Какой должна быть емкость конденсатора чтобы обеспечить

Обновлено: 18.05.2024

На заре радиолюбительства в 1920-х годах, в детекторных приемниках конденсатор переменной емкости (КПЕ) обычно отсутствовал, колебательный контур был образован конденсатором постоянной емкости и катушкой с отводами либо вариометром, с изменением частоты настройки контура выбором отвода либо вращением ручки вариометра.

Особого неудобства при настройке это не представляло, принимались 1-3 местные станции, положение ручки вариометра и выбранный отвод просто запоминались пользователем.

С появлением КПЕ и приемников прямого усиления с усилителем ВЧ с увеличением числа принимаемых станций возникла проблема градуировки шкалы, в особенности с расширением числа диапазонов (ДВ, СВ и КВ). Один КПЕ, без переключения катушек, обеспечить перекрытие всего диапазона принимаемых волн не мог.

Берем достаточно распространенный конденсатор КПЕ 2 х 12-495 пФ. Даже в отсутствие паразитных емкостей (катушка, антенная цепь, монтаж, входной каскад) коэффициент перекрытия по частоте (или длине волны) не может превышать √(495/12) = √41,25 = 6,42; что не перекрывает общий для ДВ и СВ диапазон.

В итоге решение оказалось следующее: влияние антенной цепи сводится к минимуму исключением прямого подключения антенны ко входному контуру, антенна подключается через емкость либо катушку связи, а нужный коэффициент перекрытия обеспечивается подключением к КПЕ подстроечного конденсатора, а возможно и еще включенных параллельно и/или последовательно конденсаторов постоянной емкости.

Индуктивность катушки контура подстраивается ферромагнитным сердечником, и установка границ диапазона производится путем последовательной и неоднократной подстройки подстроечным конденсатором и сердечником, поскольку эти подстройки взаимосвязаны.

Подстроечный конденсатор больше влияет на верхнюю частоту диапазона, а сердечник смещает обе границы диапазона в одну сторону. Оттого вначале, при среднем положении движка подстроечного конденсатора, сердечником устанавливается нижняя частота диапазона, затем подстроечным конденсатором верхняя граница диапазона, что несколько сбивает нижнюю частоту, и процесс повторяется, пока все не сойдется.

Вдобавок, на границах диапазона еще предполагается некоторый запас, что увеличивает фактический коэффициент перекрытия.

Вот тут и возникает проблема градуировки шкалы приемника. Первые шкалы представляли собой метку на панели приемника, а частота (или длина волны) отмечалась по насаженному на ось КПЕ диску с делениями, либо же на деления делилась круговая шкала на панели приемника, а стрелка насаживалась на ось КПЕ.

Ротор КПЕ обычно поворачивается на 180° - подвижные пластины либо полностью выводятся из секции неподвижных, либо полностью вводятся, и расположение отметок на шкале целиком зависит от закона изменения емкости КПЕ от угла поворота оси.

Технологически проще изготовить КПЕ с полукруглыми подвижными пластинами, подобный конденсатор же и обладает меньшими размерами при заданной максимальной емкости. Как легко видеть, при этом емкость КПЕ изменяется прямо пропорционально углу поворота ротора, такие конденсаторы называются прямоемкостными. Но требовательного пользователя шкала приемника с подобным КПЕ может не удовлетворять.

Сделаем прикидочный расчет для диапазона ДВ 150-408 кГц (2000-735,3 м). При конденсаторе с максимальной емкостью 495 пФ отношение максимальной емкости контура к минимальной доложно составлять (408/150)^2 = 7,40; в итоге внешняя (помимо КПЕ) емкость контура должна составлять 63 пФ, минимальная при этом составит (12 + 63) = 75 пФ, а максимальная (495 + 63) = 558 пФ. Можно убедиться проверочным расчетом, что такая подстройка внешними элементами обеспечит нужный коэффициент перекрытия.

Если КПЕ прямоемкостный, при среднем положении ротора емкость контура составит (75 + 558)/2 = 317 пФ. Этому положению соответствует настройка на волну 2000√(317/558) = 1507 м, или частоту 199,1 кГц, что не совпадает с серединой шкалы, градуированной ни в метрах (2000 + 735,3)/2 = 1368 м, ни в килогерцах (150 + 408)/2 = 279 кГц.

Пользователь остается недоволен шкалой, растянутой с одного конца и сжатой с другого.

Что касается профессионалов, так им настоятельно необходима шкала, градуированная в единицах частоты, поскольку при амплитудной модуляции станции размещаются равномерно по шкале частот, чтобы не мешать друг другу.

Что же касается рядовых радиослушателей, то в СССР шкала бытовых радиоприемников градуировалась обычно в метрах, и для равномерного расположения делений требовался КПЕ с формой подвижных пластин, отличающейся от полукруговой, и с нелинейной зависимостью емкости от угла поворота ротора.

Длина волны контура прямо пропорциональна корню квадратному из емкости контура; следовательно, емкость КПЕ в отсутствие паразитных емкостей должна изменяться пропорционально квадрату длины волны. Оттого подобная зависимость называется квадратичной, а КПЕ - прямоволновым или квадратичным.

