コンデンサの主な特徴。コンデンサ

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無線機器の製造

固定コンデンサ

固定コンデンサはさまざまなスキーム電流の可変成分と定数成分を分離し、整流器の電圧リップルを滑らかにします。コンデンサは、他の回路要素と組み合わせて、無線機器で広く使用されている共振回路を形成します。

定容量のコンデンサは、定格静電容量の値、精度クラス、定格動作電圧、目的、誘電体材料、および設計上の特徴によって分類されます。

コンデンサ容量の公称値は、GOST2519-60によって確立されます。

コンデンサの製造において、実際の静電容量値は、マーキングに示されている公称値とは異なります。公称値からの静電容量の許容偏差は、許容誤差と呼ばれます。この原理によれば、すべてのコンデンサは5つのクラスに分類されます。0、1、II、III、IV、それらの許容誤差はそれぞれ±2％です。 ±5％; ±10％; ±20％および-20〜 + 50％。

目的に応じて、ループ、分離、ブロッキング、フィルターコンデンサがあります。

誘電体の材質により、コンデンサーは雲母、セラミック、紙、金属紙、紙油、フィルム、ガラスエナメル、ガラスセラミック、電解、空気、真空、ガス充填に分けられます。

設計上、コンデンサは管状、ディスク、バレル、ポット、プレスおよびシール、フラットおよび円筒形などに分けられます。

コンデンサの種類に関係なく、動作電圧が特徴です。動作電圧は、コンデンサプレートを分離する誘電体が破壊されることなく、コンデンサプレートが長期間存在できる電圧です。動作電圧はボルトで表されます。

非常に重要コンデンサの通常の動作のために、その絶縁の抵抗があります。絶縁抵抗が低いと、漏れが発生し、回路の通常の動作が妨げられます。コンデンサの損失は、誘電損失の接線によって特徴付けられます。これは、有効損失電力と無効電力コンデンサ。

低電力コンデンサでは、エネルギー損失は主に誘電体の導電率と誘電ヒステリシスによって引き起こされます。つまり、電圧がプレートに印加されたときに極性分子が電界の方向に回転することによる損失です。プレートとリードの損失は小さいため、通常は無視されます。

コンデンサの最も重要な特性の1つは、安定性です。これは、動作中のコンデンサの静電容量の値の不変性です。静電容量の変化は、一時的または不可逆的のいずれかです。コンデンサの静電容量の安定性に影響を与える主な要因は、温度の影響です。環境コンデンサに消費される電力のためにコンデンサを加熱します。温度が上昇すると、材料の幾何学的寸法が増加し、一時的に（温度が元の値に戻るまで）静電容量が変化します。

ただし、温度が上昇すると、静電容量が不可逆的に変化する可能性もあります。たとえば、コンデンサでは、プレートと誘電体の間のエアギャップの再配置が発生する可能性があります。静電容量の不可逆的な変化は、誘電率の変化からなる誘電体の経年劣化によっても発生します。

コンデンサの静電容量の変化に対抗するための対策は、金属箔を使用する代わりに、特殊な化合物（ヒマシ油、セレシン、ワセリンなど）を含浸させ、マイカプレートを銀メッキすることです。特に重大なケースでは、コンデンサは密閉されています。

コンデンサにマークを付ける場合は、タイプを示します。動作電圧、定格静電容量（ピコファラッドまたはマイクロファラッド）、精度クラス（定格静電容量からの許容偏差（パーセント））。

マイカおよびガラスエナメルコンデンサには、TKEグループに属することを示す追加の表示があります（温度係数コンテナ）マイカの場合はA、B、C、Gの文字、ガラスエナメルの場合はR、O、M、Pの形式。セラミックコンデンサの静電容量の温度係数はカラーコードで示されます。コンデンサのケースはTKEグループの色で塗装されています。

米。 1.マイカコンデンサ：a-KSO; b-KSG

KSOコンデンサーは、60〜4 70°Cの温度範囲、最大80％の相対湿度（短時間-最大98％）、および5mmHg以上の大気圧で動作できます。 cm（最大500Vの動作電圧用のコンデンサ用）。回路にKSOコンデンサを取り付ける場合いろいろな種類機器は異なるTKEを持っていることを覚えておく必要があります。

また、耐熱成形マイカコンデンサKSOTや信頼性向上コンデンサK31U-ZEを製造しています。

加圧コンデンサに加えて、密閉型マイカコンデンサは金属およびセラミックのケースで利用できます。

金属ケース（図39、b）のKSGコンデンサ（密閉型マイカコンデンサ）には、KSG-1とKSG-2の2種類があります。コンデンサKSG-1は、公称容量470〜20000 pFに使用され、KSG -2は、動作電圧500および1000 Vで0.02〜0.1マイクロファラッドに使用されます。これらのコンデンサは、0、I、II、IIIの精度クラスで利用できます。

