Valoarea mare a capacității condensatorului. Marea enciclopedie a petrolului și gazelor

Introducere

4.1 Simboluri 4.2 Codurile parametrilor 4.3 Marcajele condensatorului

Note
Surse

Introducere

Diferite tipuri de condensatoare

Condensare? torus(rus. condensator, Engleză condensator; limba germana Condensator m) - Sistem de doi sau mai mulți electrozi (coperte), separate de un dielectric, a cărui grosime este mai mică decât dimensiunea plăcilor. Un astfel de sistem are o capacitate electrică reciprocă și este capabil să stocheze o sarcină electrică.

1. Istorie

Borcanul Leiden". Numele invenţiei a fost dat de fizicianul francez Jean-Antoine Nollet (fr. Jean Antoine Nollet). Era un borcan de sticlă sigilat umplut cu apă, căptușit în interior și în exterior cu folie. Prin capacul borcanului a fost introdusă o tijă de metal. Borcanul Leyden a făcut posibilă acumularea și stocarea unor sarcini relativ mari, de ordinul unui microcoulomb. Datorită borcanului Leyden, a fost posibilă pentru prima dată obținerea artificială a unei scântei electrice. Experimentul borcanului Leiden a fost repetat de J. Nollet în prezența regelui francez. Omul de știință a creat un lanț de 180 de paznici, ținându-se de mână, primul din lanț ținând borcanul în mână, iar ultimul atingând firul, făcând să sară o scânteie. Probabil de aici provine termenul „circuit electric”.

Invenția borcanului Leiden a stimulat studiul electricității și proprietăților conductoare ale anumitor materiale. Experimentele cu borcanul Leyden au început să fie efectuate de fizicieni tari diferite, iar în anii primele teorii ale borcanului Leyden au fost dezvoltate de celebrul om de știință american Benjamin Franklin și de englezul W. Watson. S-a dovedit că metalele sunt cei mai buni conductori de electricitate. Una dintre cele mai importante consecințe ale inventării borcanului Leyden a fost stabilirea efectului descărcărilor electrice asupra corpului uman, ceea ce a dus la nașterea electromedicinei - aceasta a fost prima aplicare practică relativ largă a electricității, care a jucat un rol semnificativ. rol în aprofundarea studiului fenomenelor electrice.

La efectuarea cercetărilor cu o cutie, s-a constatat că cantitatea de energie electrică acumulată în cutie este proporțională cu dimensiunea plăcilor și invers proporțională cu grosimea stratului izolator. Primul condensator plat a fost creat în 1783 de către fizicianul italian Alessandro Volta.

2. Proprietățile condensatorului

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

Unde C este capacitatea condensatorului în Faradays;

Q- sarcina electrica acumulata pe una dintre placile din pandantive;

U- tensiunea electrică între plăci în volți.

Capacitatea este exprimată în Farad. Un Farad este o unitate destul de semnificativă, prin urmare, în practică, capacitatea condensatoarelor este exprimată în pico-, nano-, micro și milifaradi.

În general, tensiunea http://*****/images/ukbase_2__252.jpg" alt="(!LANG:I_C" width="20" height="17 src=">конденсатора в момент времени !} t sunt dependente de:

Muncă dw, care trebuie efectuată pentru a transfera sarcina elementară dq de pe o placă a condensatorului de capacitate c, la altul, presupunând că una dintre plăci conține o sarcină cu valoarea curentă q.

Energia care este stocată în condensator poate fi determinată prin integrarea ecuației scrise mai sus pentru a obține expresia:

Unde Q- valoarea inițială a sarcinii condensatorului.

Modificarea valorii sarcinii condensatorului în timp caracterizează electricitate la momentul încărcării, pe baza cărora puteți scrie:

Condensator în circuit tensiune constantă după ce este încărcat, nu conduce curent, deoarece plăcile sale sunt separate de un dielectric. Într-un circuit cu tensiune alternativă, conduce curentul electric, deoarece oscilații curent alternativ cauzează încărcarea ciclică a condensatorului și, prin urmare, curentul din circuit, este scris prin ecuațiile:

Valoarea care leagă curentul și tensiunea de pe condensator se numește reactanță, care este cu cât este mai mică, cu atât capacitatea condensatorului și frecvența curentului sunt mai mari. Este tipic pentru un condensator ca, pentru o lege sinusoidală a schimbării curentului, modificarea tensiunii să întârzie în fază cu un unghi 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:!}

Unde ? - frecventa unghiulara;

f- frecventa in hertzi;

i- unitate imaginară

Reactanța capacității este scrisă prin ecuația:

În consecință, pentru curent continuu, frecvența este zero, iar rezistența condensatorului este o valoare infinită (în cazul ideal).