А теперь начинается высшая математика. Если емкость КПЕ, т.е. площадь введенных пластин подвижной секции, пропорциональна квадрату угла поворота, то радиус пластины уже не постоянен, а пропорционален производной от функции площади (т.е. емкости). Производная квадратичной функции - линейная функция, оттого подвижные пластины прямоволнового КПЕ должны иметь форму, представленную на рисунке ниже слева - радиус увеличивается линейно с увеличением угла.

Но и здесь не все сходится. Диапазону частот свойственен некоторый коэффициент перекрытия, в контуре присутствует начальная (ненулевая) емкость, а по центру неподвижных пластин должен быть круглый вырез для прохода ротора подвижной секции. В итоге форма пластин подвижной секции более сложная (пример на рисунке ниже справа), но общую закономерность мы уловили правильно.

Принцип действия конденсатора

Для начала разберемся, зачем вообще нужен конденсатор. Представить современные электронные приборы от простейшего блока питания до сложнейших вычислительных систем без этого устройства сегодня просто невозможно.

Оно является своеобразным аккумулятором небольшой емкости, способным накапливать и моментально отдавать заряд в случае кратковременного отключения напряжения или его просадке. Существуют также конденсаторы, предназначенные для фильтрования частот, как низких, так и высоких, подавления помех, сглаживания скачков напряжения, повышения коэффициента мощности и пр.

Конденсаторы имеют два вывода-полюса – плюсовое (+) и минусовое (-). Они представляют собой металлические пластины, на которых скапливаются положительные и отрицательные заряды.

Между ними размещают диэлектрик (стекло, картон, дерево и пр.), не позволяющий замкнуть цепь. Часто для увеличения емкости полюса изготавливают не в виде пластин, а в форме спиралей или сфер.

Как выбрать конденсатор в зависимости от характеристик?

Существует немало разновидностей конденсаторов. Форма этих элементов может быть самой разнообразной:

рулонные низкочастотные: представляют из себя бумажную ленту, переложенную фольгой и свернутую в рулон;
пластинчатые: собранные в герметичные пакеты, покрытые защитной эмалью;
трубчатые: имеющие форму керамической трубки и серебряный проводящий слой;
дисковые: с диэлектриком в форме керамического диска (форму диска или трубки обычно имеют высокочастотные конденсаторы);
литые секционированные, предназначенные для установки в микросхемах, имеют 2 паза, между которыми заливается серебряная паста.

Рассмотрим, как выбрать конденсатор по виду диэлектрика. По виду изолятора это устройство может быть:

электролитическим (алюминиевым или танталовым): анодом в нем является пластина из металла, диэлектриком – оксидная пленка, катодом – электролит;
пленочным и металлопленочным: с изоляторами в виде полипропиленовой, полиэстеровой или полистиреновой пленки, уложенной между слоями фольги; несмотря на минимальную емкость, способны работать при повышенных напряжениях в высокочастотных схемах;
керамическим небольшой емкости: диэлектриком в нем служат керамические пластины; хорошо работают с сигналами меняющейся полярности;
бумажным: используется реже, имеет большие размеры; изолятором служит промасляная или непромасляная бумага.

Как выбрать конденсатор в зависимости от параметров?

Для того, чтобы понять, какие конденсаторы выбрать для замены, изучим основные их параметры, главными из которых являются напряжение, емкость и температура:

емкость, то есть способность накапливать электрозаряд; ее размер зависит от площади проводников, толщины слоя, а также материала изготовления диэлектрика; измеряется в фарадах (Ф);
номинальное напряжение, при котором прибор сможет отработать срок службы без каких-либо изменений параметров; напряжение заменяемого конденсатора должно точно соответствовать или быть выше напряжения вышедшего из строя устройства;
максимальная рабочая температура: должна иметь аналогичное или более высокое значение.

Теперь чуть подробней о том, как выбрать конденсатор по емкости. В идеале она должна равняться емкости предыдущего прибора или быть чуть большей. Монтаж же накопителя емкости меньшей, чем требуемая, ухудшит работоспособность системы.

Конденсаторы могут обладать и отрицательной емкостью. В таких устройствах при увеличении напряжения заряд не увеличивается, а уменьшается. Они предназначены для ускорения работы ПК и снижения его перегрева.

Параметры устройства указываются на его корпусе.

Кроме вышеописанных параметров, существенное значение также имеют:

Совет! Если на плате много свободного места, допускается параллельное расположение нескольких конденсаторов небольшой емкости. При последовательном их расположении напряжение возрастет, но емкость уменьшится.

Признаки неисправности конденсатора

Перед тем, как выбрать конденсатор, следует выпаять вышедшее из строя устройство и определить его параметры. Признаком нарушения работоспособности этого элемента могут служить:

Важно! Затягивать с заменой конденсатора, задействованного в цепи электропитания важнейших элементов, к примеру, процессора, крайне нежелательно. Это может привести к его выходу из строя.

