Grande valeur de la capacité du condensateur. Grande encyclopédie du pétrole et du gaz

Introduction

4.1 Symboles 4.2 Codes des paramètres 4.3 Marquages des condensateurs

Remarques
Sources

Introduction

Différents types de condensateurs

Condensation? torus(rus. condensateur, Anglais condensateur; Allemand Condenseur m) - Système de deux électrodes ou plus (couvertures), séparés par un diélectrique dont l'épaisseur est inférieure à la taille des plaques. Un tel système possède une capacité électrique mutuelle et est capable de stocker une charge électrique.

1. Histoire

Pot de Leiden". Le nom de l'invention a été donné par le physicien français Jean-Antoine Nollet (fr. Jean-Antoine Nollet). C'était un bocal en verre scellé rempli d'eau, doublé à l'intérieur et à l'extérieur de papier d'aluminium. Une tige métallique a été insérée à travers le couvercle du bocal. La bouteille de Leyde permettait d'accumuler et de stocker des charges relativement importantes, de l'ordre du microcoulomb. Grâce à la bouteille de Leyde, il a été possible pour la première fois d'obtenir artificiellement une étincelle électrique. L'expérience de la jarre de Leiden a été répétée par J. Nollet en présence du roi de France. Le scientifique a créé une chaîne de 180 gardes, se tenant par la main, le premier de la chaîne tenant le pot dans sa main et le dernier touchant le fil, faisant jaillir une étincelle. C'est probablement de là que vient le terme "circuit électrique".

L'invention de la jarre de Leiden a stimulé l'étude de l'électricité et des propriétés conductrices de certains matériaux. Des expériences avec le pot de Leyde ont commencé à être menées par des physiciens différents pays, et au cours des années, les premières théories du pot de Leyde ont été développées par le célèbre scientifique américain Benjamin Franklin et l'Anglais W. Watson. Il s'est avéré que les métaux sont les meilleurs conducteurs d'électricité. L'une des conséquences les plus importantes de l'invention de la bouteille de Leyde a été l'établissement de l'effet des décharges électriques sur le corps humain, ce qui a conduit à la naissance de l'électromédecine - ce fut la première application pratique relativement large de l'électricité, qui a joué un rôle important rôle dans l'approfondissement de l'étude des phénomènes électriques.

Lors de recherches avec une boîte, il a été constaté que la quantité d'électricité accumulée dans la boîte est proportionnelle à la taille des plaques et inversement proportionnelle à l'épaisseur de la couche isolante. Le premier condensateur plat a été créé en 1783 par le physicien italien Alessandro Volta.

2. Propriétés du condensateur

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

où C est la capacité du condensateur en Faradays ;

Q- charge électrique accumulée sur l'une des plaques en pendentifs ;

tu- tension électrique entre les plaques en volts.

La capacité est exprimée en Farad. Un Farad est une unité assez importante, par conséquent, dans la pratique, la capacité des condensateurs est exprimée en pico -, nano -, micro et milifarads.

En général, la tension http://*****/images/ukbase_2__252.jpg" alt="(!LANG:I_C" width="20" height="17 src=">конденсатора в момент времени !} t dépendent :

Travailler dw, qui doit être effectuée pour transférer la charge élémentaire dq d'une plaque du condensateur capacitif c,à l'autre, en supposant que l'une des plaques contient une charge de valeur actuelle Q.

L'énergie stockée dans le condensateur peut être déterminée en intégrant l'équation écrite ci-dessus pour obtenir l'expression :

où Q- la valeur initiale de la charge du condensateur.

La variation de la valeur de la charge du condensateur dans le temps caractérise électricité au moment du chargement, sur la base desquels vous pouvez écrire :

Condensateur dans le circuit courant continu après sa charge, il ne conduit pas le courant car ses plaques sont séparées par un diélectrique. Dans un circuit à tension alternative, il conduit le courant électrique, car les oscillations courant alternatif provoquer une charge cyclique du condensateur, et donc du courant dans le circuit, s'écrit par les équations :

La valeur qui relie le courant et la tension sur le condensateur est appelée réactance, qui est d'autant plus petite que la capacité du condensateur et la fréquence du courant sont élevées. Il est typique pour un condensateur que pour une loi sinusoïdale de changement de courant, le changement de tension soit en retard de phase d'un angle 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:!}

où ? - fréquence angulaire;

F- fréquence en hertz ;

je- unité imaginaire

La réactance de la capacité s'écrit par l'équation :

En conséquence, pour le courant continu, la fréquence est nulle et la résistance du condensateur est une valeur infinie (dans le cas idéal).

