Специальные конденсаторы1. Высоковольтные конденсаторы должны иметь высокую электрическую прочность. В качестве диэлектрика в них используются керамика, слюда, а также полистирол, фторопласт, лавсан, специальная бумага, комбинированные составы (сочетание бумаги и синтетических плёнок). 2. Импульсные конденсаторы используются в электрических цепях с относительно длительным зарядом и быстрым зарядом, например в фотовспышках и др.. Такие конденсаторы должны быть энергоёмкими, иметь малое полное сопротивление и большое рабочее напряжение. Наилучшим образом этим требованиям удовлетворяют оксидно-электролические алюминиевые конденсаторы с напряжением до 500 В. 3.Помехоподавляющие конденсаторы входят в группу оксидно-полупроводниковых танталовых конденсаторов, отличаются большим значением ёмкости, что позволяет сдвигать частотную характеристику фильтров нижних частот в область более низких частот. Их основное назначение ― подавление высокочастотных помех, создаваемых промышленными и бытовыми приборами, выпрямителями и др., а также помех атмосферных и помех излучаемых РЭА, т.е. по существу они являются фильтрами нижних частот. 4. Дозиметрические конденсаторы работают в цепях с низкой токовой нагрузкой. Поэтому должны иметь очень малый саморазряд, большое значение сопротивления изоляции, большую постоянную времени. Лучше всего для этой цели подходят фторопластовые конденсаторы. 5. Пусковые конденсаторы используются в схемах пуска асинхронных двигателей. С их помощью выполняются условия создания вращающего магнитного поля, что улучшает пусковые характеристики двигателей. Конденсаторы должны иметь рабочее напряжение превышающее напряжение промышленных силовых сетей. Для этой цели используются конденсаторы с алюминиевой оксидной плёнкой и жидким электролитом. По характеру изменения ёмкости различают конденсаторы постоянной ёмкости, переменной ёмкости (регулируемые) и подстроечные. Основной класс конденсаторов ― это конденсаторы с постоянной ёмкостью, не меняющийся в течение срока службы. Однако факторы внешней среды могут влиять на стабильность ёмкости. Наибольшее влияние на величину ёмкости оказывает температура и изменения величины диэлектрической проницаемости. Влияние температуры оценивается температурным коэффициентом ёмкости ТКЕ: . Конденсаторы с переменной ёмкостью используются для плавной настройки колебательных контуров, в цепях автоматики. Такие конденсаторы с воздушным диэлектриком применяются в радиоприёмной аппаратуре. Изменение ёмкости может осуществляться механически, электрическим напряжением (вариконды, варикапы) и температурой (термоконденсаторы). Подстроечные конденсаторы применяются при разовой или периодической подстройке или регулировке цепей схем, где требуется незначительное изменение ёмкости. По виду диэлектрика все конденсаторы можно разделить на группы: с органическим, неорганическим, газообразным и оксидным диэлектриком. Конденсаторы с органическим диэлектриком делятся на низковольтные (до 1600 В) и высоковольтные (свыше 1600 В). Для бумажных конденсаторов границей деления является напряжение 1000 В. В свою очередь низковольтные конденсаторы делят на низкочастотные и высокочастотные. К низкочастотным плёночным относятся конденсаторы на основе полярных и слабополярных органических плёнок (бумажные, металлобумажные, полиэтилентерефталатные, комбинированные, лакоплёночные, поликарбонатные и полипропиленовые). В бумажных конденсаторах применяют конденсаторную бумагу толщиной от 6 до 10 мкм с невысокой диэлектрической проницаемостью (ε = 2 ÷ 3), поэтому габариты этих конденсаторов большие. Обычно бумажные конденсаторы изготавливают из двух длинных, свернутых в рулон лент фольги, изолированных конденсаторной бумагой, т.е. конденсаторы имеют рулонную конструкцию. Из-за больших диэлектрических потерь и большого значения собственной индуктивности эти конденсаторы нельзя применять на высоких частотах. В соответствии с принятой маркировкой эти конденсаторы обозначают К40 или К41. Разновидностью бумажных конденсаторов являются металлобумажные (типа К42), у которых в качестве обкладок вместо фольги используют тонкую металлическую плёнку, нанесённую на конденсаторную бумагу, благодаря чему уменьшаются габариты конденсатора. К высокочастотным плёночным относятся конденсаторы на основе неполярных органических плёнок (полистирольные, фторопластовые), имеющих малые потери, не зависящие от частоты. Максимальная рабочая частота 107 Гц. В этих плёночных конденсаторах в качестве диэлектрика используют синтетические высокомолекулярные тонкие плёнки. Современная технология позволяет получить плёнки, наименьшая толщина которых составляет 2 мкм, механическая прочность 1000 кГ/см, а электрическая прочность достигает 300 кВ/мм. Такие свойства плёнок позволяют создавать конденсаторы очень малых габаритов. Конструктивно они аналогичны бумажным конденсаторам и относятся к 7-й группе. Конденсаторы типа К71 в качестве диэлектрика имеют полистирол. В конденсаторах типа К72 применён фторопласт, в конденсаторах К73 ― полиэтилентерефталат. В конденсаторах К75 применено комбинированное сочетание полярных и неполярных плёнок, что повышает их температурную стабильность. В