コンデンサの静電容量の値が大きい。 石油とガスの大きな百科事典
序章
- 1履歴2コンデンサの特性3コンデンサの特性 4コンデンサパラメータの標準化とそのコーディング
- 4.1記号4.2パラメータコード4.3コンデンサのマーキング
ノート
ソース
序章
各種コンデンサ
結露？ トーラス（rus。 コンデンサ、 英語 コンデンサ; ドイツ人 コンデンサーm）-2つ以上の電極のシステム （カバー）、厚さがプレートのサイズよりも薄い誘電体によって分離されています。 このようなシステムは相互の電気容量を持ち、電荷を蓄えることができます。
1.歴史
ライデン瓶」。発明の名前は、フランスの物理学者ジャン＝アントワーヌ・ノレット（fr。 ジャンアントワーヌノレット）。 それは水で満たされた密封されたガラスの瓶であり、内側と外側がホイルで裏打ちされていました。 金属棒が瓶の蓋を通して挿入された。 ライデン瓶は、マイクロクーロンのオーダーの比較的大きな電荷を蓄積して保存することを可能にしました。 ライデン瓶のおかげで、初めて人工的に電気火花を得ることができました。 ライデン瓶の実験は、フランスの王の前でJ.ノレットによって繰り返されました。 科学者は180人の警備員のチェーンを作成し、手をつないで、チェーンの最初の人が瓶を手に持ち、最後の人がワイヤーに触れて火花を飛ばしました。 これがおそらく「電気回路」という用語の由来です。
ライデン瓶の発明は、特定の材料の電気と導電特性の研究を刺激しました。 ライデン瓶を使った実験は、物理学者によって行われ始めました さまざまな国、そして何年にもわたって、ライデン瓶の最初の理論は、有名なアメリカの科学者ベンジャミン・フランクリンとイギリス人のW.ワトソンによって開発されました。 金属が電気の最良の伝導体であることが判明しました。 ライデン瓶の発明の最も重要な結果の1つは、人体への放電の影響の確立であり、これが電気医学の誕生につながりました。これは、電気の最初の比較的幅広い実用化であり、重要な役割を果たしました。電気現象の研究を深める役割。
缶を使って研究したところ、缶に溜まる電気の量は板の大きさに比例し、絶縁層の厚さに反比例することがわかりました。 最初のフラットコンデンサは、1783年にイタリアの物理学者アレッサンドロボルタによって作成されました。
2.コンデンサの特性
http：// ***** / images / ukbase_2__478.jpg "alt ="（！LANG：C = \ frac Q U" width="59 height=41" height="41">!}
どこ Cファラデーのコンデンサの静電容量です。
Q-ペンダントのプレートの1つに蓄積された電荷。
U-プレート間の電圧（ボルト単位）。
静電容量はファラッドで表されます。 1ファラッドは非常に重要な単位であるため、実際には、コンデンサの静電容量はピコ、ナノ、マイクロ、およびミリファラッドで表されます。
一般的に、電圧http：// ***** / images / ukbase_2__252.jpg "alt ="（！LANG：I_C" width="20" height="17 src=">конденсатора в момент времени !} tに依存しています：
仕事 dw、これは、電気素量を転送するために実行する必要があります dq静電容量コンデンサの1つのプレートから c、プレートの1つに現在の値の電荷が含まれていると仮定して別のプレートに q。
コンデンサに蓄えられるエネルギーは、上記の式を積分して次の式を求めることで決定できます。
どこ Q-コンデンサの電荷の初期値。
時間の経過に伴うコンデンサの電荷値の変化は、 電気ロード時に、これに基づいて次のように記述できます。
回路内のコンデンサ 定電圧充電後は、プレートが誘電体で分離されているため、電流は流れません。 交流電圧の回路では、振動するので電流が流れます 交流電流コンデンサの周期的な充電を引き起こすため、回路の電流は次の式で表されます。
コンデンサの電流と電圧を関連付ける値はリアクタンスと呼ばれ、小さいほどコンデンサの静電容量と電流の周波数が大きくなります。 コンデンサの場合、電流変化の正弦波の法則では、電圧変化の位相が角度だけ遅れるのが一般的です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:!}
どこ ? - 角周波数;
f-ヘルツ単位の周波数。
私-虚数単位
静電容量のリアクタンスは次の式で表されます。
したがって、直流の場合、周波数はゼロであり、コンデンサの抵抗は無限大の値です（理想的な場合）。
http：// ***** / images / ukbase_2__19565.jpg "width =" 170 "height =" 187 src = ">
コンデンサのプレート間に電磁界が発生します。 誘電体（ オレンジ色）電界を減らし、静電容量を増やします。
3.1。 容量