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

Un champ électromagnétique est généré entre les plaques d'un condensateur. Diélectrique ( couleur orange) réduit le champ et augmente la capacité.

3.1. Capacité

La principale caractéristique d'un condensateur est sa capacité électrique(plus précisément capacité nominale), qui détermine la charge accumulée. Les valeurs de capacité typiques des condensateurs vont d'unités de picofarads à des centaines de microfarads. Mais il existe des condensateurs d'une capacité de plusieurs dizaines de farads.

Capacité d'un condensateur plat, composé de deux plaques métalliques parallèles d'une surface S chacun situé à distance ré les uns des autres, dans le système SI, il est exprimé par la formule 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=">!}

Anode" href="/text/category/anod/" rel="bookmark">anode .

3.6. Tangente de perte

Les pertes d'énergie dans le condensateur sont déterminées par les pertes dans le diélectrique et les plaques. Lorsqu'un courant alternatif traverse un condensateur, les vecteurs de tension et de courant se déplacent selon un angle ? / 2- ? (? - angle de perte diélectrique). Sans perte ? = 0. La tangente de perte diélectrique est déterminée par le rapport puissance active R a à R p réactif à une tension sinusoïdale d'une certaine fréquence. La valeur de la tangente de perte dans les condensateurs haute fréquence en céramique, mica, polystyrène et fluoroplastique est-elle comprise ? 10 -4, polycarbonate ? 10-4, céramique basse fréquence 0,035, oxydant 0,05 ... 0,35, polyéthylène téréphtalique 0,01 ... 0,012. L'inverse de tg ≤ s'appelle le facteur de qualité du condensateur.

3.7. Résistance électrique d'isolement du condensateur

La résistance d'isolement électrique est la résistance du condensateur au courant continu, déterminée par la relation R avec = tu / je ve où tu est la tension appliquée au condensateur, j'ai- Courant de fuite.

3.8. Coefficient de température de capacité (TKE)

TKE est un paramètre caractérisant la dépendance de la capacité d'un condensateur à la température. En pratique, TKE est défini comme le rapport de la variation de capacité d'un condensateur lorsque la température change de 1 ? C. Mais TKE n'est pas déterminé pour tous les types de condensateurs.

4. Normalisation des paramètres des condensateurs et de leur codage

4.1. Symboles

La désignation selon GOST 2.728-74	La description
	Condensateur fixe
	condensateur polarisé
	Condensateur électrolytique polarisé
	Condensateur à pivot variable
	condensateur variable

Symboles graphiques conditionnels des condensateurs sur schémas électriques doit être conforme à GOST 2.728-74 ou à la norme internationale IEEE. La désignation alphabétique des condensateurs sur les circuits électriques selon GOST 2.710-81 se compose de la lettre latine "C" et du numéro de série de l'élément (désignation numérique), à partir de un, dans le groupe d'éléments, par exemple: C1, C2 , C3, etc.

4.2. Codage des paramètres

Les valeurs nominales des capacités sont normalisées. La Commission électrotechnique internationale (CEI) a établi 7 rangées de numéros prédominants de la série E pour les conteneurs : E3, E6, E12, E24, moins souvent E48, E96, E192

La capacité nominale est indiquée comme une valeur spécifique exprimée en picofarads (pF) ou microfarads (mF) (1 μF = 10 6 pF). Avec une capacité allant jusqu'à 0,01 μF, elle est indiquée en picofarads, alors que vous ne pouvez pas spécifier l'unité de mesure (pF). Lorsque vous spécifiez la capacité nominale dans d'autres unités, indiquez l'unité de mesure.