防湿セラミックケースに入ったSGMコンデンサ（小型の密閉型マイカ）は、両端がはんだ付けされており、マイカに銀板が蒸着されています。これらは、SGM -1、SGM -2、SGM -3、およびSGM-4の4つのタイプの全体寸法に従って製造されます。 SGMコンデンサの重量は3〜10 gで、公称値容量は100〜10,000 pfで、0 I、II、IIIの精度クラスの許容誤差があります。これらは、250〜1500Vの動作電圧用に設計されています。湿度の高い雰囲気では、これらのコンデンサはKSOコンデンサよりも安定して動作します。

マイカコンデンサの製造には、最高級の白雲母を使用しています。コンデンサプレートは、7〜100ミクロンの厚さの薄い金属箔（アルミニウム、鉛スズ、または銅）でできています。

安定性の高いコンデンサのプレートとして、銀を使用し、溶射または溶射により焼き付けます。

セラミックコンデンサ。セラミックコンデンサは、設計により管状とディスクに分けられます。より一般的なのは、管状コンデンサKTKおよびKT（管状セラミックコンデンサ）です。 KTKコンデンサー（図40、a）は薄壁のセラミック管で、その外面と内面は銀の薄層でコーティングされています。プレートからの結論は、銀メッキされた銅線で作られています。

KTMコンデンサ（小型管状コンデンサ）は、KTKコンデンサと同様の設計ですが、寸法が小さくなっています。

いわゆるリファレンスセラミックコンデンサKOは設置に非常に便利です。それらの中で、外側のライニングはボルトに接続されています。ボルトは、金属製のシャーシ（パネル）のコンデンサを強化すると同時に、このライニングを確実に接地するのに役立ちます。裏地は花びらの形で出力されます。

高湿度で動作するように設計された無線機器では、防湿セラミックシェルを備えた管状KGKコンデンサ（密閉セラミックコンデンサ）を使用することをお勧めします。

KDKおよびKDコンデンサ（ディスクセラミックコンデンサ）の基礎は、ディスクの形で作られたセラミックプレートによって狭められています。そのプレートは、このプレートの各表面に堆積した銀の薄層です。 KDKコンデンサ（図2、c）は、ディスクの直径に応じて、次の3つのタイプに分類されます。

米。 2.セラミックコンデンサ：a -CPC; b-KGK：v-KDK

コンデンサKDM（小型ディスクコンデンサ）は、半導体デバイス上に組み立てられた小型機器用に設計されており、直径は4mmです。 KDKとKDMの結論は、プレートにはんだ付けされたワイヤーです。

コンデンサKDU（超高波回路用のディスクコンデンサ）はFDCと同じ直径ですが、結論は短く幅の広い花びらの形で作られています。

KDOコンデンサ（ディスクサポートコンデンサ）では、プレートの1つがボルトの頭にはんだ付けされています。これは、コンデンサをシャーシに固定し、このプレートをシャーシにしっかりと接続するのに役立ちます。 2番目の裏地には花びらの形の端子があります。

米。 3.紙コンデンサセクション：1-コンデンサ紙：2-ホイル

セラミックコンデンサの誘電体として、誘電率が比較的高く、損失が少ないという特徴を持つ特殊なコンデンサセラミックが使用されています。 KTKコンデンサは2〜100 pFの容量で製造され、KDKコンデンサは0、I、II、IIIの精度クラスに応じて1〜75pFで製造されます。 KDMコンデンサは、I、II、およびIIIの精度クラスに従って1〜220 pFの公称容量で製造され、KTMコンデンサは、I、II、およびIIIの精度クラスに従って1〜10,000pFの容量で製造されています。

最近、セラミックコンデンサ大きな値 KLS（鋳造セラミック断面）、KP（セラミックラメラ）およびKPS（セラミックラメラ強誘電体）の小さな寸法の静電容量（0.01マイクロファラッドのオーダー）。

紙コンデンサ。紙コンデンサでは、誘電体として厚さ4〜10ミクロンのコンデンサ紙を使用し、プレートとして厚さ7〜7.5ミクロンのアルミニウムまたは鉛スズ箔を使用します。

紙コンデンサセクションは、コンデンサ紙/が置かれている金属箔ストリップ2で構成されています。紙の層の数は少なくとも2つでなければなりません。紙には特定の数の導電性介在物が含まれているため、1層の紙では、コンデンサが急速に破壊される可能性が大幅に高くなります。

無線機器の製造では、KBGコンデンサ（シール紙コンデンサ）が主に使用されています。このタイプのコンデンサにはいくつかの種類があります。
-KBG-I-セラミックまたはガラス製の円筒形ケース。
--KBG-M1およびKBG-M2-ケースから1つまたは複数のリード線が分離された金属ケース内（図42、b）。 KBG-MP-金属製の長方形のケースに入れて、平らにします。
-KBG -MN-金属製の長方形のケース、通常。

コンデンサKBG-I、KBG-MN、KBG-MPの定格容量値は、動作電圧200、400、600、1000、1500 Vで470pfから10マイクロファラッド、コンデンサKBG-M1とKBG-M2は0.1 200、400、または600Vの動作電圧で0.25マイクロファラッド。