コンデンサの主な特徴は 電気容量（より正確に 定格出力）、累積料金を決定します。 コンデンサの一般的な静電容量値は、ピコファラッドの単位から数百マイクロファラッドの範囲です。 しかし、数十ファラッドの容量を持つコンデンサがあります。
面積のある2枚の平行な金属板で構成されるフラットコンデンサの静電容量 Sそれぞれが離れた場所にあります d相互に、SIシステムでは次の式で表されます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=">!}
アノード"href=" / text / category / anod / "rel="bookmark">アノード。
3.6。 損失接線
コンデンサのエネルギー損失は、誘電体とプレートの損失によって決まります。 コンデンサに交流電流が流れると、電圧と電流のベクトルはある角度で移動しますか？/ 2-？ （？-誘電損失角）。 損失なし？ =0。誘電正接は比率によって決定されます 有効電力特定の周波数の正弦波電圧でのRaからリアクティブRp。 高周波セラミック、マイカ、ポリスチレン、およびフルオロプラスチックコンデンサの損失接線の値は？ 10 -4、ポリカーボネート？ 10-4、セラミック低周波0.035、酸化0.05 ... 0.35、ポリエチレンテレフタル酸0.01...0.012。 tg？の逆数は、コンデンサの品質係数と呼ばれます。
3.7。 コンデンサの絶縁電気抵抗
電気絶縁抵抗は、コンデンサの直流に対する抵抗であり、比率によって決まります。 Rと = U / 私はヴィーどこ Uはコンデンサに印加される電圧です。 私は- 漏れ電流。
3.8。 静電容量の温度係数（TKE）
TKEは、コンデンサの静電容量の温度依存性を特徴付けるパラメータです。 実際には、TKEは、温度が1変化したときのコンデンサの静電容量の変化の比率として定義されます。 C.しかし、TKEはすべてのタイプのコンデンサについて決定されているわけではありません。
4.コンデンサパラメータとそのコーディングの標準化
4.1。 記号
指定 | 説明 |
固定コンデンサ |
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分極コンデンサ |
|
分極電解コンデンサ |
|
可変ピボットコンデンサ |
|
可変コンデンサ |
上のコンデンサの条件付きグラフィックシンボル 電気回路図 GOST2.728-74または国際標準IEEEに準拠する必要があります。 GOST 2.710-81に準拠した電気回路のコンデンサの文字指定は、ラテン文字の「C」と、要素のグループ内の1から始まる要素のシリアル番号（数値指定）で構成されます（例：C1、C2）。 、C3など。
4.2。 パラメータコーディング
容量の公称値は標準化されています。 国際電気標準会議（IEC）は、コンテナ用のEシリーズの一般的な番号の7行を確立しました：E3、E6、E12、E24、まれにE48、E96、E192
定格静電容量は、ピコファラッド（pF）またはマイクロファラッド（mF）（1μF= 10 6 pF）で表される特定の値として示されます。 0.01μFまでの静電容量では、ピコファラッドで示されますが、測定単位（pF）を指定することはできません。 他の単位で静電容量定格を指定する場合は、測定単位を示してください。
実際の静電容量値は、偏差量だけ公称値と異なる場合があります。 これらの偏差の値は、静電容量が10 pFを超えるコンデンサの場合はパーセンテージとして設定され、静電容量が小さいコンデンサの場合はピコファラッドで設定されます。 公差は文字でエンコードできます
- 対称公差（パーセント）
文字コード | |||||||||||||
- 非対称公差（パーセント）
文字コード | ||||
- 定数値として表される対称公差
文字コード | ||||
許容差、pF |
図の電気コンデンサおよび高電圧コンデンサの場合、示された静電容量定格の後に、最大動作電圧をボルト（V）およびキロボルト（kV）で示します。 例：「10ミクロンx10V」。 交換用コンデンサの場合、静電容量を変更する範囲を指定します（例：「1」）。 コンデンサの電圧の値を示すには、次のコーディング文字を使用します
文字コード | |||||||||||||||||||||||||
定格電圧V |
容量の温度係数（TKЄ）は表にコード化されています
文字コード | |||||||||||||||||||||
温度のグループ | |||||||||||||||||||||
定格値 |
Virazh "href =" / text / category / virazh /"rel="bookmark">文字の意味でピコファラッドを提出してください" p" （例えば、 150p）; 1000〜999999pFで-「」の文字が付いたナノファラッドで n" （例えば、 n150）; VID 1〜999uF-マイクロファラッドで「 ? " （例えば、 1?5 ）; 1000〜999999uFで-ミリファラッドで文字「 m"（例えば m100）; より大きな価値-文字の意味を持つファラッドで" F ".
