Голяма стойност на капацитета на кондензатора. Голяма енциклопедия на нефта и газа

Въведение

4.1 Символи 4.2 Кодове на параметри 4.3 Маркировки на кондензатори

Бележки
Източници

Въведение

Различни видове кондензатори

Кондензация? тор(рус. кондензатор, Английски кондензатор; Немски Кондензатор m) - Система от два или повече електрода (корици),разделени от диелектрик, чиято дебелина е по-малка от размера на плочите. Такава система има взаимен електрически капацитет и е в състояние да съхранява електрически заряд.

1. История

Лайденски буркан". Името на изобретението е дадено от френския физик Жан-Антоан Ноле (фр. Жан Антоан Ноле) . Това беше запечатан стъклен буркан, пълен с вода, покрит отвътре и отвън с фолио. През капака на буркана беше вкаран метален прът. Лайденският буркан направи възможно натрупването и съхраняването на относително големи заряди от порядъка на микрокулон. Благодарение на Лайденския буркан за първи път беше възможно изкуствено да се получи електрическа искра. Експериментът с Лайденския буркан е повторен от J. Nollet в присъствието на френския крал. Ученият създава верига от 180 гвардейци, държащи се за ръце, като първият във веригата държи буркана в ръка, а последният докосва жицата, предизвиквайки прескачане на искра. Вероятно оттук идва терминът "електрическа верига".

Изобретяването на Лайденския буркан стимулира изучаването на електричеството и проводимите свойства на някои материали. Експериментите с Лайденския буркан започнаха да се извършват от физици различни страни, а през годините първите теории за Лайденския буркан са разработени от известния американски учен Бенджамин Франклин и англичанина У. Уотсън. Оказа се, че металите са най-добрите проводници на електричество. Една от най-важните последици от изобретяването на буркана от Лейден беше установяването на ефекта на електрическите разряди върху човешкото тяло, което доведе до раждането на електромедицината - това беше първото относително широко практическо приложение на електричеството, което изигра значителна роля роля в задълбочаването на изучаването на електрическите явления.

При провеждане на изследвания с кутия беше установено, че количеството електричество, натрупано в кутията, е пропорционално на размера на плочите и обратно пропорционално на дебелината на изолационния слой. Първият плосък кондензатор е създаден през 1783 г. от италианския физик Алесандро Волта.

2. Свойства на кондензатора

http://*****/images/ukbase_2__478.jpg" alt="(!LANG:C = \ frac Q U" width="59 height=41" height="41">!}

където ° Се капацитетът на кондензатора във Фарадей;

Q- електрически заряд, натрупан върху една от плочите във висулки;

U- електрическо напрежение между плочите във волтове.

Капацитетът се изразява във фаради. Един фарад е доста значима единица, следователно на практика капацитетът на кондензаторите се изразява в пико-, нано-, микро и милифаради.

Като цяло напрежението http://*****/images/ukbase_2__252.jpg" alt="(!LANG:I_C" width="20" height="17 src=">конденсатора в момент времени !} Tзависят от:

работа dw,което трябва да се извърши, за да се пренесе елементарният заряд dqот една пластина на капацитетния кондензатор ° С,към друга, като приемем, че една от плочите съдържа заряд с текущата стойност р.

Енергията, която се съхранява в кондензатора, може да се определи чрез интегриране на уравнението, написано по-горе, за да се получи изразът:

където Q- първоначалната стойност на заряда на кондензатора.

Промяната в стойността на заряда на кондензатора във времето характеризира електричествов момента на зареждане, въз основа на което можете да напишете:

Кондензатор във веригата постоянно напрежениеслед като се зареди, той не провежда ток, тъй като пластините му са разделени от диелектрик. Във верига с променливо напрежение той провежда електрически ток, тъй като трептения променлив токпричиняват циклично зареждане на кондензатора и следователно токът във веригата се записва от уравненията:

Стойността, която свързва тока и напрежението на кондензатора, се нарича реактивно съпротивление, което е толкова по-малко, колкото по-голям е капацитетът на кондензатора и честотата на тока. Типично за кондензатор е, че при синусоидален закон на промяна на тока, промяната на напрежението изостава във фаза с ъгъл http://*****/images/ukbase_2__267.jpg" alt="(!LANG:\ Frac ( \ pi) (2)" width="12" height="36">). С этой точки зрения импеданс конденсатора является комплексным числом и описывается уравнением:!}

