Тема 5. Конденсатори

План лекції:

1. Загальні відомості про конденсатори

2. Параметри конденсаторів.

3. Конструкція постійних та змінних конденсаторів

4. Маркування конденсаторів

 

Література до вивчення лекції:

1. Пасінков В.В.. Сорокин В.С. Материали злектронной техники. - М.: Вьсш. Школа, 1986.

2. Богородский Н.П., Тареев Б. М. Злектротехнические материалы. Л.: Радио и связь, 1989.

3. Рычина Т. А. Зеленский А.В. Устройства функциональной злектроники и злектрорадиоэлементы. М..: Радио и связь, 1989.

4. Толюпа С. В., Латипов І. М., Еремеєв Ю.І., Електричні матеріали. Пасивні електронні елементи інфокомунікаційних систем та мереж. навч. посібник, 2010р.

 

Конденсатори, так як резистори, відносятся до пасивних елементів радіоелектронної апаратури. Вони відносятся до найбільш масових елементів електричних кіл.Разом з резисторами, конденсатори складаюсть близько 60-70% від усіх електрорадіоелементів, тому знання властивостей та параметрів конденсаторів являється важливим для подальшого розуміння процесів, які проходять в електричних колах.

 

1.Загальні відомості про конденсатор

Електричний конденсатор – це радіодеталь радіоелектронної апаратури, в якій використовують її ємність.

Основним призначенням конденсатора є накопичення електричного заряду.

Конденсатори широко застосовуються в апаратурі зв’язку, управління, обчислювальної техніки, автоматики, в коливальних контурах, електричних фільтрах, розподілюючих контурах, імпульсних вузлах, в контурах штегрування та диференнціювання.

Класифікація конденсаторів

Конденсатори класифікуються за різними ознаками

- за можливістю регулювання ємності(постійні, змінні, та напівзмінні);

- за залежністю ємності від напруги та температури (лінійні та нелінійні);

- за матеріалом діелектрика (органічні, неорганічні, оксидні, та газоподібні);

- за областями застосування (низьковольтні, високовольтні, низькочастотні, високочастотні, імпульсні, полярні, неполярні, дозиметричні та ті, що придушують заваду та т. ін.);

- по конструктивному виготовленню (пакетні, дискові, багато пластинчаті, литі секційні, трубчаті, рулонні, резервуарні);

- по захисту від вологи (незахичщенні, спресовані, вакуумні, паковані, герметичні);

- по фазовому стану діелектрика (газоподібні, рідкі, тверді);

Ємність конденсатора змінної ємності можна змінювати при його роботі у відповідному пристрої. Управління ємністю здійснюється механічною, електричною, напругою (варіконди) або температурою (термоконденсатори). Конденсатори змінної ємності застосовують для плавного настроювання коливальних контурів, в ланцюгах автоматики та т. ін.

Напівзмінні конденсатори застосовуються для регулювання ємності в невеликих межах. Їх застосовують для рівняння початкової ємності контурів, для перілдичного регулювання контурів, де необхідна незначна зміна ємності.

 

2.Параметри конденсаторів

До основних параметрів конденсаторів відносятся:

- номінільна ємність, Сном;

- допуск;

- номінальна напруга;

- температурнуй коефіцієнт ємності, ТКЕ;

- тангенс кута втрат

- опір ізололяції та струм витоку КізДіз;

Номінальна ємність та допуск.

Номнінальна ємність Сном є основним параметром конденсатора.

За одиницю ємності фараду (Ф) приймають ємність такого конденсатора, у якого при напрузі в 1В нагромаджується заряд в 1 кулон,

На практиці застосовуються менші одиниці, ніж фарада:

1мкФ⁼10^-6Ф, 1нФ=10^-9Ф, 1пФ=10^-12Ф.

Ємність конденсатора залежить від його конструкції та типу діелектрика.

Для найпростішого конденсатора, який складається з двох плоских металевих пластин (обкладок) однакових за розміром, між якими розташований діелектрик, ємність в фарадах знаходиться за формулою

де E ₀ - діелектрична проникність вакууму (E₀ =8.85 10^{- 6} Ф/м);

E - діелектрична проникшсть діелектрика (величина безрозмірна);

S - площа пластини, м²;

d- товщина дфелектрика, м.

Для багатопластинчатих, литих секційних та пакетних ємність конденсатора визначається по формулі:

де п - число обкладок конденсатора.