La valeur de capacité réelle peut différer de la valeur nominale en raison de l'écart. La valeur de ces écarts est fixée en pourcentage pour les condensateurs de capacité supérieure à 10 pF et en picofarads pour les condensateurs de capacité inférieure. La tolérance peut être codée avec une lettre

tolérances symétriques en pourcentage

Lettre-code

tolérances asymétriques en pourcentage

Lettre-code

tolérances symétriques exprimées en valeurs constantes

Lettre-code
Tolérance, pF

Pour les condensateurs électriques, ainsi que pour les condensateurs haute tension sur les schémas, après la capacité nominale indiquée, indiquez la tension de fonctionnement maximale en volts (V) et kilovolts (kV). Par exemple : "10 microns x 10 V". Pour les condensateurs de remplacement, indiquez la plage de modification de la capacité, par exemple : "1". Pour indiquer la valeur de la tension des condensateurs, utilisez les lettres suivantes du codage

Lettre-code

Tension nominale, V

Le coefficient de température de capacité (TKЄ) est codé dans le tableau

Lettre-code

Groupe pour la température
stabilité de la capacité

Valeur nominale
TK?10?6, K?1

Virazh" href="/text/category/virazh/" rel="bookmark">tourner en picofarads avec le sens de la lettre " p" (par exemple, 150p); en 1000 à 999999 pF - en nanofarads avec la lettre " n" (par exemple, n150); VID 1 à 999 uF - en microfarads avec la lettre " ? " (par exemple, 1?5 ); en 1000 à 999999 uF - en millifarads avec la lettre " m"(par exemple m100); plus grande valeur - en farads avec le sens de la lettre " F ".

Après la valeur de la capacité nominale du condensateur, la lettre code de la capacité spécifiée est indiquée, suivie de la lettre code du groupe TKЄ. Alors, 33pKL signifie que le condensateur a une capacité de 33 pF avec une tolérance de 10% et une instabilité de température - 75-10-6 K-1. Vous pouvez également entrer une lettre code pour la tension nominale.

5. Classification des condensateurs

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

Condensateur céramique acier

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

Condensateur électrolytique à oxyde

disque"> Condensateurs à vide(les plaques sans diélectrique sont sous vide) ; Condensateurs à diélectrique gazeux; Condensateurs à diélectrique liquide; Condensateurs à diélectrique inorganique solide : verre, mica, céramique, couche mince de films inorganiques (K10, K15, K26, K32,); Condensateurs à diélectrique organique solide : papier, métal-papier, film, combiné (K41, K42, K71, K72) Condensateurs électrolytiques et oxyde-semi-conducteur. Une couche d'oxyde métallique est utilisée comme diélectrique. Par exemple, pour les condensateurs à l'oxyde d'aluminium (K50), il s'agit d'Al 2 O 3 et pour l'oxyde de tantale (K51) - Ta 2 O 3. Un couvercle est une feuille métallique (anode) et le second (cathode) est soit un électrolyte (dans les condensateurs électrolytiques) ou une couche semi-conductrice (dans l'oxyde-semi-conducteur) déposée directement sur la couche d'oxyde. L'anode est constituée, selon le type de condensateur, d'une feuille d'aluminium, de niobium ou de tantale. Ces condensateurs diffèrent des autres types principalement par leur grande capacité spécifique, mais sont capables de fonctionner à relativement basse tension et ont des pertes diélectriques importantes.

De plus, les condensateurs diffèrent par la possibilité de changer leur capacité :

Condensateurs permanents

condensateurs variables

tension électrique

Condensateurs ajustables

Selon le but, les condensateurs peuvent être conditionnellement divisés en général et but spécial. Les condensateurs à usage général sont utilisés dans presque la plupart des types et classes d'équipements. Traditionnellement, ils incluent les condensateurs basse tension les plus courants, qui n'ont pas d'exigences particulières. Les autres condensateurs sont spéciaux. Ceux-ci incluent les condensateurs haute tension, à impulsions, dosimétriques, de démarrage et autres.

Selon la forme des plaques, les condensateurs sont : plats, cylindriques, sphériques, roulés et autres (voir tableau).

Nom	Capacité	Champ électrique	Schème
Condensateur plat
Condensateur cylindrique
Condensateur sphérique

Selon la méthode d'installation, les condensateurs sont divisés en éléments articulé mise en place et superficiel(imprimé), ainsi que pour une utilisation dans le cadre de microcircuits et de micromodules. Les bornes de condensateur pour montage en surface peuvent être rigides ou souples, axiales ou radiales à partir de fil ou de ruban, en forme de pétales, entrée de câble, goujons ou vis de support. Dans la plupart des condensateurs, l'une des plaques est connectée au boîtier, qui sert de deuxième borne.