където ? - ъглова честота;

f- честота в херци;

аз- въображаема единица

Реактивното съпротивление на капацитета се записва с уравнението:

Съответно, за постоянен ток честотата е нула, а съпротивлението на кондензатора е безкрайна стойност (в идеалния случай).

http://*****/images/ukbase_2__19565.jpg" width="170" height="187 src=">

Между плочите на кондензатора се генерира електромагнитно поле. диелектрик ( оранжев цвят) намалява полето и увеличава капацитета.

3.1. Капацитет

Основната характеристика на кондензатора е неговата електрически капацитет(по-точно номинален капацитет),което определя натрупания заряд. Типичните стойности на капацитета на кондензаторите варират от единици пикофаради до стотици микрофаради. Но има кондензатори с капацитет от десетки фаради.

Капацитет на плосък кондензатор, състоящ се от две успоредни метални пластини с площ Свсяка разположена на разстояние дедин от друг, в системата SI се изразява с формулата http://*****/images/ukbase_2__432.jpg" alt="(!LANG:Capacitorsparallel.png" width="187" height="95 src=">!}

http://*****/images/ukbase_2__410.jpg" alt="(!LANG:Capacitorsseries.png" width="215" height="42 src=">!}

Анод" href="/text/category/anod/" rel="bookmark">анод.

3.6. Тангенс на загуба

Загубите на енергия в кондензатора се определят от загубите в диелектрика и пластините. Когато променлив ток протича през кондензатор, векторите на напрежението и тока се движат под ъгъл? / 2-? (? - ъгъл на диелектрични загуби). Без загуба? = 0. Тангенсът на диелектричните загуби се определя от отношението активна мощност R a до реактивен R p при синусоидално напрежение с определена честота. Стойността на тангенса на загубите при високочестотни керамични, слюдени, полистиренови и флуоропластични кондензатори са в рамките на? 10 -4, поликарбонат? 10-4, керамични нискочестотни 0,035, окислителни 0,05 ... 0,35, полиетилен терефталови 0,01 ... 0,012. Реципрочната стойност на tg ? се нарича качествен фактор на кондензатора.

3.7. Електрическо съпротивление на изолацията на кондензатора

Електрическото съпротивление на изолацията е съпротивлението на кондензатора срещу постоянен ток, определено от съотношението R с = U / аз виекъдето Uе напрежението, приложено към кондензатора, Аз съм- ток на утечка.

3.8. Температурен коефициент на капацитет (TKE)

TKE е параметър, характеризиращ зависимостта на капацитета на кондензатора от температурата. На практика TKE се определя като съотношението на промяната в капацитета на кондензатора, когато температурата се промени с 1? C. Но TKE не се определя за всички видове кондензатори.

4. Стандартизиране на параметрите на кондензатора и тяхното кодиране

4.1. Символи

Обозначаване съгласно GOST 2.728-74	Описание
	Фиксиран кондензатор
	поляризиран кондензатор
	Поляризиран електролитен кондензатор
	Променлив въртящ се кондензатор
	променлив кондензатор

Условни графични символи на кондензатори на електрически схемитрябва да отговарят на GOST 2.728-74 или международния стандарт IEEE. Буквеното обозначение на кондензаторите на електрически вериги съгласно GOST 2.710-81 се състои от латинската буква "C" и серийния номер на елемента (цифрово обозначение), започвайки от едно, в рамките на групата елементи, например: C1, C2 , C3 и т.н.

4.2. Параметрично кодиране

Номиналните стойности на капацитета са стандартизирани. Международната електротехническа комисия (IEC) е установила 7 реда преобладаващи номера от серия E за контейнери: E3, E6, E12, E24, по-рядко E48, E96, E192

Номиналният капацитет се посочва като специфична стойност, изразена в пикофаради (pF) или микрофаради (mF) (1 μF = 10 6 pF). С капацитет до 0,01 μF, той се посочва в пикофаради, докато не можете да посочите мерната единица (pF). Когато определяте номиналния капацитет в други единици, посочете мерната единица.