半導体デバイスの小型機器用に、特殊コンデンサBM、BGM（紙シール小型-図42、e）およびBGMT（紙シール小型耐熱性）が製造されています。

BMコンデンサの定格静電容量：300 Vの動作電圧で510〜2200 pF; 200Vの動作電圧で3300pFから0.03マイクロファラッド。 150Vの動作電圧で0.04および0.05マイクロファラッド。これらのコンデンサは、IIおよびIIIの精度クラスに従って製造されています。

BGMコンデンサ（BGM-1およびBGM-2）は、動作電圧で製造されています。小型の加圧コンデンサK40P-1、密閉型K40P-2、非密閉型K40P-3、および耐熱性K40Uに注意してください。 -9（最大+ 125°C）。

米。 4.紙コンデンサ：a --KBG -I; b-KBG-M; -KBG-MPで; d-CBG-MN; 3-BGM; e-BM

紙コンデンサの製造技術には、断面巻き、プレス、乾燥、含浸、組み立てが含まれます。

金属コンデンサ。金属紙コンデンサは、寸法が比較的小さく（単位容量あたりの体積と重量が小さい）、同時に優れた絶縁特性を備えているため、広く使用されています。紙と金属のコンデンサのプレートは、100分の1ミクロンの厚さまでの金属層の形で作られています。金属は、真空下での蒸発によって紙テープに塗布されます。

金属紙コンデンサは、長方形または円筒形の金属シールされたケースで製造されます。それらは、MBGP（長方形のケースに密封された金属紙）、MBGC（円筒形のケースに密封された金属紙）、MB GO（金属紙で密封、誘電体の1層）、MBGCH（金属紙で密封された周波数）、 MB G（金属紙で密封された耐熱性）。

目的に応じて、これらのコンデンサは、160〜1500 Vの動作電圧に対して0.025〜30マイクロファラッドの容量で製造されます。動作電圧160V用の.MBMコンデンサ（小型の金属紙）は、半導体デバイスをベースにした機器で動作するように設計されています。いくつかのタイプの金属紙コンデンサを図1に示します。 5.5。

金属紙コンデンサの金属コーティングには、亜鉛、アルミニウム、ニッケルが一般的に使用されています。紙に塗布された金属層は非常に薄く、酸化しやすいため、金属化された紙が屋外にさらされる時間は限られています。アルミニウムとニッケルのコーティングは、亜鉛のコーティングよりも腐食しにくいです。

金属紙コンデンサは、絶縁破壊後に自己回復します。自己回復は、コンデンサに蓄積されているか、外部からコンデンサに到達することによって発生します電気エネルギー破壊部位の金属層を蒸発させ、それによって損傷した領域を残りの金属コーティングから隔離するのに十分です。亜鉛コーティングされたコンデンサは、最高の自己修復特性を備えています。

自己修復効果により、箔板付きのコンデンサとは対照的に、単一の誘電体層を備えた金属紙コンデンサを製造することが可能になります。

金属紙コンデンサは、通常の紙コンデンサと同様に、完全な真空乾燥が行われる前に含浸されます。

フィルムコンデンサ。このグループのコンデンサの誘電体として、有機高分子膜が使用されています。いくつかのタイプのフィルムコンデンサを6に示します。それらの製造において、ポリスチレンおよびフルオロプラストフィルムが最も多く使用されています。ポリスチレンは無極性誘電体であるため、低周波回路と高周波回路の両方で動作するコンデンサの製造に広く使用されています。

米。 5.金属紙コンデンサ：a-MBGP; b-MBHC; -MBGOで; g-MBGT

ポリスチレンコンデンサは、広い周波数範囲での小さな誘電損失正接、比較的小さな静電容量の温度係数（GSあたり-150-10-6）、および高い絶縁抵抗を特徴としています。ポリスチレンコンデンサの重大な欠点。それらの低い耐熱性です（最終的に作業温度 60-70°C）。

PTFE-4が誘電体として機能するコンデンサは、高い熱安定性を備えています。これらのコンデンサは、200°Cまでの温度、さらには250°Cの温度でも、短期間の負荷で長時間動作する可能性があります。 Fluoroplast-4は無極性です。 Fluoroplast-3は極性有機誘電体の1つです。フルオロプラスト-3が誘電体として機能するコンデンサは、低周波回路または直流誘電損失接線の値が増加するためです。

ポリスチレンフィルムコンデンサのセクションは、紙コンデンサの製造に使用される従来の巻線機で作られています。ポリスチレンフィルムコンデンサのプレートにはアルミホイルが使用されています。フィルムの厚さ15〜20ミクロン\ホイルの厚さ7.5ミクロン。

コンデンサの寸法を小さくするために、金属化ポリスチレンフィルムを使用し、コンデンサの信頼性を維持し、全体の寸法をアルミホイルプレート付きのコンデンサと比較して5〜6倍縮小します。

米。 6.フィルムコンデンサ：O-PGT; b-PM; e-PSO; FGTIさん

亜鉛はプレートの母材として使用され、スズの薄層に堆積されます。これらのコンデンサは金属皮膜コンデンサと呼ばれます。金属フィルムコンデンサは、セラミック絶縁体を備えた長方形の金属ケース、または両端がエポキシ樹脂で満たされた管状のアルミニウムケースに封入されています。