6. Utilisation de condensateurs

Voir également

Bobine d'inductance Varicap Impédance Ionistor

Remarques

1. Kikoin A. L'histoire de l'invention du condensateur électrique - kvant. *****/1971/09/istoriya_izobreteniya_elektric. htm //Quantique.- 1971.- N° 9.- P.56

2. GOST 2.728-74 Système unifié de documentation de conception. Désignations graphiques conditionnelles dans les schémas. Résistances, condensateurs.

3. Symboles graphiques pour les schémas électriques et électroniques (y compris les lettres de désignation de référence) : IEEE (réaffirmé 1993) : Section 22. IEEE et ANSI, New York, NY. 1993.

4. Symboles électriques et symboles électroniques - www. /électrique/symboles_électriques. htm (anglais)

5. GOST 2.710-81 ESKD Désignations alphanumériques dans les circuits électriques.

6. CEI 60063, Série de numéros préférée pour les résistances et les condensateurs. Commission électrotechnique internationale, 1963.

7. ^ un B C GOST (IEC 62-74) Codes pour le marquage des résistances et des condensateurs.

Sources

condensateurs électriques

Les condensateurs sont également caractérisés par une capacité spécifique - le rapport de la capacité au volume (ou masse) du diélectrique. La valeur maximale de la capacité spécifique est atteinte à l'épaisseur minimale du diélectrique, cependant, sa tension de claquage diminue.

Densité d'énergie

La densité d'énergie d'un condensateur électrolytique dépend de la conception. La densité maximale est atteinte dans les gros condensateurs, où la masse du boîtier est petite par rapport à la masse des plaques et de l'électrolyte. Par exemple, un condensateur EPCOS B4345 d'une capacité de 12000 uF x 450 V et d'une masse de 1,9 kg a une densité d'énergie de 639J/kg ou 845J/L. Ce paramètre est particulièrement important lors de l'utilisation d'un condensateur comme dispositif de stockage d'énergie, avec sa libération instantanée ultérieure, par exemple, dans Canon de Gauss

Tension nominale

Une autre caractéristique non moins importante des condensateurs est la tension nominale - la valeur de tension indiquée sur le condensateur, à laquelle il peut fonctionner dans des conditions spécifiées pendant sa durée de vie tout en maintenant les paramètres dans des limites acceptables.

Polarité

Condensateurs modernes qui se sont effondrés sans explosion en raison de la conception spécialement déchirée du capot supérieur. La destruction est possible en raison de l'action de la température et des contraintes qui ne correspondaient pas à celles de travail, ou du vieillissement. Les condensateurs avec un capuchon déchiré sont pratiquement inutilisables et doivent être remplacés, et s'il est simplement gonflé mais pas encore déchiré, il tombera très probablement en panne bientôt ou les paramètres changeront considérablement, ce qui rendra son utilisation impossible.

De nombreux condensateurs avec un diélectrique d'oxyde ( électrolytique ) fonctionnent uniquement avec la polarité de tension correcte en raison des caractéristiques chimiques de l'interaction de l'électrolyte avec le diélectrique. Avec une polarité de tension inverse, les condensateurs électrolytiques échouent généralement en raison de la destruction chimique du diélectrique, suivie d'une augmentation du courant, de l'ébullition électrolyteà l'intérieur et, par conséquent, avec probabilité explosion corps.

Pour réduire les dommages aux autres pièces et les blessures corporelles dans les gros condensateurs modernes, une vanne est installée ou une encoche est faite sur le corps (vous pouvez souvent la voir sous la forme de la lettre X, K ou T à l'extrémité, parfois c'est recouvert de plastique sur les gros condensateurs). Avec une augmentation de la pression interne, la vanne s'ouvre ou le boîtier s'effondre le long de l'encoche, l'électrolyte évaporé sort sous la forme d'un gaz corrosif et parfois même liquide, et la pression chute sans explosion ni fragments.

Les anciens condensateurs électrolytiques n'avaient aucune protection contre les explosions. La force explosive des parties du corps peut être suffisamment importante pour blesser une personne.