Действителната стойност на капацитета може да се различава от номиналната с размера на отклонението. Стойността на тези отклонения се определя като процент за кондензатори с капацитет над 10 pF и в пикофаради за кондензатори с по-малък капацитет. Толерантността може да бъде кодирана с буква

симетрични допуски в проценти

Буквен код

асиметрични допустими отклонения в проценти

Буквен код

симетрични допуски, изразени като постоянни стойности

Буквен код
Толерантност, pF

За електрически кондензатори, както и за високоволтови кондензатори на диаграмите, след посочения капацитет, посочете максималното работно напрежение във волтове (V) и киловолти (kV). Например: "10 микрона x 10 V". За резервни кондензатори посочете диапазона за промяна на капацитета, например: "1". За да посочите стойността на напрежението на кондензаторите, използвайте следните букви от кодирането

Буквен код

Номинално напрежение, V

Температурният коефициент на капацитет (TKЄ) е кодиран в таблицата

Буквен код

Група за температура
стабилност на капацитета

Номинална стойност
TK?10?6, K?1

Вираж" href="/text/category/virazh/" rel="bookmark">превъртете в пикофаради със значението на буквата " стр" (например, 150p); в 1000 до 999999 pF - в нанофаради с буквата " н" (например, n150); VID 1 до 999 uF - в микрофаради с буквата " ? " (например, 1?5 ); в 1000 до 999999 uF - в милифаради с буквата " м"(например м100); по-голяма стойност - във фаради със значението на буквата " Е ".

След стойността на номиналния капацитет на кондензатора се посочва кодовата буква на определения капацитет, последвана от кодовата буква на групата TKЄ. Така, 33pKLозначава, че кондензаторът е с капацитет 33 pF с допустимо отклонение 10% и температурна нестабилност - 75?10?6 K?1. Можете също да въведете кодова буква за номиналното напрежение.

5. Класификация на кондензаторите

http://*****/images/ukbase_2__5283.jpg" width="220" height="188 src=">

Керамичен кондензатор от стомана

http://*****/images/ukbase_2__7886.jpg" width="220" height="179 src=">

Оксиден електролитен кондензатор

диск"> Вакуумни кондензатори(плочите без диелектрик са във вакуум); Кондензатори с газообразен диелектрик; Кондензатори с течен диелектрик; Кондензатори с твърд неорганичен диелектрик:стъкло, слюда, керамика, тънък слой от неорганични филми (K10, K15, K26, K32,); Кондензатори с твърд органичен диелектрик:хартия, метал-хартия, филм, комбиниран (К41, К42, К71, К72) Електролитни и оксидно-полупроводникови кондензатори.Като диелектрик се използва слой от метален оксид. Например, за кондензатори от алуминиев оксид (K50) това е Al 2 O 3, а за танталов оксид (K51) - Ta 2 O 3. Едно покритие е метално фолио (анод), а второто (катод) е или електролит (в електролитни кондензатори) или полупроводников слой (в оксид-полупроводник), нанесен директно върху оксидния слой. Анодът се изработва, в зависимост от вида на кондензатора, от алуминиево, ниобиево или танталово фолио. Такива кондензатори се различават от другите типове предимно по големия си специфичен капацитет, но могат да работят при относително ниско напрежениеи имат значителни диелектрични загуби.

В допълнение, кондензаторите се различават по възможността за промяна на техния капацитет:

Постоянни кондензатори

променливи кондензатори

електрическо напрежение

Тримерни кондензатори

В зависимост от предназначението, кондензаторите могат условно да бъдат разделени на общи и със специално предназначение. Кондензаторите с общо предназначение се използват в почти повечето видове и класове оборудване. Традиционно те включват най-често срещаните нисковолтови кондензатори, които нямат специални изисквания. Останалите кондензатори са специални. Те включват високоволтови, импулсни, дозиметрични, стартови и други кондензатори.

Според формата на плочите кондензаторите биват: плоски, цилиндрични, сферични, валцовани и други (виж таблицата).