Для трубчатих конденсаторів ємність розраховується за виразом:

де D1 та D2 - відповідно зовнішній та внутрішній діаметри трубки, см;

l - довжина обкладки по утворюючій циліндра, см.

Для конденсаторів рулонного типу ємність визначається:

 

де, b - ширина обкладки, см;

L - довжина обкладки на стріячці, см.

Ємність конденсатора збільшується зі зменшенням товщини діелектрика, але при цьому зменшується робоча напруга конденсатора.

Номінальні значення ємності конденсаторів, як і опорів резисторів стандартизовані та входять до рядів шкал. Частіте застосовуються шкали ЕЗ, Е6, Е12 та Е24

Для того,щоб знайти всі значення номінальних ємностей кожного ряду треба

кожне число обраного ряду помножити на 10ⁿ, де n - ціле позитивне або негативне число.

Фактичне значення ємності конденсатора може відрізнятися від номінального в межах допуску. Допуски виражаються у відсотках та позначаються цифрами або літерами (табл. 1).

 

Таблиця І

%	±0.5	±1	±2	±5	±10	±20	±30	-10 +50	-10+100	-20 +50	-20++80
Літерне] познач.	(Д)	Р (Р)	(2 (Л)	І (И)	к (С)	м (В)	N(0)	Т (3)	V (Ю)	(Б)	(А)

 

Примітка: в душках указано застаріле позначення.

Номінальна напруга.

Ноімшальна напруга - не максимальна напруга, при якій конденсатор може працювати в заданих умовах на протязі гарантованого терміну із збереженням параметрів у заданих межах.

де - залишкові зміни ємності конденсатора після повернення до початкової температури;

С - початкова ємшсть конденсатора.

У сучасних конденсаторів постійної ємності дуже висока ступінь захищеності від дії вологи, тому її вплив на величину ємності незначний.

Старіння враховується як відносна безповоротна зміна ємності конденсатора за час його експлуатації. Це значення приводиться в таблицях.

Тангенс кута втрат.

Для знаходження тангенса кута втрат, яким оціюються енергетичні втрати конденсатора, використаємо його схему заміщення на постійному струмі та складемо векторну діаграму (рис. 1).

Зсув фази між струмом та напругою конденсаторів визначається кутом (р. В ідеальному конденсаторі він дорівнює 90°, в реальному менше 90° на кут б = 90 - .

Цей кут (б) змінюється зі зміною опору втрат Rз, і характеризує енергетичні втрати в конденсатора Тому він називається кутом діелектричних втрат. Якщо Rз,= R,

tg б = IRз /Ic; де Ic= w CU; IR=U/R3 (1)

де tg б =1/ w CU

Потужність втрат на опорі R буде:

Р= URI=U ² R / R= U ² w C tg б (2)

 

w

Рис.1 Схема заміщення конденсатора на постжному струмі
та його векторна діаграма

 

Із формули (1) та (2) виходить, що потужшсть втрат в діелектрику пропорційна значенню tg б, що дозволяє використовувати його як критерій енергетичних втрат.

Величина номінальної напруги залежить від виду робочої напруги (постійна, змінна, імпульсна), температури та вологості оточуючого середовища, оточування площі обкладок.

Із збільшенням номінальної напруги збільшується кількість "слабких місць" діелектрика. Ізоляційні властивості діелектрика, який знаходиться в електричному полі, втрачаються, якщо напруженість поля перевищить критичне значення, що призведе до пробою. Під пробоєм діелектрика розумтоть процес утворення в ньому каналу великої провідності.

Пробій конденсаторів може бути тепловим та електричним. Якщо на конденсатор одночасно діє постійна та змінна напруга, то для уникнення пробою необхщно, щоб:

- сума постійної напруги та амплітуда змінної не перевищувала допустиму напругу, яка вказується в нормативних документах;

- амплітуда змінної напруги у вольтах не перевищувала значення

де P _доп- допустима реактивна потужність;

f - частота, Гц;

C -ємність, пФ.

Це значення змшної напруги наводиться також у нормативній документації (таблицях або графіках).

Температурний коефцієнт ємності.

Температурний коефіцієнт ємності (ТКЄ) - це відносна зміна ємності при зміні температури на 1 °С.