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

Un câmp electromagnetic este generat între plăcile unui condensator. dielectric ( culoarea portocalie) reduce câmpul și crește capacitatea.

3.1. Capacitate

Caracteristica principală a unui condensator este sa capacitate electrică(mai precis capacitatea nominală), care determină sarcina acumulată. Valorile tipice ale capacității pentru condensatoare variază de la unități de picofarad la sute de microfarad. Dar există condensatoare cu o capacitate de zeci de farazi.

Capacitatea unui condensator plat, constând din două plăci metalice paralele cu o zonă S fiecare situat la distanta d unul de celălalt, în sistemul SI este exprimat prin formula http://*****/images/ukbase_2__432.jpg" alt="(!LANG:Capacitorsparallel.png" width="187" height="95 src=">!}

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

Anod" href="/text/category/anod/" rel="bookmark">anod .

3.6. Tangenta de pierdere

Pierderile de energie din condensator sunt determinate de pierderile din dielectric și plăci. Când un curent alternativ trece printr-un condensator, vectorii tensiune și curent se mișcă la un unghi? / 2-? (? - unghi de pierdere dielectrică). Fără pierderi? = 0. Tangenta de pierdere dielectrică este determinată de raport putere activă R a la R p reactiv la o tensiune sinusoidală de o anumită frecvență. Valoarea tangentei de pierdere în condensatoare ceramice de înaltă frecvență, mica, polistiren și fluoroplastic sunt în? 10 -4, policarbonat? 10-4, ceramică de joasă frecvență 0,035, oxidant 0,05 ... 0,35, polietilen tereftalic 0,01 ... 0,012. Reciproca lui tg se numește factor de calitate al condensatorului.

3.7. Rezistența electrică a izolației condensatorului

Rezistența de izolație electrică este rezistența condensatorului la curent continuu, determinată de raport R cu = U / eu vee Unde U este tensiunea aplicată condensatorului, am- curent de scurgere.

3.8. Coeficientul de temperatură al capacității (TKE)

TKE este un parametru care caracterizează dependența capacității unui condensator de temperatură. În practică, TKE este definit ca raportul dintre modificarea capacității unui condensator atunci când temperatura se modifică cu 1? C. Dar TKE nu este determinat pentru toate tipurile de condensatoare.

4. Standardizarea parametrilor condensatorului și codificarea acestora

4.1. Simboluri

Desemnare conform GOST 2.728-74	Descriere
	Condensator fix
	condensator polarizat
	Condensator electrolitic polarizat
	Condensator cu pivot variabil
	condensator variabil

Simboluri grafice condiționate ale condensatoarelor pornite scheme electrice trebuie să respecte GOST 2.728-74 sau standardul internațional IEEE. Desemnarea literei condensatoarelor pe circuitele electrice conform GOST 2.710-81 constă din litera latină „C” și numărul de serie al elementului (denumirea numerică), începând de la unul, în cadrul grupului de elemente, de exemplu: C1, C2 , C3 etc.

4.2. Codarea parametrilor

Valorile nominale ale capacităților sunt standardizate. Comisia Electrotehnică Internațională (IEC) a stabilit 7 rânduri de numere predominante din seria E pentru containere: E3, E6, E12, E24, mai rar E48, E96, E192

Capacitatea nominală este indicată ca o valoare specifică exprimată în picofarads (pF) sau microfarads (mF) (1 μF = 10 6 pF). Cu o capacitate de până la 0,01 μF, este indicată în picofarads, în timp ce nu puteți specifica unitatea de măsură (pF). Când specificați capacitatea nominală în alte unități, indicați unitatea de măsură.

