Grande valore della capacità del condensatore. Grande enciclopedia del petrolio e del gas

introduzione

4.1 Simboli 4.2 Codici parametro 4.3 Contrassegni condensatore

Appunti
Fonti

introduzione

Vari tipi di condensatori

Condensazione? toro(rus. condensatore, Inglese condensatore; Tedesco condensatore m) - Sistema di due o più elettrodi (copertine), separati da un dielettrico, il cui spessore è inferiore alla dimensione delle piastre. Un tale sistema ha una capacità elettrica reciproca ed è in grado di immagazzinare una carica elettrica.

1. Storia

Vaso di Leida". Il nome dell'invenzione è stato dato dal fisico francese Jean-Antoine Nollet (fr. Jean Antoine Nollet). Era un barattolo di vetro sigillato pieno d'acqua, foderato dentro e fuori con un foglio di alluminio. Un'asta di metallo è stata inserita attraverso il coperchio del barattolo. Il vaso di Leida permetteva di accumulare e immagazzinare cariche relativamente grandi, sull'ordine di un microcoulomb. Grazie al vaso di Leida è stato possibile per la prima volta ottenere artificialmente una scintilla elettrica. L'esperimento del vaso di Leida fu ripetuto da J. Nollet alla presenza del re francese. Lo scienziato ha creato una catena di 180 soldati di guardia, tenendosi per mano, con il primo della catena che tiene la lattina in mano e l'ultimo che tocca il filo, facendo saltare una scintilla. Probabilmente da qui deriva il termine "circuito elettrico".

L'invenzione del vaso di Leiden ha stimolato lo studio dell'elettricità e delle proprietà conduttive di alcuni materiali. Gli esperimenti con il vaso di Leida iniziarono ad essere condotti dai fisici paesi diversi, e negli anni le prime teorie sul vaso di Leida furono sviluppate dal famoso scienziato americano Benjamin Franklin e dall'inglese W. Watson. Si è scoperto che i metalli sono i migliori conduttori di elettricità. Una delle conseguenze più importanti dell'invenzione del vaso di Leida è stata l'instaurazione dell'effetto delle scariche elettriche sul corpo umano, che ha portato alla nascita dell'elettromedicina: questa è stata la prima applicazione pratica relativamente ampia dell'elettricità, che ha svolto un ruolo significativo ruolo nell'approfondimento dello studio dei fenomeni elettrici.

Durante la ricerca con una lattina, è stato riscontrato che la quantità di elettricità accumulata nella lattina è proporzionale alla dimensione delle piastre e inversamente proporzionale allo spessore dello strato isolante. Il primo condensatore piatto fu creato nel 1783 dal fisico italiano Alessandro Volta.

2. Proprietà del condensatore

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

dove Cè la capacità del condensatore in Faradays;

Q- carica elettrica accumulata su una delle piastre nei pendenti;

u- tensione elettrica tra le piastre in volt.

La capacità è espressa in Farad. Un Farad è un'unità piuttosto significativa, quindi, in pratica, la capacità dei condensatori è espressa in pico -, nano -, micro e milifarad.

In generale, la tensione http://*****/images/ukbase_2__252.jpg" alt="(!LANG:I_C" width="20" height="17 src=">конденсатора в момент времени !} t dipendono da:

Opera dw, che deve essere eseguito per trasferire l'onere elementare dq da una piastra del condensatore di capacità c, a un altro, supponendo che una delle piastre contenga una carica con il valore corrente q.

L'energia immagazzinata nel condensatore può essere determinata integrando l'equazione scritta sopra per ottenere l'espressione:

dove Q- il valore iniziale della carica del condensatore.

Caratterizza la variazione del valore della carica del condensatore nel tempo elettricità al momento del caricamento, in base al quale puoi scrivere:

Condensatore nel circuito tensione costante dopo che è stato caricato, non conduce corrente, poiché le sue piastre sono separate da un dielettrico. In un circuito a tensione alternata conduce corrente elettrica, poiché oscilla corrente alternata causare la carica ciclica del condensatore, e quindi la corrente nel circuito, è scritta dalle equazioni:

Il valore che mette in relazione la corrente e la tensione sul condensatore è chiamato reattanza, che è tanto minore quanto maggiore è la capacità del condensatore e la frequenza della corrente. È tipico per un condensatore che per una legge sinusoidale della variazione di corrente, la variazione di tensione sia in ritardo di fase di un angolo 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:!}

dove ? - frequenza angolare;

f- frequenza in hertz;

io- unità immaginaria

La reattanza della capacità è scritta dall'equazione:

Di conseguenza, per la corrente continua, la frequenza è zero e la resistenza del condensatore è un valore infinito (nel caso ideale).