PTFE-4からコンデンサを製造する場合、5〜40ミクロンの厚さのフィルムが使用されます。それらのプレートは7.5ミクロンの厚さのアルミホイルです。フッ素樹脂コンデンサは2つのグループに分けられます：円筒形の本体がアルミニウムでできており、本体の端を丸めて固定された端側にPTFE-4カバーが付いている低電圧と、セラミック製の円筒形の場合の高電圧です。、ボディの両側にInvarキャップが溶接されており、真空シールを提供します。高電圧ハウジング

コンデンサーは、プレートの端の間の絶縁破壊とガスイオン化の可能性を防ぐために、圧力下で窒素で満たされています。

業界では、ラジオ機器用のフィルムポリスチレンコンデンサPO（オープン）とPM（小型）およびフルオロプラスチックを製造しています低い電圧（1 kV以下）FTコンデンサ（+ 200°Cまでの耐熱性）。新しいタイプのフィルムコンデンサの中で、コンデンサK72P-6（耐熱性、最大+ 200°C）、K73P-2（金属フィルム）、およびK76P-1（ラッカーフィルム）に注目できます。

電解コンデンサ。電解コンデンサは、動作電圧が250〜450 V（容量数百マイクロファラッド）の高電圧に分けられ、主に整流器やデカップリングフィルタの平滑化フィルタ、スクリーングリッドのアノード回路で使用されます。半導体技術で使用される6〜60 Vの動作電圧（最大数千マイクロファラッドの容量）。

最初のグループには、公称容量5〜2000マイクロファラッドおよび動作電圧8〜500 V用に製造されたKEコンデンサ（電解コンデンサ）が含まれます。設計上、KE-1、KE-2、KE-3の3種類があります。

このグループには、6〜500 Vの動作電圧に対して5〜50マイクロファラッドの容量を持つEGCコンデンサ（電解シール円筒形コンデンサ）も含まれます。

2番目のグループには、コンデンサEM（電解小型）とEMI（電解ミニチュア）が含まれます。これらは、小型トランジスタユニットのDCおよび脈動電流回路で動作するように設計されています。定格DC電圧3VのEMIコンデンサと4〜150 VのEMコンデンサ、定格静電容量0.5; EMIの場合は1.25および10マイクロファラッド、EMの場合は0.5〜50マイクロファラッド。公差公称値からの静電容量の実際の値：容量が0.5マイクロファラッドのコンデンサの場合は+ 80〜-20％、容量が1.25および10マイクロファラッドのコンデンサの場合は+ 200〜-10％。動作温度範囲は、相対湿度98％以下、大気圧720〜780 mm Hgで-20〜+50°Cです。美術。

新しいタイプの小型アルミニウム電解コンデンサの中で、業界は6〜450 Vの動作電圧用のK50-3コンデンサ、K50-ZI（パルス）、K50-6（無極性）などを製造しています。

イチジクに図７は、いくつかの電解コンデンサのタイプを示しており、誘電体は、コンデンサの第１のプレート（アノード）として機能するアルミホイル上に形成された酸化膜であり、第２のプレートは、酸化膜と接触する電解質である。 2番目のホイルテープ（カソード）は、電解液への集電体として機能します。

酸化皮膜の厚さは0.01〜1.5ミクロンで、単極（片側導電率）であるため、電解コンデンサは直流回路または脈動電流回路でのみ動作します。

設計・製造方法によると、電解コンデンサは液体（ウェット）であり、その酸化アルミニウムアノードは液体または半液体電解質にあり、アルミニウムフォイルテープ（酸化アノードおよび非酸化カソード）を巻くことによって得られるドライです。そして、ペースト状または半液体の電解質を含浸させた繊維状のパッドによって分離されています。

最も広く使用されているのは乾式電解コンデンサです。これらのコンデンサのアノードには、99.8〜99.99％のアルミニウムを含む材料が使用されています。最小額腺。

電解コンデンサに使用されるアルミニウム陽極箔の厚さは50〜150ミクロンです。

陰極の製造に使用されるアルミニウムには、それほど厳しくない要件が適用されます。 0.4％までの不純物が許容されます。陰極箔の厚さは7.5-16ミクロンです。

乾式電解コンデンサでは、アルミニウムテープの間に電解質を含浸させた特殊なグレードの紙と綿布が使用されます。

最近、業界では、酸化タンタル膜で作られた誘電体を備えた電解コンデンサが広く製造されています。これは、アルミニウムと比較して、誘電率が高くなっています。

米。 7.電解コンデンサ：a-EC 3; b-KE-1-OM; -KE-2Mで; d-KEG -2; d-KEG-1M

タンタルコンデンサは、酸化アルミニウム皮膜コンデンサよりもはるかに小さく、信頼性が高く、電気的特性が優れています。ドライタンタルコンデンサの静電容量n誘電損失接線は、-60°Cまでの温度変化に応じてわずかに変化します。