Valoarea efectivă a capacității poate diferi de cea nominală prin valoarea abaterii. Valoarea acestor abateri este stabilită ca procent pentru condensatoarele cu o capacitate mai mare de 10 pF și în picofarad pentru condensatoarele cu o capacitate mai mică. Toleranța poate fi codificată cu o literă

toleranțe simetrice în procente

Cod literă

toleranțe asimetrice în procente

Cod literă

toleranțe simetrice exprimate ca valori constante

Cod literă
Toleranță, pF

Pentru condensatoarele electrice, precum și pentru condensatoarele de înaltă tensiune pe diagrame, după capacitatea indicată, indicați tensiunea maximă de funcționare în volți (V) și kilovolți (kV). De exemplu: „10 microni x 10 V”. Pentru condensatoare de înlocuire, specificați intervalul de modificare a capacității, de exemplu: „1”. Pentru a indica valoarea tensiunii condensatoarelor, utilizați următoarele litere ale codificării

Cod literă

Tensiune nominală, V

Coeficientul de temperatură al capacității (TKЄ) este codificat în tabel

Cod literă

Grupa pentru temperatura
stabilitatea capacitatii

Valoare evaluată
TK?10?6, K?1

Virazh" href="/text/category/virazh/" rel="bookmark">turn în picofarads cu sensul literei " p" (de exemplu, 150p); în 1000 până la 999999 pF - în nanofarads cu litera " n" (de exemplu, n150); VID 1 până la 999 uF - în microfarad cu litera " ? " (de exemplu, 1?5 ); în 1000 până la 999999 uF - în milifarad cu litera " m"(de exemplu m100); valoare mai mare - în faradi cu sensul literei " F ".

După valoarea capacității nominale a condensatorului, este indicată litera de cod a capacității specificate, urmată de litera de cod a grupului TKЄ. Asa de, 33pKLînseamnă că condensatorul are o capacitate de 33 pF cu o toleranță de 10% și instabilitate de temperatură - 75?10?6 K?1. De asemenea, puteți introduce o literă de cod pentru tensiunea nominală.

5. Clasificarea condensatoarelor

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

Condensator ceramic din otel

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

Condensator electrolitic de oxid

disc"> Condensatoare de vid(plăcile fără dielectric sunt în vid); Condensatoare cu un dielectric gazos; Condensatoare cu un dielectric lichid; Condensatoare cu un dielectric solid anorganic: sticla, mica, ceramica, strat subtire de pelicule anorganice (K10, K15, K26, K32,); Condensatoare cu un dielectric organic solid: hârtie, metal-hârtie, film, combinat (K41, K42, K71, K72) Condensatoare electrolitice și oxid-semiconductori. Un strat de oxid metalic este folosit ca dielectric. De exemplu, pentru condensatoarele cu oxid de aluminiu (K50) este Al 2 O 3, iar pentru oxidul de tantal (K51) - Ta 2 O 3. Un capac este o folie de metal (anod), iar al doilea (catod) este fie un electrolit (în condensatoare electrolitice) sau un strat semiconductor (în oxid-semiconductor) depus direct pe stratul de oxid. Anodul este realizat, in functie de tipul de condensator, din folie de aluminiu, niobiu sau tantal. Astfel de condensatoare diferă de alte tipuri în principal prin capacitatea lor specifică mare, dar sunt capabile să funcționeze la relativ Voltaj scazutși au pierderi dielectrice semnificative.

În plus, condensatorii diferă prin posibilitatea de a-și schimba capacitatea:

Condensatori permanenți

condensatoare variabile

tensiune electrică

Condensatoare trimmer

În funcție de scop, condensatorii pot fi împărțiți condiționat în general și motiv special. Condensatorii de uz general sunt utilizați în aproape majoritatea tipurilor și claselor de echipamente. În mod tradițional, acestea includ cele mai comune condensatoare de joasă tensiune, care nu au cerințe speciale. Restul condensatorilor sunt speciali. Acestea includ condensatoare de înaltă tensiune, puls, dozimetrice, de pornire și alte condensatoare.

După forma plăcilor, condensatoarele sunt: plate, cilindrice, sferice, laminate și altele (vezi tabel).

Nume	Capacitate	Câmp electric	Sistem
Condensator plat
Condensator cilindric
Condensator sferic

Conform metodei de instalare, condensatoarele sunt împărțite în elemente cu balamale instalare și superficial(imprimat), precum și pentru utilizare ca parte a microcircuitelor și micromodulelor. Terminalele condensatorului pentru montarea la suprafață pot fi rigide sau moi, axiale sau radiale din sârmă sau bandă, sub formă de petale, intrarea cablului, știfturi sau șuruburi de sprijin. În majoritatea condensatoarelor, una dintre plăci este conectată la carcasă, care servește drept al doilea terminal.