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

Un campo elettromagnetico viene generato tra le piastre di un condensatore. dielettrico ( colore arancione) riduce il campo e aumenta la capacità.

3.1. Capacità

La caratteristica principale di un condensatore è la sua capacità elettrica(più precisamente capienza stimata), che determina la carica accumulata. I valori di capacità tipici per i condensatori vanno da unità di picofarad a centinaia di microfarad. Ma ci sono condensatori con una capacità di decine di farad.

Capacità di un condensatore piatto, costituito da due piastre metalliche parallele con un'area S ciascuno situato a distanza d l'uno dall'altro, nel sistema SI è espresso dalla formula 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=">!}

Anodo" href="/text/category/anod/" rel="bookmark">anodo .

3.6. Perdita tangente

Le perdite di energia nel condensatore sono determinate dalle perdite nel dielettrico e nelle piastre. Quando una corrente alternata scorre attraverso un condensatore, i vettori di tensione e corrente si muovono ad angolo? / 2-? (? - angolo di perdita dielettrico). Senza perdite? = 0. La tangente della perdita dielettrica è determinata dalla relazione Potenza attiva R a a R p reattivo ad una tensione sinusoidale di una certa frequenza. Il valore della tangente di perdita nei condensatori ceramici, mica, polistirene e fluoroplastici ad alta frequenza rientra? 10 -4, policarbonato? 10-4, ceramica a bassa frequenza 0,035, ossidante 0,05 ... 0,35, polietilene tereftalico 0,01 ... 0,012. Il reciproco di tg ? è chiamato fattore di qualità del condensatore.

3.7. Resistenza elettrica di isolamento del condensatore

La resistenza di isolamento elettrico è la resistenza del condensatore alla corrente continua, determinata dal rapporto R con = u / io vedo dove uè la tensione applicata al condensatore, io ho- corrente di dispersione.

3.8. Coefficiente di temperatura della capacità (TKE)

TKE è un parametro che caratterizza la dipendenza della capacità di un condensatore dalla temperatura. In pratica, TKE è definito come il rapporto tra la variazione di capacità di un condensatore quando la temperatura cambia di 1? C. Ma il TKE non è determinato per tutti i tipi di condensatori.

4. Standardizzazione dei parametri dei condensatori e loro codifica

4.1. Simboli

Designazione secondo GOST 2.728-74	Descrizione
	Condensatore fisso
	condensatore polarizzato
	Condensatore elettrolitico polarizzato
	Condensatore a pivot variabile
	condensatore variabile

Simboli grafici condizionali dei condensatori accesi schemi elettrici deve essere conforme a GOST 2.728-74 o allo standard internazionale IEEE. La designazione della lettera dei condensatori sui circuiti elettrici secondo GOST 2.710-81 è costituita dalla lettera latina "C" e dal numero di serie dell'elemento (designazione numerica), a partire da uno, all'interno del gruppo di elementi, ad esempio: C1, C2 , C3, ecc.

4.2. Codifica dei parametri

I valori nominali delle capacità sono standardizzati. La Commissione elettrotecnica internazionale (IEC) ha stabilito 7 righe di numeri prevalenti della serie E per i contenitori: E3, E6, E12, E24, meno spesso E48, E96, E192

La capacità nominale è indicata come un valore specifico espresso in picofarad (pF) o microfarad (mF) (1 μF = 10 6 pF). Con una capacità fino a 0,01 μF, è indicato in picofarad, mentre non è possibile specificare l'unità di misura (pF). Quando si specifica la capacità nominale in altre unità, indicare l'unità di misura.