де С1 та С2 - значення ємності при відповідних температурах. Безповоротні температурні зміни ємності конденсатора враховуються коефцієнтом температурної нестабільності (КТНЕ) у %:

Значення Хф залежить від типу діелектрика та його якості, від температури, середовища та частоти змінного струму. Якщо частота збільшується, то і і§8 збільшується.

Опір ізоляції та струм витоку. Опір ізоляції конденсатора (Кіз) - це його електричний опір постійному струму. Звичайно його величина велика (десятки, сотні тисяч МОм).

Струм витоку (Івт) - це струм провщності конденсатора при постійній напрузі на його виводах. Він зумовлений

Наявністю у діелектрику вільних носіїв заряду. Найбільший струм Iвт (одиниці 10 мА) мають алюмінієві оксидні конденсатори.

Опір ізоляції та струм витоку характеризують якість діелектрика та конструкцію конденсатора.

Кінцева величина опору ізоляції призводить до саморозряду конденсатора, при якому напруга на його виводах після відключення від джерела с ЕРС Е, зменшується по закону

де c = Rіз C - постійна часу конденсатора. Вона характеризує здатність конденсатора зберігати нагромаджений заряд і чисельно дорівнює часу, за який напруга на конденсаторі зменшиться завдяки саморозряду в е разів (е= 2,7 раз), c 20... 5000 с.

Опір ізоляції та струм витоку конденсатора залежить від температури середовища.

Конденсатори змінної ємності крім загальних параметрів мають специфічні, які враховують особливості їх функціонального призначення та конструкцію. До цих параметрів належать - найбільша та найменша ємність, момент повороту, зносостійкість.

Момент повороту це найменший момент необхідний для переміщення рухомої системи конденсатора.

Зносостійкість - це здатність конденсатора протистояти зносу при багаточисельних поворотах його рухомої частини.

3. Конструкція постійних та змінних конденсаторів

3.1. Постійний конденсатори

Конденсатор складається з двох металевих обкладок, між якими розміщується діелектрик (рис.2).

 

Рис.2. Основні типи конструктивного виконання конденсаторів:

а-пакетний; б-дісковий; в - трубчатий спеціальний; г-трубчатий; д-литий секційний (1 діелектрик; 2 -обкладки; 3 - виводи; 4 - металева втулка з різьбою)

Конструкції конденсаторів різноманітні. Обкладки мають різну форму (циліндри, пластини, смуги алюмінієвої фольги, скручені в рулон та інші).

Виготовляються конденсатори з різними за формою корпусами або безкорпусні. Вони можуть бути безвиводними або мати виводи різної форми, однонаправлені та різнонаправлені. Для облегчення пайки виводи конденсаторів покриваються нікелем, сріблом або сплавом (олово - вісмут).

Корпуси конденсаторів можуть бути металевими, пластмасовими або з епоксидної смоли, герметезовані або негерметизовані. Безкорпусні безвиводні конденсатори встановлюються в гибрідні інтегральні мікросхеми. Діелектриками в конденсаторах є органічні або неорганічні матеріали, а також оксидні плівки деякихи металів. Значення діелектричної проникності їх знаходяться в межах від 1 до 80000 (повітря - 1, слюда- б... 8, кераміки 12... 80000, оксидних плівок - Ю.-Лб, органічних плівокта папіру-2...6,5).

3.2. Конденсатори змінної ємності

Ємність цих конденсаторів можна змінювати при роботі пристроїв. їх застосовують для настроювання коливальних контурів радіопередавачів та радіоприймачів, приладах автоматики, в вимірювальній техніці.

Управління ємністю здійснюється механічно або температурою (термоконденсатори) та електричною напругою (варіконди та варікани). В останньому випадку конденсатори називаються нелінійними.

Конденсатори з механічним управлінням

Найбільш поширені є повітряні конденсатори змінної ємності, які складаються із системи рухомих пластин (ротора), та системи нерухомих пластин (статора) (рис. 3)

 

Рис. 3. Конструкція змінного конденсатора

 

При повороті роторних пластин відносно статорних змінюється площа перекриття 8 і тому змінюється ємність. Можливо змінювати ємність зміною зазору між пластинами.

Таким чином конденсатор має ємностний опір до частоти соо(/о). З формули (7.3) можна знайти ефективну ємність конденсатора Сеф, тобто фактично ємність на заданій частоті.