液体タンタルコンデンサは、圧縮されたタンタル粉末で作られた円筒形のアノードを備えており、真空中で熱処理されています。熱処理タンタル粉末の結晶粒を焼結するために必要です。結果として生じるアノードの多孔質構造は、コンデンサの静電容量を増加させる大きな活性表面によって特徴付けられます。この方法では、シリンダーの気密面と比較して、アノードの活性面が40〜50倍増加します。

コンデンサの誘電体は、粒子の表面にある酸化タンタルの薄膜であり、酸性電解質が2番目のライニングの役割を果たします。

イチジクに図８は、液体電解タンタルコンデンサＩＴの装置を示している。

ETOコンデンサ（体積多孔質アノードを備えた電解タンタル）には、IT -1、IT -2、IT-3.4のいくつかの種類があります。このタイプの変更は、コンデンサK52-2およびK52-3です。

乾式タンタルコンデンサから、コンデンサET（電解タンタル）とETN（無極性）が製造されます。

このグループのコンデンサのさらなる建設的な開発は、固体電解質を備えたタンタルコンデンサです。このようなコンデンサのアノードは、多孔質の焼結タンタルのシリンダーの形で作られています。圧縮粒子の表面の誘電体層（酸化タンタル）は、電気分解によって得られます。このコンデンサの2番目のライニングの役割は、硝酸マンガンの熱分解（分解）によって堆積した二酸化マンガンの層によって果たされます。

米。 8.ボリュームポーラスアノードを備えた液体電解タンタルコンデンサETOのデバイス：I-出力。 2-textoliteリング; 3-タプタルカバー; 4-ゴムリング：5-電解質; 6-アノード; 7-耐薬品性金属製のインサート。 8-スチールケース; 9-カソードの出力。 10-黄褐色のタックルロッド; 11-フルオロプラスチックリング

固体電解質を含むコンデンサの静電容量の温度特性は、液体電解質が増粘または固化するときの特に低温での液体電解タンタルコンデンサの特性と比べて遜色がありません。固体電解質を備えたコンデンサの損失は、温度にほとんど依存せず、非常に低い温度まで同じレベルに留まります。また、高周波で動作する場合、コンデンサの特性も液体型タンタルコンデンサよりも良好です。多孔質タンタルアノードと固体電解質を備えたコンデンサの長期保管は、それらの電気的特性が実際には時間の経過とともに変化しないことを示しています。

ガラスエナメルコンデンサ（図9）。このグループのコンデンサでは、誘電体はガラスエナメルの薄層であり、プレートは燃焼によってガラスエナメル層に堆積された銀膜です。おおよそのエナメル質組成：15-25％SiO2; 3〜11％Na20 + K20; 15〜25％のPbO、残りは他の二価金属の酸化物です。

ガラスエナメルコンデンサKS-1およびKS-2の動作温度範囲は-60〜+100°Cです。 20OOOMom以上の絶縁抵抗。 + 20±5°Cの温度での損失角接線は15-1Q-4以下であり、+ 100±5°Cでの損失角接線は20-10-4以下であり、温度範囲での容量の温度係数です。 + 20から100°Cは+（65±35）-10-6に等しい; 許容偏差±2、±5、±10、±20％。

ガラスエナメルコンデンサは、マイカやセラミックのコンデンサとともに無線機器に使用されています。

COPのコンデンサのリード線を本体に固定する機能により、リード線を形成する際に不便が生じ、結婚（はんだの剥離）が発生することがよくあります。したがって、CCコンデンサは調整を含むすべての操作で注意して取り扱う必要があります。

定容量KS-1のガラスエナメルコンデンサは、定容量および定容量の回路で動作するように設計されています。交流電流、およびインパルス回路。動作温度範囲は-60〜+100°Cです。最大98％の相対湿度、定格電圧 DC300V。容器の温度安定性は0.1％以下です。容量の実際の値の公称値からの許容偏差：±2％および±5％。

米。 9.ガラスエナメルコンデンサ

調整されたコンデンサ。トリマーコンデンサ（トリマー）は、調整プロセス中に高周波発振回路を調整するために使用されます。それらは空気またはセラミック誘電体で作られ、静電容量の安定性を高めるためにセラミックベースが使用されます。

米。 10.トリマーコンデンサ：a-空気誘電体付き。 b-セラミック誘電体を使用。 1-固定子; 2-ローター; 3-結論; 4-取り付け穴

PDAセラミックトリマーコンデンサは、250 Vの動作電圧用に設計されており、主に受信機の高周波回路の調整に使用されます。

コンデンサKPK-1の最小静電容量値は2、4、6、および8 pFで、最大値はそれぞれ7、15、25、および30pFです。

コンデンサKPK-2およびKPK-3の最小静電容量は6、10、および25 pFで、最大静電容量は60、100、および150pFです。

小型機器用に、チューニングコンデンサKPK-MN（表面実装用小型）およびKPK-MP（印刷配線用小型）が製造されています。

コンデンサ（緯度から。凝縮-「コンパクト」、「厚く」、または緯度から。凝縮-「蓄積」）-静電容量の値が特定または可変で、導電率が低い2端子ネットワーク。電界の電荷とエネルギーを蓄積するための装置。