Име	Капацитет	Електрическо поле	Схема
Плосък кондензатор
Цилиндричен кондензатор
Сферичен кондензатор

Според метода на инсталиране кондензаторите се разделят на елементи шарнирномонтаж и повърхностен(отпечатани), както и за използване като част от микросхеми и микромодули. Кондензаторните клеми за повърхностен монтаж могат да бъдат твърди или меки, аксиални или радиални от тел или лента, под формата на венчелистчета, кабелен вход, шпилки или опорни винтове. В повечето кондензатори една от плочите е свързана към корпуса, който служи като втори извод.

6. Използване на кондензатори

Вижте също

Индуктивна бобина Varicap импеданс йонистор

Бележки

1. Кикоин А.Историята на изобретяването на електрическия кондензатор - квант. *****/1971/09/istoriya_izobreteniya_elektric. htm //Квант.- 1971.- № 9.- С.56

2. GOST 2.728-74 Единна система за конструкторска документация. Условни графични обозначения в схеми. Резистори, кондензатори.

3. Графични символи за електрически и електронни диаграми (включително букви за референтно обозначение): IEEE (препотвърдено 1993): Раздел 22. IEEE и ANSI, Ню Йорк, Ню Йорк. 1993 г.

4. Електрически символи и електронни символи - www. /електрически/електрически_символи. htm (английски)

5. GOST 2.710-81 ESKD Буквено-цифрови обозначения в електрически вериги.

6. IEC 60063, Предпочитани номерни серии за резистори и кондензатори. Международна електротехническа комисия, 1963 г.

7. ^ a B C GOST (IEC 62-74) Кодове за маркиране на резистори и кондензатори.

Източници

електрически кондензатори

Кондензаторите се характеризират и със специфичен капацитет - съотношението на капацитета към обема (или масата) на диелектрика. Максималната стойност на специфичния капацитет се постига при минимална дебелина на диелектрика, но това намалява неговото пробивно напрежение.

Енергийна плътност

Енергийната плътност на електролитния кондензатор зависи от конструкцията. Максималната плътност се постига при големи кондензатори, където масата на корпуса е малка в сравнение с масата на плочите и електролита. Например кондензатор EPCOS B4345 с капацитет 12000 uF x 450 V и маса 1,9 kg има енергийна плътност 639J/kg или 845J/L. Този параметър е особено важен при използване на кондензатор като устройство за съхранение на енергия, с последващото му незабавно освобождаване, например в Гаусово оръдие

Номинално напрежение

Друга, не по-малко важна характеристика на кондензаторите е номиналното напрежение - стойността на напрежението, посочена върху кондензатора, при която той може да работи при определени условия по време на експлоатационния си живот, като същевременно поддържа параметрите в приемливи граници.

Полярност

Модерни кондензатори, които се сринаха без експлозия поради специално разкъсания дизайн на горния капак. Разрушаването е възможно поради действието на температура и стрес, които не съответстват на работните, или стареене. Кондензаторите с разкъсана капачка са практически неработещи и изискват подмяна, а ако е просто подут, но все още не е разкъсан, най-вероятно скоро ще се повреди или параметрите ще се променят значително, което ще направи използването му невъзможно.

Много кондензатори с оксиден диелектрик ( електролитен ) функционират само с правилната полярност на напрежението поради химичните характеристики на взаимодействието на електролита с диелектрика. При обратна полярност на напрежението електролитните кондензатори обикновено се провалят поради химическо разрушаване на диелектрика, последвано от увеличаване на тока, кипене електролитвътре и в резултат на това с вероятност експлозиякорпус.

За да се намалят повредите на други части и телесните наранявания в съвременните големи кондензатори, се монтира клапан или се прави прорез на тялото (често можете да го видите във формата на буквата X, K или T на края, понякога е покрити с пластмаса на големи кондензатори). С увеличаване на вътрешното налягане клапанът се отваря или корпусът се срутва по прореза, изпареният електролит излиза под формата на корозивен газ, а понякога дори и на течност, и налягането пада без експлозия и фрагменти.

Старите електролитни кондензатори нямаха никаква защита от експлозия. Експлозивната сила на частите на тялото може да бъде достатъчно голяма, за да нарани човек.