Для цього знехтуючи величиною R запишемо:

Z=j w L+1/j wC=(1-w LC)/j w C=1/j w Cеф

де Cеф= С/(1- w LC)

На низьких частотах можна вважати С^{^}Cеф.

3.3. Типи конденсаторів за видом діелектриків

Як відомо конденсатори за видом діелектрика розподіляються на конденсатори з органічним, неорганічним, оксидним та газоподібним діелектриком. Розглянемо їх.

Конденсатори з органічним діелектриком

Електродам цих конденсаторів є металеві або металізовані стрічки, між якими

розміщують діелектрик - конденсаторний папір, плівки з полістірола, фторопласта, лавсану, поліпропілену, полікарбонату, лакоплівки або їх комбінацій.

Вони розподіляються на низьковольтні (до 1600 В) та високовольтні (більше 1600 В), дозиметричні та такі, що придушують заваду.

Високовольтні конденсатори розподіляються на постійної напруги та імпульсні.

Імпульсні конденсатори мають невелику власну індуктивність для того, щоб неспотворювалась форма імпульсів.

Дозиметричні конденсатори працюють в ланцюгах з малим рівнем струмових навантажень, тому вони мають дуже малий саморозряд та великий опір ізоляції. Краще всього ці умови виконують фторопластові конденсатори.

Конденсатори, що придушують заваду мають малу власну індуктивність, а тому високу резонансну частоту та широку смугу частот придушення.

За типом органічного діелектрика конденсатори розподіляються на паперові, плівкові та комбіновані.

Паперові конденсатори мають великі ємності та робочі напруги; низьку вартість; однак великі втрати при змінній напрузі [і§д&(5доіО)ЛО~³], (тому їх застосовують до частот 200...500 Гц), низьку температурну стабільність та обмежений температурний діапазон, швидке старіння,

Основні характеристики паперових конденсаторів приведені в табл. 7.7.

В зв^’ язку з підвищеною абсорбцією електричних зарядів паперові конденсатори не рекомендовано застосовувати в ланцюгах, де проходять швидкі процеси заряду та розряду.

Плівкові конденсатори мають великий опір ізоляції та малі енергетичні втрати (§3= (0,5...4)^#10~⁴ при є до 2,5; високу температурну стабільність та номінальну напругу, вони більш високочастотні, мають невеликі габарити, але відносно велику вартість.

Основні характеристики металоплівкових та лакоплівкових конденсаторів приведеш в табл. 7.8.

Найбільшу питому ємність серед конденсаторів цієї групи мають лакоплівкові конденсатори, які можуть замінити навіть конденсатори з оксидним діелектриком при наявності підвищених значень змінної складової напруги.

Кращі параметри в діапазоні середніх частот 500...2000 Гц мають плівкові полікарбонатні конденсатори (К77-1, К77-2. К77-3, К77-4, К77-5).

На більш високих частотах працюють плівкові полістирольні, фторопластові та поліпропіленові конденсатори.

Полістирольні конденсатори мають стабільний опір ізоляції та малу залежністьємності від температури. Тому застосовуються в часових контурах, пристроях інтегрування, контурах великоїдобротності.

Фторопластові конденсатори застосовуються при підвищених температурах. Плівкові конденсатори застосовуються також і для придушення завад. Комбіновані конденсатори К75-1О, К75-12, К75-24, К.75-4 мають підвищені електричну міцність та опір ізоляції.

Конденсатори з неорганічним діелектриком

Електродами цих конденсаторів є тонкі шари металу, фольги, які наносяться на діелектрик шляхом металізації.

Діелектриком у таких конденсаторах є кераміка, скло, склоемаль, склокераміка, слюда.

- керамічні (К10, К15). Вони мають невеликі розміри невелику вартість,

ТКЄ= (120... 33 00) 10 1/ °С, є - від 6 до десятків тисяч.

По застосуванню розподіляються на три види:

1-й - високочастотні (до тисяч мГц). Мають малі втрати та власні індуктивності, ТКЄ нормовані. Застосовуються в коливальних контурах.

1-й - низькочастотні. Мають великі втрати (їф до 0,055), але велику питому ємність. Застосовуються для блокування та розв^Лзки електричних контурів.

3-й - низькочастотні (опорні та прохідні). Мають великі втрати (1§5 до 0,01). Застосовуються для придушення промислових побутових завад, виконують функцію фільтрів низьких частот;

- скляні (К21), склокерамічні (К22) та склоемальові. Мають високу теплостійкість до 2ОО...35О°С.