コンデンサは受動的な電子部品です。最も単純な形では、設計は2つの板状の電極で構成されています（ フェーシング）、誘電体で分離されており、その厚さはプレートの寸法と比較して薄いです（図を参照）。実際に使用されるコンデンサには、多くの誘電体層と多層電極、または誘電体と電極が交互に並んだストリップがあり、円筒状に巻かれているか、丸みを帯びた4つのエッジで平行六面体になっています（巻線による）。

DC回路のコンデンサは、回路に接続された瞬間（コンデンサが充電または再充電されている）に電流を流すことができます。遷移プロセスの最後では、プレートが分離されているため、電流はコンデンサを流れません。誘電体による。交流回路では、コンデンサを周期的に再充電することで交流振動を行い、いわゆるバイアス電流で閉じます。

水流のアナロジー法では、コンデンサーはパイプに挿入された柔軟な膜です。アニメーションは、水の流れの作用下で膜が伸び縮みする様子を示しています。これは、電流の影響下でのコンデンサの充電と放電に似ています。

複素振幅の方法の観点から、コンデンサは複素インピーダンスを持っています

どこ j -虚数単位、 ω -巡回周波数（ rad / s）流れる正弦波電流、 f -頻度 Hz, C -コンデンサの静電容量（ ファラド）。また、コンデンサのリアクタンスは次のようになります。 DCの場合、周波数はゼロであるため、コンデンサのリアクタンスは無限大です（理想的には）。

コンデンサの共振周波数は

で f> fp AC回路のコンデンサはインダクタのように動作します。したがって、コンデンサは周波数でのみ使用することをお勧めします f< f p ここで、その抵抗は容量性です。通常、コンデンサの最大動作周波数は、共振周波数の約2〜3分の1です。

コンデンサは電気エネルギーを蓄えることができます。充電されたコンデンサのエネルギー：

どこ U -コンデンサが充電される電圧（電位差）、および q - 電荷。

図上のコンデンサの指定。ロシアでは、図のコンデンサの図記号は、GOST2.728-74]または国際規格IEEE315-1975に準拠している必要があります。

電気について回路図コンデンサの公称静電容量は通常、マイクロファラッド（1μF\ u003d 1 10 6 pF \ u003d 1 10 -6 F）とピコファラッドで示されますが、多くの場合、ナノファラッド（1 nF \ u003d 1 10 -9 F）で示されます。 0.01μF以下の容量の場合、コンデンサの静電容量はピコファラッドで示されますが、測定単位を示さないことは許容されます。つまり、「pF」の接尾辞は省略されます。公称容量を他の単位で指定する場合は、測定単位を指定してください。電解コンデンサの場合、および図の高電圧コンデンサの場合、静電容量定格を指定した後、それらの最大動作電圧はボルト（V）またはキロボルト（kV）で示されます。例：「10uFx10V」。可変コンデンサの場合、静電容量の変化の範囲が示されます（例：「10-180」）。現在、公称静電容量のコンデンサは、10進数の対数系列の値E3、E6、E12、E24から製造されています。つまり、10年ごとに3、6、12、24の値があるため、値は適切な許容誤差（分散）で、10年全体をカバーします。

コンデンサの特性

主なパラメータ容量コンデンサの主な特徴は容量電荷を蓄えるコンデンサの能力を特徴づける。公称容量の値はコンデンサの指定に表示されますが、実際の容量は多くの要因によって大幅に異なる可能性があります。実容量コンデンサはそれを定義します電気的性質。したがって、静電容量の定義により、プレートの電荷はプレート間の電圧に比例します（ q = CU）。典型的な静電容量の値は、ピコファラッドから数千マイクロファラッドの範囲です。ただし、最大数十ファラッドの容量のコンデンサ（イオニスタ）があります。

面積が2つ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お互いから、SIシステムでは次の式で表されます：、ここで- 誘電率プレート間のスペースを埋める媒体の（真空では1に等しい）電気定数は、数値的に8.854178717 10 -12 F/mに等しくなります。この式は、次の場合にのみ有効です。 dプレートの直線寸法よりもはるかに小さい。

大きな静電容量を得るために、コンデンサを並列に接続します。この場合、すべてのコンデンサのプレート間の電圧は同じです。総バッテリー容量平行接続されたコンデンサは、バッテリに含まれるすべてのコンデンサの静電容量の合計に等しくなります。

並列に接続されたすべてのコンデンサがプレート間の距離と誘電体の特性が同じである場合、これらのコンデンサは、小さな領域の断片に分割された1つの大きなコンデンサとして表すことができます。

コンデンサを直列に接続すると、電源から外部電極にのみ供給されるため、すべてのコンデンサの電荷は同じになります。内部電極では、以前に互いに中和された電荷の分離によってのみコンデンサが得られます。。総バッテリー容量 続けて接続されているコンデンサは

または

この静電容量は、常にバッテリーに含まれるコンデンサの最小静電容量よりも小さくなります。ただし、直列に接続すると、各コンデンサが電圧源の電位差の一部しか占めないため、コンデンサが故障する可能性が低くなります。