6. Utilizarea condensatoarelor

Vezi si

Bobina de inductanță Ionistor de impedanță Varicap

Note

1. Kikoin A. Istoria invenției condensatorului electric - kvant. *****/1971/09/istoriya_izobreteniya_elektric. htm //Quantum.- 1971.- Nr 9.- P.56

2. GOST 2.728-74 Sistem unificat pentru documentația de proiectare. Denumirile grafice condiționate în scheme. Rezistoare, condensatoare.

3. Simboluri grafice pentru diagramele electrice și electronice (inclusiv literele de desemnare de referință): IEEE (reafirmat în 1993): secțiunea 22. IEEE și ANSI, New York, NY. 1993.

4. Simboluri electrice și simboluri electronice - www. /electric/electrical_simbols. htm (engleză)

5. GOST 2.710-81 ESKD Denumiri alfanumerice în circuitele electrice.

6. IEC 60063, Seria de numere preferată pentru rezistențe și condensatoare. Comisia Electrotehnică Internațională, 1963.

7. ^ a B C GOST (IEC 62-74) Coduri pentru marcarea rezistențelor și condensatoarelor.

Surse

condensatoare electrice

Condensatorii sunt, de asemenea, caracterizați prin capacitatea specifică - raportul dintre capacitate și volumul (sau masa) dielectricului. Valoarea maximă a capacității specifice este atinsă la grosimea minimă a dielectricului, cu toate acestea, aceasta reduce tensiunea de rupere a acestuia.

Densitatea energiei

Densitatea de energie a unui condensator electrolitic depinde de proiectare. Densitatea maximă este atinsă în condensatoare mari, unde masa carcasei este mică în comparație cu masa plăcilor și a electrolitului. De exemplu, un condensator EPCOS B4345 cu o capacitate de 12000 uF x 450 V și o masă de 1,9 kg are o densitate de energie de 639J/kg sau 845J/L. Acest parametru este deosebit de important atunci când se utilizează un condensator ca dispozitiv de stocare a energiei, cu eliberarea sa instantanee ulterioară, de exemplu, în tun Gauss

Tensiune nominală

O altă caracteristică, nu mai puțin importantă, a condensatoarelor este tensiunea nominală - valoarea tensiunii indicată pe condensator, la care poate funcționa în condiții specificate pe parcursul duratei de viață, menținând parametrii în limite acceptabile.

Polaritate

Condensatoare moderne care s-au prăbușit fără explozie din cauza designului special rupt al capacului superior. Distrugerea este posibilă datorită acțiunii temperaturii și stresului care nu corespundeau celor de lucru, sau îmbătrânirii. Condensatorii cu capac rupt sunt practic inoperabili și necesită înlocuire, iar dacă pur și simplu este umflat, dar nu este încă rupt, cel mai probabil va eșua în curând sau parametrii se vor schimba foarte mult, ceea ce va face imposibilă utilizarea acestuia.

Mulți condensatori cu un dielectric de oxid ( electrolitic ) functioneaza numai cu polaritatea corecta a tensiunii datorita caracteristicilor chimice ale interactiunii electrolitului cu dielectricul. Cu polaritatea inversă a tensiunii, condensatorii electrolitici de obicei eșuează din cauza distrugerii chimice a dielectricului, urmată de o creștere a curentului, fierbere electrolitîn interior și, ca urmare, cu probabilitate explozie corp.

Pentru a reduce deteriorarea altor părți și vătămarea corporală în condensatoarele mari moderne, este instalată o supapă sau se face o crestătură pe corp (se poate vedea adesea sub forma literei X, K sau T la capăt, uneori este acoperite cu plastic pe condensatoare mari). Odată cu creșterea presiunii interne, supapa se deschide sau carcasa se prăbușește de-a lungul crestăturii, electrolitul evaporat iese sub formă de gaz corosiv și uneori chiar lichid, iar presiunea scade fără explozie și fragmente.

Vechii condensatori electrolitici nu aveau nicio protecție împotriva exploziei. Forța explozivă a părților corpului poate fi suficient de mare pentru a răni o persoană.