- слюдяні. Діелектриком слюдяного конденсатора є пластинки природної слюди (мусковіта) завтовшки 0,01 мм, а електродами алюмінієва (КСО) або срібна фольга (КСГ, СГМ), яка вжигається в діелектрик. Ці конденсатори мають високу стабільність ємності при зміні частоти та температури, малі втрати [{§8 = (1...2)»10 ~^4]; високі робочі напруги, але відносно великі габарити та високу вартість

Конденсатори з оксидним діелектриком

До них відносяться:

- оксидно-електролітичні алюмінієві конденсатори (К50);

- об^’ємно-пористі танталові конденсатори (К52);

- оксидно-напівпровідникові конденсатори (К53).

В конденсаторах з оксидним діелектриком одним електродом (анодом) є метал (алюміній, тантал, ніобій), а другим електродом (катодом) - електроліт. Між металом та електролітом виникає оксидна плівка, яка і є робочим діелектриком. В оксиднонапівпровідникових конденсаторах між електродами розміщують напівпровідник (двоокис марганцю).

Оксидний шар між електродами має невелику товщину (долі мікрон), але високу пористість (розпушену поверхність), тому велику площину і велике значення діелектричної проникності (є = 10... 100). Це дозволяє створювати конденсатори з великим значенням ємності (від 0,5 до 5000 мкФ).

Однак, наявність у оксидних конденсаторах електроліту, який має більший питомий опір ніж металеві електроди, призводить до підвищених втрат. Крім того оксидні конденсатори мають низький температурний та частотний діапазони, а також низьку стабільність параметрів в часі завдяки висиханню електроліту.

В залежності від матеріалу анода, конденсатори з оксидним діелектриком, поділяють на алюмінієві, танталові та ніобієві. Танталові та ніобієві конденсатори мають велику питому ємність, оскільки оксидний шар на танталі та ніобії має більшу діелектричну проникність і електричну міцність, а велика хімічна стійкість тантала і ніобія дозволяє застосовувати більш агресивні електроліти, які мають малий питомий опір, що призводить до зменшення втрат і зростанню стабільності параметрів конденсаторів

Робоча напруга не перевищує: на алюмінієвіх - 450В, на танталових і ніобієвих -100-150В.

Нормальна робота оксидних конденсаторів забезпечується тільки при вірному його підключенні в ланцюг, тобто тоді, коли позитивний потенціал підключається до анода, а негативний - до катода. Невірне підключення конденсатора призводить до проходження великого струму крізь нього і виходу його з ладу. Це відноситься до полярних конденсаторів.

Тому полярні конденсатори можуть застосовуватися тільки для роботи в ланцюгах постійного та пульсуючого струму - в фільтрах джерела живлення, в перехідних та розподільчих контурах.

Для електричних ланцюгів, де полярність напруги змінюється, застосовуються неполярні конденсатори. Вони можуть розглядатися, як два полярні конденсатори, які включені назустріч один одному та поєднані в спільному корпусі. Практично, іноді при відсутності неполярних конденсаторів, включають зустрічно два однакових полярних.

До нових оксидно - напівпровідникових конденсаторів відноситьсяконденсатор К53 - 59, який зроблений на основі травленої алюмінієвої фольги (аноду). Він має структуру - метал - окисел - напівпровідник (МОН). Напівпровідником є катод

Конденсатори з газоподібним діелектриком

Розподіляються на постійні та змінні. Діелектриком цих конденсаторів є повітря, стиснутий газ (азот, фреон, єлегаз) або вакуум. Особливістю газоподібних діелектриків є велика електрична міцність, малі втрати (1§8 до 10" ^б) і висока стабільність електричних параметрів. Тому основним місцем застос ування цих конденсаторів є високовольтні високочастотні пристрої. Газонаповнені конденсатори ємністю 50... 100 пФ при Ііроб" 100... 500кВ застосовуються в високовольтних вимірювальних приладах, а конденсатори ємністю до декілька тисяч пікофарад при ІІроб = 30... 50 кВ -в контурах потужних передавачів на частотах до 0,5 мГц.

На частотах 0,5 мГц до 40 мГц в радіопередавачах застосовуються вакуумні конденсатори, які мають більші ніж повітряні питомі ємності, малі втрати, високу електричну міцність.