Il valore effettivo della capacità può differire da quello nominale per la quantità di deviazione. Il valore di queste deviazioni è impostato in percentuale per condensatori con capacità superiore a 10 pF e in picofarad per condensatori con capacità inferiore. La tolleranza può essere codificata con una lettera

tolleranze simmetriche in percentuale

Codice lettera

tolleranze asimmetriche in percentuale

Codice lettera

tolleranze simmetriche espresse come valori costanti

Codice lettera
Tolleranza, pF

Per i condensatori elettrici, nonché per i condensatori ad alta tensione sui diagrammi, dopo la capacità nominale indicata, indicare la tensione massima di esercizio in volt (V) e kilovolt (kV). Ad esempio: "10 micron x 10 V". Per i condensatori di ricambio, specificare l'intervallo per la modifica della capacità, ad esempio: "1". Per indicare il valore della tensione dei condensatori, utilizzare le seguenti lettere della codifica

Codice lettera

Tensione nominale, V

Il coefficiente di temperatura della capacità (TKЄ) è codificato nella tabella

Codice lettera

Gruppo per temperatura
stabilità della capacità

Valore nominale
TK?10?6, K?1

Virazh" href="/text/category/virazh/" rel="bookmark">trasforma in picofarad con il significato della lettera " p" (Per esempio, 150 pence); in 1000 a 999999 pF - in nanofarad con la lettera " n" (Per esempio, n150); VID da 1 a 999 uF - in microfarad con la lettera " ? " (Per esempio, 1?5 ); da 1000 a 999999 uF - in millifarad con la lettera " m"(Per esempio m100); maggior valore - in farad con il significato della lettera " F ".

Dopo il valore della capacità nominale del condensatore, viene indicata la lettera di codice della capacità specificata, seguita dalla lettera di codice del gruppo TKЄ. Così, 33pKL significa che il condensatore ha una capacità di 33 pF con una tolleranza del 10% e instabilità di temperatura - 75?10?6 K?1. È inoltre possibile inserire una lettera di codice per la tensione nominale.

5. Classificazione dei condensatori

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Condensatore ceramico in acciaio

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Condensatore elettrolitico di ossido

disco"> Condensatori sottovuoto(le piastre senza dielettrico sono sottovuoto); Condensatori con dielettrico gassoso; Condensatori con dielettrico liquido; Condensatori con dielettrico inorganico solido: vetro, mica, ceramica, strato sottile di film inorganici (K10, K15, K26, K32,); Condensatori con dielettrico organico solido: carta, carta metallizzata, pellicola, combinati (K41, K42, K71, K72) Condensatori elettrolitici e ossido-semiconduttori. Uno strato di ossido di metallo viene utilizzato come dielettrico. Ad esempio, per i condensatori all'ossido di alluminio (K50) è Al 2 O 3 e per l'ossido di tantalio (K51) - Ta 2 O 3. Un coperchio è una lamina metallica (anodo) e il secondo (catodo) è un elettrolita (nei condensatori elettrolitici) o uno strato semiconduttore (in ossido-semiconduttore) depositato direttamente sullo strato di ossido. L'anodo è realizzato, a seconda del tipo di condensatore, da un foglio di alluminio, niobio o tantalio. Tali condensatori differiscono da altri tipi principalmente per la loro grande capacità specifica, ma sono in grado di funzionare relativamente basso voltaggio e hanno perdite dielettriche significative.

Inoltre, i condensatori differiscono nella possibilità di cambiare la loro capacità:

Condensatori permanenti

condensatori variabili

tensione elettrica

Condensatori trimmer

A seconda dello scopo, i condensatori possono essere suddivisi condizionatamente in generale e scopo speciale. I condensatori per uso generico sono utilizzati nella maggior parte dei tipi e classi di apparecchiature. Tradizionalmente, includono i condensatori a bassa tensione più comuni, che non hanno requisiti speciali. Il resto dei condensatori sono speciali. Questi includono condensatori ad alta tensione, a impulsi, dosimetrici, di avviamento e altri.

A seconda della forma delle piastre, i condensatori sono: piatti, cilindrici, sferici, laminati e altri (vedi tabella).

Nome	Capacità	Campo elettrico	schema
Condensatore piatto
Condensatore cilindrico
Condensatore sferico

Secondo il metodo di installazione, i condensatori sono divisi in elementi incernierato installazione e superficiale(stampato), nonché per l'uso come parte di microcircuiti e micromoduli. I terminali del condensatore per il montaggio in superficie possono essere rigidi o morbidi, assiali o radiali da filo o nastro, a forma di petali, entrata del cavo, prigionieri o viti di supporto. Nella maggior parte dei condensatori, una delle piastre è collegata alla custodia, che funge da secondo terminale.