Condensatoarele reale, pe lângă capacitatea, au și propriile lor rezistenţăși inductanţă. Cu un grad ridicat de precizie, circuit echivalent un condensator real poate fi reprezentat astfel:

Rezistenta electrica de izolare a condensatorului - r

Rezistența de izolație este rezistența DC a unui condensator, dată de relație r=U/eu ut, Unde U este tensiunea aplicată condensatorului, eu ut- curent de scurgere.

Pagina 1

Capacitatea minimă a condensatoarelor este determinată de curentul de funcționare al releului electromagnetic datorită energiei acumulate de condensator. În cazul în care un condensator este utilizat pentru a controla un circuit de comutare releu, unde tensiunea de încărcare joacă rolul principal, capacitatea condensatorului poate fi luată mult mai puțin și este limitată de capacitățile circuitului.

Capacitatea de declanșare este considerată a fi capacitatea minimă a condensatorului încărcat la tensiunea de intrare încărcătorîn 65% din normal, asigurând funcționarea fiabilă a dispozitivului alimentat de acesta. Tensiunea de intrare a încărcătorului de 65% a fost aleasă din două motive. Potrivit GOST, tensiunea de funcționare fiabilă a electromagneților de oprire nu trebuie să depășească 65% din tensiunea nominală.

Pentru fiecare releu, se determină Cav - capacitatea minimă reală a condensatorului, care asigură funcționarea sa fiabilă atunci când tensiunea la intrarea UZ-400 scade la 75% din tensiunea normală de alimentare. Pentru comoditate, condensatorul care alimentează releul testat este înlocuit cu un depozit de containere.

Având în vedere cele de mai sus, alegerea elementelor de circuit, inclusiv capacitatea minimă a unui condensator variabil, se realizează la frecvența maximă de funcționare a intervalului, în funcție de formularea datelor inițiale conform metodelor de la § 5.3, 5.4 sau 5.5. După aceea, folosind ecuațiile (5.110) și (5.111), calculați lățimea de bandă și câștigul la frecvența minimă.

Prin urmare, atunci când proiectați un rezonator, este întotdeauna necesar să vă străduiți să asigurați capacitatea minimă a condensatorului de reglare.

Proiectarea cadrului bobinei circuitului de intrare.

Inductanța bobinei într-un receptor reglat fin este determinată de frecvența superioară a intervalului, capacitatea minimă a condensatorului și capacitatea circuitului. Dacă receptorul este proiectat pentru a recepționa stații cu undă lungă (150 - 415 kHz), iar condensatorul are o capacitate minimă de 15 - 30 pF, atunci inductanța trebuie selectată în intervalul 2 - 3 mg. O astfel de inductanță poate fi obținută prin înfășurarea a 450 - 500 de spire de sârmă izolata cu email (PEL sau PEV) cu un diametru de 0 15 - 0 2 mm pe un cadru cilindric cu o tijă tăiată carbonil. Rama sa poate fi realizata din orice material izolant.

Deoarece capacitatea minimă a unui condensator este determinată de capacitatea inițială, care se datorează în principal capacității marginii, atunci cu capacități inițiale egale ale condensatorului de reglare și alte condiții fiind egale, rezonatorul luat în considerare va rezona la o frecvență mai mare decât o rezonator cu un condensator de acordare la capătul deschis (vezi Cap. Acest avantaj are o importanță deosebită pentru lungimile de undă centimetrice.

După verificarea funcționalității unității și a electromagnetului în funcție de tensiunea de răspuns pornită DC se determină capacitatea acestuia. Capacitatea de declanșare, prin analogie cu curentul sau tensiunea de declanșare, este înțeleasă ca fiind capacitatea minimă a condensatoarelor care asigură funcționarea releului sau electromagnetului atunci când condensatoarele sunt încărcate până la 65 - 70% Tensiune nominală UZ-401 sau 260 - 280 V.

Pe aceste valuri receptie buna se întâmplă în timpul zilei, lucru care trebuie luat în considerare la alegerea orei de reglare a receptorului. Este recomandabil să acordați o stație situată cât mai aproape de capacitatea minimă a condensatorului. După ce au primit stația, modifică capacitatea condensatorului oscilatorului local reglat și observă momentul corespunzător semnalului de ieșire maxim; totodată, prin reglarea capacității unui condensator semivariabil, se verifică acuratețea reglajului. Când reglați acest condensator, ar trebui să țineți cont de observația dată în secțiunea 14 despre reglarea oglinzii și să acordați stația cu o valoare mai mică a capacității condensatorului de reglare a oscilatorului local.