コンデンサの公称容量の値の後に、指定された容量のコード文字が示され、その後にTKЄグループのコード文字が続きます。 そう、 33pKLこれは、コンデンサの容量が33 pFで、許容誤差が10％で、温度が不安定であることを意味します-75？10？6 K？1。 公称電圧のコード文字を入力することもできます。
5.コンデンサの分類
http：// ***** / images / ukbase_2__5283.jpg "width =" 220 "height =" 188 src = ">
セラミックコンデンサ鋼
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酸化物電解コンデンサ
ディスク"> 真空コンデンサ（誘電体のないプレートは真空になっています）; ガス状誘電体を備えたコンデンサ; 液体誘電体を備えたコンデンサ; 固体無機誘電体を備えたコンデンサ：ガラス、雲母、セラミック、無機フィルムの薄層（K10、K15、K26、K32、）; 固体有機誘電体を備えたコンデンサ：紙、金属紙、フィルム、組み合わせ（K41、K42、K71、K72） 電解コンデンサと酸化物半導体コンデンサ。金属酸化物層が誘電体として使用されます。 たとえば、酸化アルミニウム（K50）コンデンサの場合はAl 2 O 3、酸化タンタル（K51）の場合はTa 2 O 3です。1つのカバーは金属箔（アノード）で、2番目のカバー（カソード）は電解質です。 （電解コンデンサの場合）または酸化物層上に直接堆積された半導体層（酸化物-半導体の場合）。 アノードは、コンデンサのタイプに応じて、アルミニウム、ニオブ、またはタンタル箔で作られています。 このようなコンデンサは、主に大きな比容量が他のタイプとは異なりますが、比較的で動作することができます。 低い電圧かなりの誘電損失があります。
さらに、コンデンサは静電容量を変更する可能性が異なります。
- 永久コンデンサ-一定の静電容量を持つ（使用時間とともに減少する以外の）コンデンサの主なクラス。 可変コンデンサ-機器の動作中に静電容量の変化を可能にするコンデンサ。 容量制御は機械的でありえます、 電圧（バリコンダ）と温度（サーモキャパシタ）。 たとえば、共振回路の周波数を調整するためにラジオ受信機で使用されます。 トリマーコンデンサ-コンデンサ。静電容量は1回または定期的な調整中に変化し、機器の動作中には変化しません。 これらは、接続された回路の初期静電容量を調整および均等化するために使用され、静電容量のわずかな変更が必要な回路回路の定期的な調整および調整に使用されます。
目的に応じて、コンデンサは条件付きで一般的なものと 特別な目的。 汎用コンデンサは、ほとんどのタイプおよびクラスの機器で使用されています。 伝統的に、それらは特別な要件を持たない最も一般的な低電圧コンデンサを含みます。 残りのコンデンサは特別です。 これらには、高電圧、パルス、線量測定、始動およびその他のコンデンサが含まれます。
プレートの形状に応じて、コンデンサはフラット、円筒形、球形、圧延などです（表を参照）。
名前 | 容量 | 図式 |
|
フラットコンデンサ | |||
円筒形コンデンサ | |||
球面コンデンサ | |||
設置方法により、コンデンサは要素に分割されます ヒンジ付きインストールと 表面的な（印刷）、およびマイクロ回路とマイクロモジュールの一部として使用します。 表面実装用のコンデンサ端子は、花びらの形で、ワイヤまたはテープから軸方向または放射状に、剛性または軟質にすることができます。 ケーブルエントリー、スタッドまたはサポートネジ。 ほとんどのコンデンサでは、プレートの1つがケースに接続されており、2番目の端子として機能します。
6.コンデンサの使用
も参照してください
- インダクタンスコイルバリキャップインピーダンスイオニスタ
ノート