6. Uso di condensatori

Guarda anche

Bobina di induttanza Ionistor ad impedenza Varicap

Appunti

1. Kikoin A. La storia dell'invenzione del condensatore elettrico - kvant. *****/1971/09/istoriya_izobreteniya_elektric. htm //Quantum.- 1971.- N. 9.- P.56

2. GOST 2.728-74 Sistema unificato per la documentazione di progettazione. Designazioni grafiche condizionali negli schemi. Resistori, condensatori.

3. Simboli grafici per schemi elettrici ed elettronici (incluse lettere di designazione di riferimento): IEEE (riaffermato nel 1993): Sezione 22. IEEE e ANSI, New York, NY. 1993.

4. Simboli elettrici e simboli elettronici - www. /elettrico/simboli_elettrici. htm (inglese)

5. GOST 2.710-81 ESKD Designazioni alfanumeriche nei circuiti elettrici.

6. IEC 60063, Numero di serie preferito per resistori e condensatori. Commissione elettrotecnica internazionale, 1963.

7. ^ un B C GOST (IEC 62-74) Codici per la marcatura di resistori e condensatori.

Fonti

condensatori elettrici

I condensatori sono anche caratterizzati da una capacità specifica, il rapporto tra capacità e volume (o massa) del dielettrico. Il valore massimo della capacità specifica si ottiene allo spessore minimo del dielettrico, tuttavia la sua tensione di rottura diminuisce.

Densita 'energia

La densità di energia di un condensatore elettrolitico dipende dal progetto. La densità massima si ottiene nei condensatori di grandi dimensioni, dove la massa della custodia è piccola rispetto alla massa delle piastre e dell'elettrolita. Ad esempio, un condensatore EPCOS B4345 con una capacità di 12000 uF x 450 V e una massa di 1,9 kg ha una densità di energia di 639 J/kg o 845 J/L. Questo parametro è particolarmente importante quando si utilizza un condensatore come dispositivo di accumulo di energia, con il suo successivo rilascio istantaneo, ad esempio, in Cannone Gauss

Tensione nominale

Un'altra caratteristica non meno importante dei condensatori è la tensione nominale, il valore di tensione indicato sul condensatore, al quale può funzionare in condizioni specificate durante la sua vita utile mantenendo i parametri entro limiti accettabili.

Polarità

Condensatori moderni che sono crollati senza un'esplosione a causa del design particolarmente strappato del coperchio superiore. La distruzione è possibile per l'azione di temperature e sollecitazioni non corrispondenti a quelle di lavoro, o per invecchiamento. I condensatori con un cappuccio strappato sono praticamente inutilizzabili e richiedono la sostituzione e, se è semplicemente gonfio ma non ancora strappato, molto probabilmente si guasterà presto o i parametri cambieranno notevolmente, il che renderà impossibile il suo utilizzo.

Molti condensatori con un dielettrico di ossido ( elettrolitico ) funzionano solo con la corretta polarità di tensione a causa delle caratteristiche chimiche dell'interazione dell'elettrolita con il dielettrico. Con l'inversione di polarità della tensione, i condensatori elettrolitici di solito si guastano a causa della distruzione chimica del dielettrico, seguita da un aumento della corrente, ebollizione elettrolita all'interno e, di conseguenza, con probabilità esplosione corpo.

Per ridurre i danni ad altre parti e lesioni personali nei moderni condensatori di grandi dimensioni, viene installata una valvola o viene praticata una tacca sul corpo (spesso puoi vederlo a forma di lettera X, K o T all'estremità, a volte è ricoperti di plastica su grandi condensatori). Con un aumento della pressione interna, la valvola si apre o l'alloggiamento crolla lungo la tacca, l'elettrolita evaporato esce sotto forma di gas corrosivo e talvolta anche liquido e la pressione diminuisce senza esplosioni e frammenti.

I vecchi condensatori elettrolitici non avevano alcuna protezione contro le esplosioni. La forza esplosiva delle parti del corpo può essere abbastanza grande da ferire una persona.

I veri condensatori, oltre alla capacità, hanno anche i propri resistenza e induttanza. Con un alto grado di precisione, circuito equivalente un condensatore reale può essere rappresentato come segue:

Resistenza elettrica isolamento condensatore - r

La resistenza di isolamento è la resistenza CC di un condensatore, data dalla relazione r=u/io ut, dove uè la tensione applicata al condensatore, io ut- corrente di dispersione.

