко доступны. Диапазон значений обычно варьируется от 1 мкФ до 47000 мкФ с большим допуском 20%. Диапазон рабочих напряжений до 500В. Они имеют высокое отношение емкости к объему и используются для сглаживания в цепях питания или конденсаторах связи в аудиоусилителях. Они доступны как в корпусах с выводами, так и в корпусах для поверхностного монтажа. Значение емкости и номинальное напряжение либо печатаются в мкФ, либо кодируются буквой, за которой следуют три цифры. Три цифры представляют собой значение емкости в пФ, где первые две цифры представляют число, а третья цифра — множитель. Буквенные коды следующие:

Рис. 23: Список таблицы Код буквы для алюминиевых электролитных конденсаторов

Рис. 24: Изображение конденсаторов алюминиевого электролита

II. Конденсатор с танталовым электролитом:

В этих конденсаторах используется оксид тантала, который позволяет изготавливать электролиты небольшого размера. Они дороже, чем алюминиевые электролиты, имеют более низкое максимальное напряжение до 50 В и предпочтительны там, где размер имеет значение. Их типичные значения находятся в диапазоне от 47 мкФ до 470 мкФ. Это может быть использование многослойной фольги из оксида тантала или пористого анода с серной кислотой в качестве электролита между танталовой фольгой во влажном танталовом электролите или твердых танталовых электролитах. Их форматы SMT доступны в стандартных упаковках, где обозначения пакетов были определены EIA.

Рис. 25: Изображение, показывающее конструкцию танталового электролитного конденсатора

Рис. 26: Изображение конденсаторов электролита тантала

III. Суперконденсатор:

Суперконденсаторы, также называемые двухслойными конденсаторами с электролитом, состоят из тонкого электролитного сепаратора, окруженного ионами активированного угля. Они имеют значения емкости порядка миллионов фарад. Они используются в качестве временного источника питания в качестве замены батарей.

Рис. 27: Изображение суперконденсаторов

Конденсаторы переменной емкости

2.       Конденсаторы переменной емкости

Конденсаторы переменного типа могут изменять емкость путем изменения расстояния между пластинами конденсатора или эффективной площади.

а. Конденсаторы с воздушным зазором:

Эти конденсаторы используют воздух в качестве диэлектрической среды. Расстояние между пластинами может варьироваться для изменения емкости. Предлагаемые значения емкости высоки и могут использоваться при высоких напряжениях. Они используются для высокочастотных операций в системах связи.

б. Вакуумные конденсаторы:

Эти конденсаторы имеют стеклянную или керамическую оболочку и вакуум в качестве диэлектрика. Их сложная конструкция делает его очень дорогим. Теоретически он имеет меньшие потери и используется в радиочастотных приложениях.

 

Рис. 28: Изображение, показывающее конструкцию триммера

Рис. 29: Изображение, показывающее в рабочем состоянии принцип работы переменный 2

5

Рис. 30: Изображение переменных конденсаторов

Цветовой код конденсатора

Цветовой код конденсатора:

Рис. 31: изображение, показывающее цветовое кодирование для конденсаторов

. много лет. Сейчас он устарел, но, конечно, многие из них все еще существуют. Цвета следует читать как код резистора.

·         Три верхние цветные полосы показывают значение в пФ.

·         Четвертая полоса предназначена для допуска.

·         Пятая полоса соответствует номинальному напряжению.

Например:

          i. коричневый, черный, оранжевый означает 10000 пФ = 10 нФ = 0,01 мкФ.

Примечание. Между цветными полосами нет промежутков, поэтому две одинаковые полосы выглядят как одна широкая полоса.

        ii. широкий красный, желтый означает 220 нФ = 0,22 мкФ.

---

Рубрики: Учебные пособия
С тегами: конденсатор, зарядка, разрядка, параллельная пластина

---

Объяснение типов конденсаторов – ВСЕ ОБ ЭЛЕКТРОНИКЕ

Конденсатор является одним из широко используемых элементов электрических цепей в электрических и электронных схемах. На самом деле сложно представить любую схему без конденсаторов.
В зависимости от типа диэлектрического материала и конструкции конденсатора существуют различные типы конденсаторов, которые используются в различных приложениях, таких как развязка, синхронизация и формирование волны, фильтрация и т. д. В зависимости от различных характеристик или электрических свойств конденсатора конденсатор, разные конденсаторы используются для разных приложений.

Рис. 1 Различные типы конденсаторов

Вот список некоторых важных технических характеристик или электрических характеристик конденсатора.

1. Rated Capacitance
2. Rated Voltage
3. Tolerance
4. Temperature Coefficient
5. Leakage Resistance
6. Volumetric Efficiency
7. Effective Series Resistance / Dissipation Factor

These electrical characteristics or the specification decides which type of capacitor should be используется для конкретного приложения.

Типы конденсаторов

Существуют различные типы конденсаторов, которые используются в электрических и электронных схемах. Но вот список широко используемых типов конденсаторов.