Истинските кондензатори, в допълнение към капацитета, също имат свой собствен съпротиваи индуктивност. С висока степен на точност, еквивалентна схемареален кондензатор може да бъде представен по следния начин:

Електрическо съпротивление на изолацията на кондензатора - r

Изолационното съпротивление е постояннотоковото съпротивление на кондензатор, дадено от връзката r=U/аз ут, където Uе напрежението, приложено към кондензатора, аз ут- ток на утечка.

Страница 1

Минималният капацитет на кондензаторите се определя от работния ток на електромагнитното реле поради енергията, акумулирана от кондензатора. В случай, че се използва кондензатор за управление на верига за превключване на реле, където напрежението на заряда играе основна роля, капацитетът на кондензатора може да бъде взет много по-малко и е ограничен от възможностите на веригата.

Капацитетът на изключване се счита за минималния капацитет на кондензатора, зареден при входното напрежение зарядно устройствов 65% от нормалното, осигурявайки надеждна работа на захранваното от него устройство. Входното напрежение на зарядното устройство от 65% беше избрано по две причини. Според GOST напрежението на надеждна работа на изключващите електромагнити трябва да бъде не повече от 65% от номиналното напрежение.

За всяко реле се определя Cav - действителният минимален капацитет на кондензатора, който осигурява надеждната му работа при спад на напрежението на входа UZ-400 до 75% от нормалното захранващо напрежение. За удобство кондензаторът, който захранва тестваното реле, се заменя с резервоар.

С оглед на гореизложеното, изборът на елементи на веригата, включително минималния капацитет на променлив кондензатор, се извършва при максималната работна честота на диапазона, в зависимост от формулирането на първоначалните данни съгласно методите на § 5.3, 5.4 или 5.5. След това, използвайки уравнения (5.110) и (5.111), изчислете честотната лента и печалбата при минималната честота.

Следователно, когато проектирате резонатор, винаги е необходимо да се стремите да осигурите минималния капацитет на настройващия кондензатор.

Дизайнът на рамката на намотката на входната верига.

Индуктивността на намотката във фино настроен приемник се определя от горната честота на диапазона, минималния капацитет на кондензатора и капацитета на веригата. Ако приемникът е проектиран да приема дълговълнови станции (150 - 415 kHz), а кондензаторът има минимален капацитет от 15 - 30 pF, тогава индуктивността трябва да бъде избрана в рамките на 2 - 3 mg. Такава индуктивност може да бъде получена чрез навиване на 450 - 500 оборота от емайлово изолиран проводник (PEL или PEV) с диаметър 0,15 - 0,2 mm върху цилиндрична рамка с карбонилно подрязан прът. Рамката му може да бъде направена от всякакъв изолационен материал.

Тъй като минималният капацитет на кондензатора се определя от първоначалния капацитет, който се дължи главно на крайния капацитет, тогава при еднакви начални капацитети на настройващия кондензатор и при равни други условия, разглежданият резонатор ще резонира с по-висока честота от a резонатор с настройващ кондензатор в отворения край (виж гл. Това предимство е от особено значение за сантиметрови дължини на вълната.

След проверка на работоспособността на задвижването и електромагнита според напрежението на реакция вкл DCопределя се неговият капацитет. Капацитетът на изключване, по аналогия с тока или напрежението на изключване, се разбира като минималният капацитет на кондензаторите, който осигурява работата на релето или електромагнита, когато кондензаторите са заредени до 65 - 70% номинално напрежение UZ-401 или 260 - 280 V.

На тези вълни добър приемсе случва през деня, което трябва да се вземе предвид при избора на време за настройка на приемника. Препоръчително е да настроите станция, разположена възможно най-близо до минималния капацитет на кондензатора. След като са получили станцията, те променят капацитета на настроения локален осцилатор кондензатор и забелязват момента, съответстващ на максималния изходен сигнал; в същото време, чрез регулиране на капацитета на полупроменлив кондензатор, се проверява точността на настройката. Когато настройвате този кондензатор, трябва да вземете под внимание забележката, дадена в раздел 14 относно настройката на огледалото и да настроите станцията с по-малка стойност на капацитета на тримерния кондензатор на локалния осцилатор.