直列に接続されたすべてのコンデンサのプレートの面積が同じである場合、これらのコンデンサは1つの大きなコンデンサとして表すことができ、そのプレートの間に、それを構成するすべてのコンデンサの誘電体プレートのスタックがあります。

特定の容量コンデンサは、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、これにより絶縁破壊電圧が低下します。

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型コンデンサで達成されます。たとえば、静電容量が12,000 uF、最大許容電圧が450 V、質量が1.9kgのコンデンサEPCOSB4345の場合、エネルギー密度は最大電圧 639 J/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装置として使用し、その後、たとえばガウスガンで瞬間的に解放する場合に特に重要です。

コンデンサ（コンデンサ、キャップ）は小さな「バッテリー」であり、周囲に電圧があるとすぐに充電され、充電を保持するのに十分な電圧がない場合はすぐに放電します。

コンデンサの主な特徴は、その静電容量です。記号でマークされています C、その単位はファラッドです。静電容量が大きいほど、コンデンサが特定の電圧で保持できる電荷が多くなります。またより もっと容量、以下充電および放電速度。

マイクロエレクトロニクスで使用される一般的な値は、数十ピコファラッド（pF、pF = 0.000000000001 F）から数十マイクロファラッド（μF、μF= 0.000001）です。最も一般的なタイプのコンデンサは、セラミックと電解です。セラミックはより小さく、通常最大1マイクロファラッドの静電容量を持っています。どの接点がプラスに接続され、どの接点がマイナスに接続されるかは関係ありません。電解コンデンサの容量は100pFからで、極性があります。特定の接点をプラスに接続する必要があります。プラスに対応する脚が長くなります。

コンデンサは、誘電体層で分離された2枚のプレートで構成されています。プレートは電荷を蓄積します。1つは正、もう1つは負です。これにより、内部に緊張が生じます。絶縁誘電体は、内部電圧が内部電流に変わるのを防ぎます。これにより、プレートが均等化されます。

充電と放電

このスキームを検討してください。

スイッチが位置1にある間、コンデンサに電圧が発生します-それは充電されます。充電 Qある時点でのプレート上のは、次の式で計算されます。

C- 容量、 e-指数（定数≈2.71828）、 t-充電開始からの時間。 2番目のプレートの電荷は常に値がまったく同じですが、符号が逆になっています。抵抗器の場合 R取り外した場合、ワイヤのわずかな抵抗のみが残ります（値になります R）そして充電は非常に速くなります。

グラフに関数を描くと、次の図が得られます。

ご覧のとおり、電荷は均一に増加するのではなく、逆に指数関数的に増加します。これは、電荷が蓄積するにつれて、ますます多くの逆電圧が発生するという事実によるものです。 Vcどの「抵抗する」 V in.

それはすべてで終わります Vc値が等しくなる V in電流が流れなくなります。この時点で、コンデンサは飽和点（平衡）に達したと言われます。その後、充電は最大に達します。

オームの法則を思い出すと、コンデンサを充電するときの回路の電流強度の依存性を表すことができます。

システムが平衡状態になったら、スイッチを位置2に配置します。

コンデンサのプレート上で、反対の符号の電荷が電圧を生成します-電流が負荷（負荷）を介して現れます。電源の方向と比較すると、電流は反対方向に流れます。放電も逆に発生します。最初は電荷が急速に失われ、その後、それによって生成される電圧が低下すると、徐々に遅くなります。の場合 Q0最初にコンデンサにあった電荷を示し、次に：

グラフ上のこれらの値は次のようになります：

再び、しばらくすると、システムは停止します。すべての電荷が失われ、電圧が消え、電流が流れなくなります。

もう一度スイッチを使用すると、すべてが円で始まります。したがって、電圧が一定の場合、コンデンサは回路を開くだけです。電圧が劇的に変化すると「動作」します。これはそのプロパティであり、実際にいつどのように適用されるかを決定します。

実際のアプリケーション

マイクロエレクトロニクスで最も一般的なものには、次のパターンがあります。

リザーブコンデンサ（バイパスキャップ）-供給電圧のリップルを低減します

フィルタコンデンサ（フィルタキャップ）-電圧の一定成分と変化成分を分離し、信号を強調表示します

バックアップコンデンサ

多くの回路は、一定の安定した電力を受け取るように設計されています。たとえば、5Vです。これらは電源から供給されます。しかし、理想的なシステムは存在せず、たとえば、コンポーネントの電源を入れたときにデバイスの消費電流が急激に変化した場合、電源は即座に短期間に「応答」する時間がありません。電圧降下が発生します。さらに、電源から回路までの配線が十分に長い場合、アンテナとして機能し始め、電圧レベルに不要なノイズを導入します。

通常、理想的な電圧からの偏差は1000分の1ボルトを超えません。この現象は、LEDや電気モーターなどの電力供給に関してはまったく重要ではありません。しかし、小さな電圧の変化に基づいて論理0と論理1のスイッチングが発生する論理回路では、パワーノイズが信号と間違えられる可能性があり、これにより誤ったスイッチングが発生し、ドミノの原理に従って、システムが予測不能になります。州。