 

4. Маркування конденсаторів

Маркування конденсаторів - літерно-цифрове. Воно наноситься на його корпус і може бути повне або скорочене.

Повне позначення має такі елементи:

- тип;

- номінальна ємність;

- номінальна напруга;

- допуск;

- дата виготовлення.

Наприклад, в позначенні номінальної ємності можуть бути відсутні одиниці вимірювання, якщо конденсатори цього типу вимірюються тільки в одних одиницях, наприклад, в мкФ у оксидних конденсаторах.

Може бути відсутнім і допуск, якщо конденсатори цього типу випускаються з одним допуском.

Система позначення конденсаторів, розтзобленних до 1962 о. складачться з двох елементів:

1 ел-т: одна, або дві букви - вид діелектоика:

К-керамічні, В-вакуумні, С або КС-слюдяні, МБ-металопапірові,

КБ або Б-папірові, l -окис,

Ф-фальгові, СК-склокерамічні,

П-полістіроловт

2 ел-т визначає конструктивні особливості конденсаторів:

Т-герметезовані, М-малогабаритні, 4 -для змінного стоуму

О-опресовані, Д-дискові У-ультоакисоких частот

Т-теплостійкі П-прохідні

Приклад: МБГ-металопапірові, герметизовані.

Система позначення на конденсаторі розроблені після 1962 р. складається з трьох елементіь:

1 ел-т К-конд. постійної ємності,

КП- -"- змінної,

КП- підстроєчний,

КН- нелінійний,

КС- конденсаторна збірка.

2ел-т число яке вказув тип діелектрика. Наприклад: ЗІ-слюдані, 50-електричні такталоьі,

20-кварцеві, 53-оксіцно напівпровідникові,

3 ел-т буква, яка вказує для якого струму призначений конденсатор:

У - пригодний для роботи в колах змінного, постійного, пульсуючого.

струмів та в імпульсних режимах;

П - пригодний для роботи в колах постійного, змінного та пульсуючого струмів;

Ч - конденсатор для кіл змінного струму;

И - конденсатор призначений для роботи в імпульсних режимах.

(Цей елемент у позначенні може бути відсутній, якщо обмежень відносно цього виду струму нема);

4-й - (після дефіса) вказує реєстраційний номер конденсатора;

Приклади:

1. К-10-47: керамічний конденсатор постійної ємності на номінальну напругу до 1600 В з номером розробки - 47.

2. КТЧ-27: конденсатор напівзмінний з твердим діелектриком для змінного струму та номером за порядком - 27.

3. К31П-1: конденсатор постійної ємності, слюдяний, малопотужний для постійного струму з номером за порядком - 1.

Скорочено позначення конденсатора складається з:

- цифр, які позначають номінальне значення ємності;

- літера, яка позначає одиницю вимірювання ємності П - (пФ), Н - (нФ), М (мФ) і розміщується в місці знаходження коми в значенні номінальної ємності;

Скорочено позначення конденсатора складається з:

- цифр, які позначають номінальне значення ємності;

- літера, яка позначає одиницю вимірювання ємності П - (пФ), Н - (нФ), М -(мФ) і розміщується в місці знаходження коми в значенні номінальної ємності;

- літера, яка позначає допуск.

Наприклад, Н15И - ємність конденсатора 0,15 (150 пФ), допуск - 5%.

На корпусах керамічних та слюдяних конденсаторів крім номіналу й допуску вказують код температурного коефіцієнта ємності (ТКЄ), який складається з літери (П або М) та яке після умноження на 10'⁶, відповідає середньому значенню ТКЄ. Наприклад, позначення ПЗЗ відповідає ТКЄ = +33 10"⁶1/°С, а М47 - -47 10'⁶, МПО -1/°С.

На корпусах менш стабільних конденсаторів маркується літера Н та число, яке відповідає допустимому відхиленню ємності у відсотках із зміною температури. Наприклад, НЗО - ємність може змінюватись на ±30%.

Таблиця 2.