1. Электролитические конденсаторы
2. Керамические конденсаторы
3. пленки конденсаторы
4. Слюки
5. Supercapacators
6. Trimmer Capacitors Capacitors). Электролитические конденсаторы и суперконденсаторы представляют собой поляризованные конденсаторы, а керамические, пленочные, слюдяные или подстроечные конденсаторы являются неполяризованными конденсаторами.
   Электролитический конденсатор

   Электролитические конденсаторы представляют собой поляризованные конденсаторы, в которых анод или положительный вывод пластины изготовлен из металла, а за счет анодирования создается оксидный слой. Этот оксидный слой действует как изолятор. Электролит покрывает поверхность оксидного слоя и действует как катод или отрицательная пластина конденсатора. В зависимости от типа материала, используемого для электрода, существует три типа электролитических конденсаторов.

   1. Aluminum Electrolytic Capacitor
   2. Tantalum Electrolytic Capacitor
   3. Niobium Electrolytic Capacitors
   Aluminum Electrolytic Capacitor

   Fig. 2 Aluminum Electrolytic Capacitors

   In aluminum electrolytic capacitors, the anode or the positive terminal is made up алюминия. Оксид алюминия действует как диэлектрик. А электролит действует как катод конденсатора. Благодаря очень тонкому оксидному слою в этих алюминиевых конденсаторах можно добиться очень высокой емкости.

   Вот типичные характеристики алюминиевого электролитического конденсатора

   • Дешевле других типов конденсаторов
   • Большая емкость (от 0,1 мкФ до 2,2 Ф)
   • Номинальное напряжение (от 2,5 В до 700 В)
   • до 20 %)
   • Высокое эффективное последовательное сопротивление (ESR)
   • Высокий ток утечки
   • Меньший срок службы по сравнению с другими типами конденсаторов (особенно для влажных электролитических конденсаторов)

   Использование: Поскольку эти конденсаторы поляризованы, они обычно используются в приложениях постоянного тока. Они используются для фильтрации источников питания постоянного тока и развязки.

   Танталовый конденсатор

   Рис.3 Танталовые конденсаторы

   В танталовом конденсаторе металлический тантал используется в качестве электрода, а тонкий оксид тантала создается поверх него, который действует как диэлектрик. Эти танталовые конденсаторы доступны в свинцовом исполнении, а также в виде чипа для поверхностного монтажа.

   Типичные характеристики танталового электролитического конденсатора

   • Диапазон емкости: от 10 нФ до 100 мФ
   • Более высокий объемный КПД, чем у алюминиевых электролитических конденсаторов
   • Номинальное напряжение: от 2 В до 500 В

     9 9061 9061 %

   • Более низкое ESR, чем у алюминиевых конденсаторов (могут выдерживать более высокие пульсирующие токи, чем алюминиевые конденсаторы при той же емкости и номинальном напряжении)
   • Очень стабильны в диапазоне температур и очень надежны
   • Более длительный срок хранения
   • Очень чувствителен к обратной полярности (даже небольшое обратное напряжение может привести к разрушению конденсатора)
   • Очень чувствителен к скачкам высокого напряжения

   Применение:

   Из-за надежности и хороший объемный КПД, танталовые конденсаторы используются в приложениях, где требуется хорошая надежность и есть ограничения по размеру.

   1. Цепи отбора проб и хранения
   2. Медицинские приборы
   3. Power Supply Filtering Circuits in laptops and other compact devices
   4. Military and Space Applications
   Niobium Capacitors

   Fig. 4 Niobium Oxide Capacitors

   Niobium Capacitors are not as popular as tantalum and aluminum capacitors but, в некоторых диапазонах емкости и напряжения они используются вместо танталовых конденсаторов из-за их более низкой цены.

   Керамические конденсаторы

   Рис. 5 Керамические конденсаторы

   В керамическом конденсаторе диэлектрическим материалом является керамический материал. Они доступны в свинце от и для поверхностного монтажа от. Керамические конденсаторы доступны в широком диапазоне емкости (от 0,1 пФ до 100 мкФ) и напряжения (от 2 В до 50 кВ). Керамические конденсаторы являются неполяризованными конденсаторами и могут быть подключены к цепи любым способом.

   В зависимости от типа диэлектрического материала керамических конденсаторов существует два типа керамических конденсаторов.

   1. Керамические конденсаторы типа I
   2. Керамические конденсаторы типа II
   Керамические конденсаторы класса I

   Керамические конденсаторы класса I используются в цепях, где требуется высокая стабильность и низкие потери. обеспечивает очень стабильную емкость при изменении температуры, напряжения смещения или частоты.

   Типичные характеристики керамического конденсатора класса I

   • Хорошая стабильность и надежность
   • Низкое ESR и малый ток утечки
   • Низкий допуск
   • Низкий объемный КПД (обычно доступен с низким значением емкости)

   Применение: Керамические конденсаторы класса I используются в высокочастотных устройствах, таких как резонансные цепи и генераторы.