1. キコインA。電気コンデンサの発明の歴史-kvant。 ***** / 1971/09/istoriya_izobreteniya_elektric。 htm//クォンタム.-1971.-No.9.- P.56
2.GOST2.728-74設計ドキュメント用の統合システム。 スキームでの条件付きグラフィック指定。 抵抗器、コンデンサー。
3.電気電子図のグラフィック記号（参照指定文字を含む）：IEEE（1993年に再確認）：セクション22。IEEEおよびANSI、ニューヨーク、ニューヨーク。 1993年。
4.電気記号と電子記号-www。 / electric/electrical_symbols。 htm（英語）
5. GOST2.710-81ESKD電気回路の英数字指定。
6. IEC 60063、抵抗器とコンデンサの推奨番号シリーズ。 国際電気標準会議、1963年。
7. ^ a B C GOST（IEC 62-74）抵抗器とコンデンサをマーキングするためのコード。
ソース
- 電気コンデンサおよびコンデンサユニット：ハンドブック/など; エド。 。 -M .: Energoatomizdat、198年代。 参考書 電気コンデンサ/、 や。。など。; 合計未満 ed。 と。 -M .:ラジオとコミュニケーション、19代。
コンデンサは、特定の静電容量、つまり誘電体の体積（または質量）に対する静電容量の比率によっても特徴付けられます。 比容量の最大値は誘電体の最小厚さで達成されますが、その絶縁破壊電圧は低下します。
エネルギー密度
電解コンデンサのエネルギー密度は設計によって異なります。 最大密度は、プレートと電解液の質量に比べてケースの質量が小さい大きなコンデンサで達成されます。 たとえば、容量が12000 uF x 450 V、質量が1.9kgのEPCOSB4345コンデンサのエネルギー密度は、639J/kgまたは845J/Lです。 このパラメータは、コンデンサをエネルギー貯蔵デバイスとして使用する場合に特に重要であり、その後、たとえば、 ガウス大砲
定格電圧
コンデンサのもう1つの重要な特性は、定格電圧です。これは、コンデンサに示されている電圧値であり、パラメータを許容範囲内に維持しながら、耐用年数中に指定された条件下で動作できます。
極性
トップカバーの特別に引き裂かれたデザインのために爆発することなく崩壊した現代のコンデンサ。 動作時とは異なる温度や応力の作用、または経年劣化により破壊する可能性があります。 キャップが破れたコンデンサは実質的に動作不能であり、交換が必要です。単に膨らんだがまだ破れていない場合は、すぐに故障するか、パラメータが大幅に変更されて使用できなくなります。
酸化物誘電体を備えた多くのコンデンサ ( 電解 ) 電解質と誘電体の相互作用の化学的特徴により、正しい電圧極性でのみ機能します。 逆電圧極性では、電解コンデンサは通常、誘電体の化学的破壊のために故障し、続いて電流が増加し、沸騰します 電解質内部と、その結果、確率で 爆発軍団。
最新の大型コンデンサのその他の部品への損傷や人身傷害を減らすために、バルブを取り付けるか、本体にノッチを付けます（端にX、K、またはTの文字の形で表示されることがよくありますが、場合によっては大きなコンデンサはプラスチックで覆われています）。 内圧が上昇すると、バルブが開くか、ハウジングがノッチに沿って崩壊し、蒸発した電解液が腐食性ガス、場合によっては液体の形で出てきます。圧力は爆発や破片なしに低下します。
古い電解コンデンサには防爆機能がありませんでした。 身体部分の爆発力は、人を傷つけるのに十分な大きさになる可能性があります。
静電容量に加えて、実際のコンデンサにも独自のコンデンサがあります 抵抗と インダクタンス。 高い精度で、 等価回路実際のコンデンサは次のように表すことができます。
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コンデンサの絶縁電気抵抗-r