 

Підклас конденсаторів	Група конденсаторів за типом діелектрика	Позначення групи
Постійної	Керамічні: на 1/н < ІбООВ
ємкості (К)	ті/н> 1600 В
	Склоплівкові
	Склокерамічні
	Тонкоплівкові з неорганічним діелектриком
	Слюдяні:
	- малої потужності
	- великої потужності
	Паперові з фольговими обкладками:
	на Ш < 2кВ
	на Ш > 2кВ
	Паперові з металізірованими обкладками
	Оксидно-електролітичні алюмінієві
	ОбАємно-пористі танталові
	Оксидно-напів провідникові
	Повітряні
	Вакуумні
	Полістирольні плівкові з фольговими обкладками
	Полістірольні плівкові з металізірованими
	Обкладками
	Фторопластові плівкові
	Лавсанові фольгові плівкові
	Комбініровані Лакоплівкові	75 76
	Полікарбонатні плівкові.,
	Поліпропіленові плівкові
Підстоєчні (КТ) та змінної єм­ності (КПЛ	Вакуумні Повітряні 3 газоподібним діелектриком 3 твердим діелектирком	1 2 ч 4
Нелінійні	Вариконди Термоконденсатори	1 0

 

На корпусах слюдяних конденсаторів умовне позначення групи ТКЄ маркується літерою:

-А - ненормований ТКЄ;

-Б-ТКЄ=±200-10-⁶ 1/С;

-В-ТКЄ=±100-10"⁶ 1/С;

-Г-ТКЄ=±50-10-⁶1/С.

На корпусах керамічних конденсаторів КМ попереду коду групи ТКЄ стоїть ще одна цифра, яка відповідає конструктивному різновиду конденсатора. Наприклад, 5КМЗЗ: конденсатор КМ має конструктивний різновид - 5 та код ТКЄ - ПЗЗ. В деяких випадках конденсатори маркірують кольоровим кодом (табл. 3).

 

Таблиця З

 

Кольоровий код	Сцом, ПФ	Множник	лдоп-? А
Чорний
Коричневий			6,3
Червоний		Л
Оранжевий		л
Жовтий
Зелений			25 або20
Блакитний			32 або 30
Фіолетовий
БІЛИЙ		10-1
Срібний		-	2,5
Золотий		•	1,6

 

Кольором; визначається код номінальної ємності, її множника та допустимої напруги. Код номінальної ємності відповідає кольору фарби корпуса конценсатора біля виводів (виводу), кодом множника може бута колір плями посередині корпуса, а код допустимої напруги - фарба другої частини корпуса конденсатора.

Наприклад, конденсатор К53 - 59 пофарбований в блакитний та коричневий колір з зеленою плямою відповідає конденсатору з номінальною ємністю 33 10" пФ і Uном = 6,3 В.

На рис 4. наведено умовні графічні позначення конденсаторів на принципових електричних схемах: а - постійного; б - полярного; в - неполярного; г - оксидного прохідного; д - опорного, є - змінного; ж - напівзмінного; із - вариконда та к -термоконденсатора. Поруч із ними вказують позиційне позначення. Воно складається з літери С та номера за порядком на схемі. Тут також вказується номінал ємності. Причому одиниці вимірювання ємності конденсатора (розмірність) згідно стандарту не наводиться, якщо значення ємності лежить у межах 1...9999 пФ і є цілим (наприклад СІ - 38).

Рис. 4. Умовне графічне позначення конденсаторів на и принципових електричних схемах

1-конденсатор постійної ємності. 2 - полярний електролітичний конденсатор. З - неполярний електролітичний конденсатор. 4 - прохідний конденсатор. 5 -опорний конденсатор. 6 - конденсатор змінної ємності. 7 - підстроєчний конденсатор. 8 - варіконд.9-термоконденсатор. Якщо значення ємності є десятковим дробом, то позначення ємності має

розмірність, (наприклад, С2 38,2 пФ).

Ємність конденсаторів від 0,01 мкФ і більша позначається в мкФ, але також без

позначення розмірності. При цьому ємність записується десятковим дробом,

(наприклад, СЗ - 0,025), а у випадку цілого числа - із нулем після коми, (наприклад, С4-1.0).

Оксидні полярні конденсатори при їх позначенні на схемах мають біля позитивної обкладки знак "+", і крім номіналу ємності через знак "X" - номінальну напругу, (наприклад, С5 47,0x208).

При схемному позначенні конденсаторів змінної та напівзмінної ємності вказуються межі зміни ємності, (наприклад, С6 - 3...270).

Заключення. Перспективи розвитку конденсаторів

Ситуація з розвитком конденсаторів аналогічна розвитку резисторів. В інтересах мікроелектроніки створені "чіп" - конденсатори. Освоєння СВЧ діапазону потребувало створення спеціальних конденсаторів із малою індуктивністю та малими втратами. Поряд із другими класами виробів розроблюються безвивідні конденсатори для автоматизованої зборки та монтажу РЕА.