качестве диэлектрика высоковольтных конденсаторов постоянного напряжения используют бумагу, полистирол, фторопласт, лавсан и др. В конденсаторах с неорганическим диэлектриком, в основном, используется керамика, стекло, стеклоэмаль, стеклокерамика и слюда. Стеклянные, стеклокерамические и стеклоэмалевые конденсаторы относят к категории высокочастотных. Они состоят из тонких слоёв диэлектрика, на которые нанесены тонкие металлические плёнки. Для придания конструкции монолитности такой набор спекают при высокой температуре. Эти конденсаторы обладают высокой теплостойкостью и могут работать при температуре до 300°С. Существуют три разновидности таких конденсаторов: К21 ― стеклянные; К22 ― стеклокерамические; К23 ― стеклоэмалевые. Стеклокерамика имеет более высокую диэлектрическую проницаемость, чем стекло. Стеклоэмаль обладает более высокой электрической прочностью. Слюдяные конденсаторы имеют пакетную конструкцию, в которой в качестве диэлектрика используют слюдяные пластинки толщиной от 0, 02 до 0, 06 мм, диэлектрическая проницаемость которых ε ~ 6, а tgδ ~ 10-4. В соответствии с принятой в настоящее время маркировкой их обозначают К31. В РЭА применяют также ранее разработанные конденсаторы КСО ― конденсаторы слюдяные опрессованные. Ёмкость этих конденсаторов лежит в пределах от 51 пФ до 0, 01 мкФ. Слюдяные конденсаторы применяют в высокочастотных цепях. В конденсаторах с газообразным диэлектриком используется воздух, сжатый газ (азот, фреон, элегаз), вакуум. Особенностью этих конденсаторов являются малые потери и высокая стабильность электрических параметров. Поэтому их используют в высоковольтной и высокочастотной аппаратуре. В этой группе наибольшее распространение получили вакуумные конденсаторы превосходящие по ряду параметров воздушные и газонаполнённые конденсаторы. В электролитических конденсаторах в качестве диэлектрика используют тонкую оксидную плёнку, нанесённую на поверхность металлического электрода, называемого анодом. Второй обкладкой конденсатора является электролит. В качестве электролита используют концентрированные растворы кислот и щелочей. По конструктивным признакам эти конденсаторы делят на четыре типа: жидкостные, сухие, оксидно-полупроводниковые и оксидно-металлические. В жидкостных конденсаторах анод, выполненный в виде стержня с оксидной плёнкой на поверхности, погружённого в жидкий электролит, находящийся в алюминиевом цилиндре. Для увеличения ёмкости анод делают объёмно-пористым путём прессования порошка металла и спекания его при высокой температуре. В сухих конденсаторах применяют вязкий электролит. В этом случае конденсатор изготовляют из двух лент фольги (оксидированной и неоксидированной), между которыми размещается прокладка из бумаги или ткани, пропитанной электролитом. Фольга сворачивается в рулон и помещается в кожух. Выводы делают от оксидированной (анод) и неоксидированной (катод) фольги. В оксидно-полупроводниковых конденсаторах в качестве катода используют диоксид марганца. В оксидно-металлических конденсаторах функции катода выполняет металлическая плёнка оксидного слоя. Особенностью электролитических конденсаторов является их униполярность, т.е. они могут работать при подведении к аноду положительного потенциала, а к катоду ― отрицательного. Поэтому их применяют в цепях пульсирующего напряжения, полярность которого не изменяется, например, в фильтрах питания. Электролитические конденсаторы обладают очень большой ёмкостью (до тысячи микрофарад) при сравнительно небольших габаритах. Поскольку при низких температурах электролит замерзает, то в качестве параметра элетролитических конденсаторов указывают минимальную температуру, при которой допустима работа конденсатора. При понижении температуры ёмкость конденсатора уменьшается, а при повышении температуры ― возрастает. Электролитические конденсаторы нашли широкое применение в связи с высокими удельными характеристиками. Их удельная ёмкость одна из самых высоких среди конденсаторов. В зависимости от способа монтажа, конденсаторы могут выполняться для печатного и для навесного монтажа, а также для использования в составе микромодулей и микросхем или для сопряжения с ними. Для автоматизированной сборки электронных схем используются специальный класс конденсаторов, так называемые «Чип конденсаторы». По характеру защиты от воздействий внешней среды конденсаторы выполняются защищёнными, не защищёнными, изолированными, не изолированными, уплотнёнными и герметизированными. Не защищённые конденсаторы допускают эксплуатацию в условиях повышенной влажности только в составе герметизированной аппаратуры. Защищённые конденсаторы допускают эксплуатацию в аппаратуре любого конструктивного исполнения. Не изолированные конденсаторы не допускают касания своим корпусом шасси аппаратуры. Изолированные конденсаторы имеют хорошее покрытие (компаунды, пластмассы и т.п.) и допускают касание своим корпусом токоведущих частей аппаратуры. Уплотнение корпуса конденсаторов осуществляется органическими материалами. Герметизация исключает возможность сообщения окружающей среды с его внутренним пространством и осуществляется с помощью керамических и металлических корпусов или стеклянных колб.
|