   Керамические конденсаторы класса II

   Ниже приведены типичные характеристики керамического конденсатора класса II

   • Низкая стабильность и точность по сравнению с конденсаторами класса I
   • Высокий объемный КПД по сравнению с конденсаторами класса I
   • Нелинейное изменение емкости в диапазоне рабочих температур
   • Изменение емкости при изменении напряжения смещения
   • Большой допуск по сравнению с конденсаторами класса I

   Класс 4-9 Керамические конденсаторы II используются в приложениях, где стабильность и точное значение емкости менее важны.

   Как правило, они используются в цепях фильтрации источников питания постоянного тока, а также для соединения и развязки в различных цепях.
   Многослойные керамические конденсаторы (MLCC)

   Рис. 6 Многослойные керамические конденсаторы (MLCC)

   В настоящее время многослойные керамические конденсаторы для поверхностного монтажа или MLCC очень популярны, и каждую неделю производятся миллиарды таких конденсаторов. год. Как показано на рис. 7, MLCC состоят из чередующихся слоев металлических электродов и диэлектрической керамики.

   Рис. 7 Конструкция многослойного керамического чип-конденсатора (MLCC)

   Полученный конденсатор в основном состоит из множества меньших конденсаторов, соединенных параллельно, что увеличивает общую емкость. MLCC состоят из 500 или более таких слоев. Для MLCC типа I емкость находится в диапазоне от пФ до нФ. И они используются в приложениях, где требуются точность и стабильность. MLCC типа II доступны с емкостью до 100 мкФ и используются для фильтрации источников питания и приложений общего назначения.

   Пленочные конденсаторы

   Рис. 8 Пленочные конденсаторы

   В пленочных конденсаторах в качестве диэлектрического материала используется пластиковая пленка. В зависимости от различных пленочных материалов существуют различные типы пленочных конденсаторов. (например, полипропилен, полиэстер и полистирол)

   Пленочные конденсаторы используются в приложениях, где требуется хорошая надежность и стабильность. Как правило, пленочные конденсаторы имеют низкие ESL и ESR или низкий коэффициент рассеяния. Они доступны в диапазоне емкости от пФ до мФ с номинальным напряжением от 10 В до 10 кВ.

   В зависимости от материала пленки различные типы пленочных конденсаторов имеют разные электрические характеристики.

   Полипропиленовые пленочные конденсаторы

   Полипропиленовые пленочные конденсаторы являются одним из широко используемых типов пленочных конденсаторов. Вот типичные характеристики полипропиленового пленочного конденсатора.

   • Низкий ток утечки
   • Низкий коэффициент рассеяния
   • Хорошая температурная стабильность
   • Выдерживает высокие скачки напряжения и тока
   • Низкий объемный КПД

   Применение: Используются в генераторах и частотно-селективных схемах, где требуется точное определение емкости. Из-за низкого тока утечки он также используется в схемах выборки и удержания.

   В силовой электронике они используются для подавления электромагнитных помех, коррекции коэффициента мощности и в импульсных приложениях.

   Полиэстер Пленочные конденсаторы

   Они имеют более высокий объемный КПД, чем полипропиленовые конденсаторы, но емкость зависит от температуры и частоты. Обычно они используются в приложениях общего назначения.

   Суперконденсаторы

   Рис. 9 Суперконденсаторы

   Суперконденсаторы также известны как ультраконденсаторы. Он используется для хранения большого количества электрического заряда. Обычно его емкость колеблется от нескольких фарад до сотен фарад. Максимальное напряжение заряда составляет от 2,5 до 2,9 В. Иногда вы также найдете суперконденсатор с более высоким номинальным напряжением. Но в таком случае внутри последовательно соединены два или более конденсатора.

   Суперконденсаторы используются для быстрого переноса заряда или для быстрой зарядки и разрядки. Аккумуляторам обычно требуется до нескольких часов, чтобы достичь полностью заряженного состояния, в то время как суперконденсаторы могут быть доведены до такого же состояния заряда менее чем за две минуты.

   Он находит свое применение в автомобильной промышленности и в устройствах с низким энергопотреблением, где важны большой срок службы и быстрая перезарядка. (например, фотовспышка и SRAM)

   Слюдяные конденсаторы

   В слюдяных конденсаторах в качестве диэлектрического материала используется серебряная слюда. Эти конденсаторы обеспечивают хорошую температурную стабильность и очень точную емкость. И поэтому они используются в радиочастотных приложениях.

   Из-за высокого напряжения пробоя эти конденсаторы используются в высоковольтных устройствах. Из-за их большого размера и высокой стоимости в настоящее время эти конденсаторы заменены другими конденсаторами.

   Подстроечные конденсаторы

   Рис. 10 Подстроечный конденсатор

   Подстроечные конденсаторы представляют собой переменные конденсаторы. Они используются для первоначальной калибровки оборудования во время производства или обслуживания. В конденсаторе этого типа путем изменения расстояния между двумя пластинами или изменения площади перекрытия между двумя пластинами емкость изменяется в определенном диапазоне.

   Эти конденсаторы используются для первоначальной установки значений частоты генератора, задержек, времени нарастания и спада и других переменных в схеме. Существует два типа подстроечных конденсаторов: воздушные подстроечные конденсаторы и керамические подстроечные конденсаторы.