Les vrais condensateurs, en plus de la capacité, ont aussi leur propre la résistance et inductance. Avec une grande précision, Circuit équivalent un vrai condensateur peut être représenté comme suit :

Résistance électrique d'isolement du condensateur - r

La résistance d'isolement est la résistance continue d'un condensateur, donnée par la relation r=tu/je Utah, où tu est la tension appliquée au condensateur, je Utah- Courant de fuite.

Page 1

La capacité minimale des condensateurs est déterminée par le courant de fonctionnement du relais électromagnétique dû à l'énergie accumulée par le condensateur. Dans le cas où un condensateur est utilisé pour contrôler un circuit de commutation de relais, où la tension de charge joue le rôle principal, la capacité du condensateur peut être prise beaucoup moins et est limitée par les capacités du circuit.

La capacité de déclenchement est considérée comme la capacité minimale du condensateur chargé à la tension d'entrée chargeur dans 65% de la normale, assurant un fonctionnement fiable de l'appareil alimenté par celui-ci. La tension d'entrée du chargeur de 65 % a été choisie pour deux raisons. Selon GOST, la tension de fonctionnement fiable des électroaimants d'arrêt ne doit pas dépasser 65% de la tension nominale.

Pour chaque relais, Cav est déterminé - la capacité minimale réelle du condensateur, qui garantit son fonctionnement fiable lorsque la tension à l'entrée de l'UZ-400 chute à 75% de la tension d'alimentation normale. Pour plus de commodité, le condensateur qui alimente le relais sous test est remplacé par un magasin de conteneurs.

Compte tenu de ce qui précède, le choix des éléments du circuit, y compris la capacité minimale d'un condensateur variable, s'effectue à la fréquence maximale de fonctionnement de la gamme, en fonction de la formulation des données initiales selon les méthodes des § 5.3, 5.4 ou 5.5. Ensuite, à l'aide des équations (5.110) et (5.111), calculez la largeur de bande et le gain à la fréquence minimale.

Par conséquent, lors de la conception d'un résonateur, il est toujours nécessaire de s'efforcer d'assurer la capacité minimale du condensateur d'accord.

La conception du châssis de la bobine du circuit d'entrée.

L'inductance de la bobine dans un récepteur accordé est déterminée par la fréquence supérieure de la gamme, la capacité minimale du condensateur et la capacité du circuit. Si le récepteur est conçu pour recevoir des stations à ondes longues (150 - 415 kHz) et que le condensateur a une capacité minimale de 15 - 30 pF, l'inductance doit être sélectionnée entre 2 et 3 mg. Une telle inductance peut être obtenue en enroulant 450 - 500 spires de fil isolé à l'émail (PEL ou PEV) d'un diamètre de 0,15 - 0,2 mm sur un cadre cylindrique avec une tige garnie de carbonyle. Son cadre peut être réalisé en tout matériau isolant.

Étant donné que la capacité minimale d'un condensateur est déterminée par la capacité initiale, qui est principalement due à la capacité de bord, alors avec des capacités initiales égales du condensateur d'accord et d'autres conditions étant égales, le résonateur considéré résonnera à une fréquence plus élevée qu'un résonateur avec un condensateur d'accord à l'extrémité ouverte (voir Chap. Cet avantage a une importance particulière pour les longueurs d'onde centimétriques.

Après avoir vérifié l'état de fonctionnement du variateur et de l'électroaimant en fonction de la tension de réponse sur CC sa capacité est déterminée. La capacité de déclenchement, par analogie avec le courant ou la tension de déclenchement, s'entend comme la capacité minimale des condensateurs qui assure le fonctionnement du relais ou de l'électroaimant lorsque les condensateurs sont chargés jusqu'à 65 - 70% tension nominale UZ-401 ou 260 - 280 V.

Sur ces vagues bonne réception se produit pendant la journée, ce qui doit être pris en compte lors du choix de l'heure de réglage du récepteur. Il est conseillé de syntoniser une station située le plus près possible de la capacité minimale du condensateur. Après avoir reçu la station, ils modifient la capacité du condensateur de l'oscillateur local accordé et remarquent le moment correspondant au signal de sortie maximal; en même temps, en ajustant la capacité d'un condensateur semi-variable, la précision du réglage est vérifiée. Lors du réglage de ce condensateur, vous devez tenir compte de la remarque donnée dans la section 14 sur l'accord du miroir et accorder la station avec une valeur plus petite de la capacité du condensateur d'ajustement de l'oscillateur local.