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La capacità minima dei condensatori è determinata dalla corrente di funzionamento del relè elettromagnetico dovuta all'energia accumulata dal condensatore. Nel caso in cui un condensatore venga utilizzato per controllare un circuito di commutazione del relè, in cui la tensione di carica gioca il ruolo principale, la capacità del condensatore può essere presa molto meno ed è limitata dalle capacità del circuito.

La capacità di scatto è considerata la capacità minima del condensatore caricato alla tensione di ingresso caricabatterie nel 65% del normale, garantendo un funzionamento affidabile del dispositivo alimentato da esso. La tensione di ingresso del caricatore del 65% è stata scelta per due motivi. Secondo GOST, la tensione di funzionamento affidabile degli elettromagneti di spegnimento non deve superare il 65% della tensione nominale.

Per ciascun relè, viene determinata Cav: la capacità minima effettiva del condensatore, che ne garantisce il funzionamento affidabile quando la tensione all'ingresso dell'UZ-400 scende al 75% della normale tensione di alimentazione. Per comodità, il condensatore che alimenta il relè in prova viene sostituito da un magazzino container.

In considerazione di quanto sopra, la scelta degli elementi circuitali, compresa la capacità minima di un condensatore variabile, viene effettuata alla massima frequenza operativa del range, a seconda della formulazione dei dati iniziali secondo le modalità del § 5.3, 5.4 o 5.5. Successivamente, utilizzando le equazioni (5.110) e (5.111), calcola la larghezza di banda e il guadagno alla frequenza minima.

Pertanto, quando si progetta un risonatore, è sempre necessario sforzarsi di garantire la capacità minima del condensatore di sintonizzazione.

Il design del telaio della bobina del circuito di ingresso.

L'induttanza della bobina in un ricevitore finemente sintonizzato è determinata dalla frequenza superiore dell'intervallo, dalla capacità minima del condensatore e dalla capacità del circuito. Se il ricevitore è progettato per ricevere stazioni a onde lunghe (150 - 415 kHz) e il condensatore ha una capacità minima di 15 - 30 pF, l'induttanza deve essere selezionata tra 2 e 3 mg. Tale induttanza può essere ottenuta avvolgendo 450 - 500 giri di filo smaltato (PEL o PEV) con un diametro di 0 15 - 0 2 mm su un telaio cilindrico con un'asta rifilata in carbonile. Il suo telaio può essere realizzato con qualsiasi materiale isolante.

Poiché la capacità minima di un condensatore è determinata dalla capacità iniziale, che è principalmente dovuta alla capacità del bordo, quindi a parità di capacità iniziali del condensatore di sintonizzazione e altre condizioni, il risonatore in esame risuonerà a una frequenza maggiore di un risonatore con un condensatore di sintonia all'estremità aperta (vedi Cap. Questo vantaggio è di particolare importanza per lunghezze d'onda centimetriche.

Dopo aver verificato la funzionalità dell'azionamento e dell'elettromagnete in base alla tensione di risposta inserita DC la sua capacità è determinata. La capacità di intervento, per analogia con la corrente o tensione di intervento, è intesa come la capacità minima dei condensatori che assicura il funzionamento del relè o dell'elettromagnete quando i condensatori sono carichi fino al 65 - 70% tensione nominale UZ-401 o 260 - 280 V.

Su queste onde buona ricezione avviene durante il giorno, che deve essere tenuto in considerazione quando si sceglie l'ora per regolare il ricevitore. Si consiglia di sintonizzarsi su una stazione situata il più vicino possibile alla capacità minima del condensatore. Dopo aver ricevuto la stazione, cambiano la capacità del condensatore dell'oscillatore locale sintonizzato e notano il momento corrispondente al segnale di uscita massimo; allo stesso tempo, regolando la capacità di un condensatore semivariabile, viene verificata l'accuratezza dell'impostazione. Quando si regola questo condensatore, è necessario tenere conto dell'osservazione data nella sezione 14 sulla sintonizzazione dello specchio e sintonizzarsi sulla stazione con un valore inferiore della capacità del condensatore del trimmer dell'oscillatore locale.