絶縁抵抗は、次の関係で与えられるコンデンサのDC抵抗です。 r=U/私 ut、 どこ Uはコンデンサに印加される電圧です。 私 ut- 漏れ電流。
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コンデンサの最小静電容量は、コンデンサによって蓄積されたエネルギーによる電磁リレーの動作電流によって決定されます。 コンデンサを使用してリレースイッチング回路を制御する場合、充電電圧が主な役割を果たしますが、コンデンサの静電容量ははるかに少なくて済み、回路の機能によって制限されます。
トリップ容量は、入力電圧で充電されたコンデンサの最小容量と見なされます 充電器通常の65％で、それを搭載したデバイスの信頼性の高い動作を保証します。 65％の充電器入力電圧が2つの理由で選択されました。 GOSTによると、シャットダウン電磁石の信頼性の高い動作の電圧は、公称電圧の65％を超えてはなりません。
リレーごとに、Cavが決定されます。これはコンデンサの実際の最小静電容量であり、UZ-400入力の電圧が通常の電源電圧の75％に低下したときに信頼性の高い動作を保証します。 便宜上、テスト対象のリレーに給電するコンデンサは、コンテナストアに置き換えられています。
前述のことを考慮して、可変コンデンサの最小静電容量を含む回路要素の選択は、§5.3、5.4またはの方法に従った初期データの定式化に応じて、範囲の最大動作周波数で実行されます。 5.5。 その後、式（5.110）と（5.111）を使用して、最小周波数での帯域幅とゲインを計算します。
したがって、共振器を設計するときは、チューニングコンデンサの最小容量を確保するように常に努力する必要があります。
| 入力回路のコイルフレームの設計。 |
微調整された受信機のコイルインダクタンスは、範囲の上限周波数、コンデンサの最小静電容量、および回路の静電容量によって決まります。 受信機が長波局（150〜415 kHz）を受信するように設計されており、コンデンサの最小静電容量が15〜30 pFの場合、インダクタンスは2〜3mg以内で選択する必要があります。 このようなインダクタンスは、カルボニルでトリミングされたロッドを備えた円筒形のフレームに、直径0 15〜0 2 mmのエナメル絶縁ワイヤ（PELまたはPEV）を450〜500ターン巻くことによって得られます。 そのフレームは、任意の絶縁材料で作ることができます。
コンデンサの最小静電容量は、主にエッジ静電容量に起因する初期静電容量によって決定されるため、チューニングコンデンサの初期静電容量が等しく、他の条件が等しい場合、検討中の共振器は、より高い周波数で共振します。開放端に調整コンデンサを備えた共振器（第章を参照。この利点は、センチメートルの波長に対して特に重要です。
の応答電圧に応じてドライブと電磁石の保守性を確認した後 DCその静電容量が決定されます。 トリップ容量は、トリップ電流または電圧と同様に、コンデンサが65〜70％まで充電されたときにリレーまたは電磁石の動作を保証するコンデンサの最小容量として理解されます。 定格電圧 UZ-401または260-280V。
これらの波に 好評レシーバーを調整する時間を選択する際に考慮しなければならない日中に発生します。 コンデンサの最小静電容量にできるだけ近い位置にあるステーションに調整することをお勧めします。 ステーションを受信すると、調整された局部発振器コンデンサの静電容量を変更し、最大出力信号に対応するモーメントに気づきます。 同時に、半可変コンデンサの静電容量を調整することにより、設定の精度をチェックします。 このコンデンサを調整するときは、ミラーチューニングに関するセクション14の説明を考慮し、局部発振器トリマコンデンサの静電容量の値を小さくしてステーションにチューニングする必要があります。