Удосконалення традиційних конденсаторів навісного монтажу йде шляхом покращення характеристик розширення діапазонів напруги та ємностей.

В зв^лязку з необхідністю вирішення проблеми підвищення якості електроенергії (зменшення пульсації) та розробки для цієі" мети уніфіцірованого джерела повторного живлення розробляються оксидно-електролітичні конденсатори, які здатні працювати на частотах до сотень кілогерц з достатньо малим імпедансом до 0,001 Ом. Можливими шляхами вирішення цього питання можуть бути плоскі чотирививідні конденсатори та конденсатори типу "книга".

Велике значення в апаратурі зв"зку надається підвищенню перешкодозахищеності, в тому числі від індустріальних радіоперешкод. З цією метою розробляються перешкодозахисні конденсатори та фільтри з відповідними полосами подавлення перешкод.

При застосуванні конденсаторів приймаються до' уваги робоча напруга та співвідношення між змінної та постійної складових, діапазон робочих частот Коефіцієнт по напрузі та реактивній потужності рекомендовано приймати 60%.

Лекція № 6

Тема 4. Магнітні матеріали.

План лекції:

1. Загальні відомості про магнетизм.

2. Класифікація речовин за магнітними властивостями.

3. Феромагнетики. Основні властивості та характеристики.

4. Магнітом’які та магнітотверді матеріали, спеціальні магнітні матеріали.

Література до вивчення лекції:

1. Пасінков В.В., Сорокин В.С. Материалы електронной техники. – М.: Высш. Школа, 1986, с. 90-98, 133-156

2. Рычина Т. А., Зеленский А. В. Устройства функциональной электроники и электрорадиоэлементы. М.: Радио и связь, 1989

3. Толюпа С. В., Латипов І. М., Еремеєв Ю.І., Електричні матеріали. Пасивні електронні елементи інфокомунікаційних систем та мереж. навч. посібник, 2010р.

 

1.Загальні відомості про магнітні матеріали

 

Розвиток електроніки в значній мірі зв’язаний з розвитком магнітних матеріалів(ММ). З точки зору здатності намагнічуватися всі речовини розподіляються на три класи: ферромагнетики, парамагнетики і діамагнетики.

Як відомо, магнітна індукція B зв’язана з напруженістю магнітного поля Н в ізотопних речовинах ф-ю В=μ Н, тут µ -магнітна проникність.

В ізотропних речовинах µ=В/Н.

В анізотропних µ -величина тензорна і залежить від кристалографічних осей.

З іншої сторони В=4π +Н, тут -намагніченість речовини, яка пропорційна напруженності магнітного поля. =λН, тут λ; - магнітна прийнятність (МП).

Таким чином В=(4πλ+1)Н, 4πλ+1=µ.

В ферромагнетиках λ>>1; µ>>1;

В парамагнетиках λ>0; µ ≥1;

В діамагнетиках λ<0; µ≤1.

Магнітні (феромагнітні) матеріали застосовуються для виготовлення елементів радіоелектронної апаратури. Вони виконують самостійну функцію або є частиною конструкції окремих радіодеталей та вузлів.

В залежності від призначення магнітні матеріали застосовуються для виготовлення:

- осердя котушок індуктивності, трансформаторів та дроселів;

- елементів пам'яті, пристроїв обчислювальної техніки, автоматики та зв'язку;

- магнітопроводів реле, вимірювальних приладів, магнітних голівок магнітофонів, магнітних антен і т. ін.

 

2. Класифікація магнітних матеріалів

 

3.Ферромагнетики.Основні властивості та характеристики.

Параметри та характеристики магнітних матеріалів.

До основних параметрів магнітних матеріалів відносяться:

§ магнітна індукція насичення В_т;

§ залишкова магнітна індукція Вг;

§ коерцитивна сила (напруженість магнітного поля) Н_с;

§ магнітна проникливість μ;

§ температурний коефіцієнт магнітної проникливості ТКµ;

§ відносний коефіцієнт магнітної проникливості αμ;;

§ часова стабільність магнітної проникливості γ;;

Петля гістерезісу.

Більшість параметрів ММ можна визначити із залежності В=ƒ(н). Для ФММ ця залежність має форму петлі і називаєт