このような故障を防ぐために、予備コンデンサが回路の真正面に配置されています。

電圧が一杯になると、コンデンサは飽和状態まで充電され、予備電荷になります。ラインの電圧レベルが下がるとすぐに、予備コンデンサは高速バッテリとして機能し、状況が正常に戻るまで、以前に蓄積された電荷を放棄してギャップを埋めます。このような主電源への支援は、毎秒膨大な回数発生します。

別の観点から考えると、コンデンサはACコンポーネントをDC電圧から分離し、それ自体を通過させて、電力線からアースに接続します。そのため、バックアップコンデンサは「バイパスコンデンサ」とも呼ばれます。

その結果、平滑化された電圧は次のようになります。

この目的で使用される一般的なコンデンサは、10または100nFのセラミックコンデンサです。大型の電解質のものは、この役割にはあまり適していません。それらはより遅く、ノイズが高い周波数を持っているこれらの条件ではそれらの電荷を素早く放出することができません。

1つのデバイスでは、予備コンデンサが多くの場所に存在する可能性があります。独立したユニットである各回路の前です。そのため、たとえば、Arduinoにはプロセッサの安定した動作を保証するバックアップコンデンサがすでにありますが、それに接続されているLCD画面に電力を供給する前に、独自のコンデンサを取り付ける必要があります。

フィルタコンデンサ

フィルタコンデンサは、センサーからの信号をピックアップするために使用され、センサーは変化する電圧の形で信号を送信します。このようなセンサーの例としては、マイクやアクティブWi-Fiアンテナがあります。

エレクトレットマイクの接続図を考えてみましょう。エレクトレットマイクは最も一般的でユビキタスです：これはで使用されているものです携帯電話、コンピュータアクセサリ、拡声システム。

マイクが機能するには電源が必要です。沈黙の状態では、その抵抗は大きく、数十キロオームに達します。音の影響を受けると、内部に内蔵されている電界効果トランジスタのゲートが開き、マイクの内部抵抗が失われます。抵抗の喪失と回復は毎秒何度も起こり、音波の位相に対応します。

出力では、音が出る瞬間の電圧だけに関心があります。コンデンサがなかった場合 C、出力は常に追加の影響を受けます定圧栄養。 CこのDC成分をブロックし、音に対応する偏差のみを許可します。

私たちが興味を持っている可聴音は、20 Hz〜20kHzの低周波数範囲にあります。高周波パワーノイズではなく、電圧から音声信号を分離するために、 C公称値が10マイクロファラッドの低速電解コンデンサが使用されます。高速コンデンサ、たとえば10 nFが使用された場合、非オーディオ信号が出力を通過します。

出力は負の電圧として供給されることに注意してください。つまり、出力がグランドに接続されている場合、電流はグランドから出力に流れます。マイクの場合のピーク電圧値は数十ミリボルトです。電圧を反転させてその値を増やすには、出力 Vアウト通常、オペアンプに接続されます。

コンデンサの接続

接続抵抗と比較すると、コンデンサの最終的な値の計算は逆に見えます。

で並列接続総容量を合計すると、次のようになります。

直列に接続した場合、総容量は次の式で計算されます。

コンデンサが2つしかない場合は、シリアル接続を使用します。

2つの同一のコンデンサの特定のケースでは、総静電容量シリアル接続それぞれの容量の半分に相当します。

限界特性

各コンデンサのドキュメントは最大値を示しています許容電圧。その過剰は、誘電体の破壊とコンデンサの爆発につながる可能性があります。電解コンデンサの場合、極性を守る必要があります。そうしないと、電解液が漏れるか、再び爆発する可能性があります。

コンデンサは、誘電体層で分離された2枚のプレートで構成されています。プレートに定電圧が印加されると、一方のプレートは正に帯電し、もう一方のプレートは負に帯電します。コンデンサを外してもプレートの電荷は残りますので、この装置を電気エネルギー貯蔵装置として使用することができます。蓄積されたエネルギー（容量）の量は、プレートの面積、それらの材料、特性、およびプレート間に配置された誘電体のタイプによって異なります。静電容量の基本単位はファラッド（F）です。これはかなり大きな値です。実際には、通常、ファラッドの一部（マイクロファラッド（μF）、ナノファラッド（nF）、ピコファラッド（pF））が使用されます。

1F = 1000000uF;
1uF = 1000nF;
1nF=1000pF。

非常に重要なコンデンサの2番目のパラメータは、コンデンサの公称（動作）電圧です。これはプレートに供給される電圧であり、超えてはなりません。超えないようにすると、コンデンサが故障します。ボルト単位の電圧と静電容量は、コンデンサ自体の本体に示されることがよくあります。

次のパラメータは、すべてのタイプのコンデンサに固有のものではありません-極性。コンデンサが極性の場合、その端子には定電圧のみを印加でき、ソースの「+」は正極板に、「-」は負極にあります。極性もケースに示され、多くの場合、1つの出力（「+」または「-」）をマークすることによって示されます。

これは、極性がsmdコンデンサで示される方法です