Можно правильно выбрать конденсатор, впаять его, и через пару дней обнаружить, что он вновь вышел из строя. Основной причиной быстрой поломки этих элементов является перегрев при:

недостаточной вентиляции корпуса и его перегреве свыше +45°С;
установке блока питания недостаточной мощности; она должна быть на 10-15% больше, чем та, которую компьютер использует в момент высшей производительности; в противном случае в цепи возникают токовые нагрузки и, как следствие, перегрев элементов.

Выход из строя конденсатора возможен также при:

несоблюдении полярности электролитических элементов при припайке;

механических повреждениях устройства.

Самостоятельная замена конденсатора

Итак, мы разобрались, как выбрать конденсатор. Осталось его впаять. Для этого следует:

Обработать обе ножки вздувшегося конденсатора флюсом.
Поочередно прогреть их паяльником до расплавления.
Удалить заменяемую деталь.
Обработать открывшиеся отверстия отсосом припоя до полной очистки.
Вставить новый конденсатор (в электролитических обязательно соблюдая полярность).
Обрезать излишнюю длину ножек таким образом, чтобы элемент выступал над поверхностью на пару миллиметров.
Обработать их флюсом и припаять.
Тщательно очистить место припоя ваткой со спиртом.

Таким образом, заменить неисправный конденсатор можно в течение нескольких минут. В том случае, если устройство выбрано правильно и в процессе эксплуатации не перегревается, оно прослужит долго.

Несколько лет назад, после более чем 25 лет работы с этими вещами, я узнал кое-что новое о керамических конденсаторах. Работая над драйвером светодиодной лампы я обнаружил, что постоянная времени RC-цепочки в моей схеме не сильно смахивает на расчётную.

Предположив, что на плату были впаяны не те компоненты, я измерил сопротивление двух резисторов составлявших делитель напряжения — они были весьма точны. Тогда был выпаян конденсатор — он так же был великолепен. Просто чтобы убедиться, я взял новые резисторы и конденсатор, измерил их, и впаял обратно. После этого я включил схему, проверил основные показатели, и ожидал увидеть что моя проблема с RC-цепочкой решена… Если бы.

Я проверял схему в её естественной среде: в корпусе, который в свою очередь сам по себе был зачехлён чтобы имитировать кожух потолочного светильника. Температура компонентов в некоторых местах достигала более чем 100ºC. Для уверенности, и чтобы освежить память я перечитал даташит на используемые конденсаторы. Так началось моё переосмысление керамических конденсаторов.

Справочная информация об основных типах керамических конденсаторов.

Для тех кто этого не помнит (как практически все), в таблице 1 указана маркировка основных типов конденсаторов и её значение. Эта таблица описывает конденсаторы второго и третьего класса. Не вдаваясь глубоко в подробности, конденсаторы первого класса обычно сделаны на диэлектрике типа C0G (NP0).

Таблица 1.

Нижняя рабочая температура		Верхняя рабочая температура		Изменение ёмкости в диапазоне (макс.)
Символ	Температура (ºC)	Символ	Температура (ºC)	Символ	Изменение (%)
Z	+10	2	+45	A	±1.0
Y	-30	4	+65	B	±1.5
X	-55	5	+85	C	±2.2
–	–	6	+105	D	±3.3
–	–	7	+125	E	±4.7
–	–	8	+150	F	±7.5
–	–	9	+200	P	±10
–	–	–	–	R	±15
–	–	–	–	S	±22
–	–	–	–	T	+22, -33
–	–	–	–	U	+22, -56
–	–	–	–	V	+22, -82

Из описанных выше на моём жизненном пути чаще всего мне попадались конденсаторы типа X5R, X7R и Y5V. Я никогда не использовал конденсаторы типа Y5V из-за их экстремально высокой чувствительности к внешним воздействиям.

Когда производитель конденсаторов разрабатывает новый продукт, он подбирает диэлектрик так, чтобы ёмкость конденсатора изменялась не более определённых пределов в определённом температурном диапазоне. Конденсаторы X7R которые я использую не должны изменять свою ёмкость более чем на ±15% (третий символ) при изменении температуры от -55ºC (первый символ) до +125ºC (второй символ). Так что, либо мне попалась плохая партия, либо что-то ещё происходит в моей схеме.

Не все X7R созданы одинаковыми.

Так как изменение постоянной времени моей RC-цепочки было куда больше, чем это могло быть объяснено температурным коэффициентом ёмкости, мне пришлось копать глубже. Глядя на то, насколько уплыла ёмкость моего конденсатора от приложенного к нему напряжения я был очень удивлён. Результат был очень далёк от того номинала, который был впаян. Я брал конденсатор на 16В для работы в цепи 12В. Даташит говорил, что мои 4,7мкФ превращаются в 1,5мкФ в таких условиях. Это объясняло мою проблему.

Даташит также говорил, что если только увеличить типоразмер с 0805 до 1206, то результирующая ёмкость в тех же условиях будет уже 3,4мкФ! Этот момент требовал более пристального изучения.

Я нашёл, что сайты Murata® и TDK® имеют классные инструменты для построения графиков изменения ёмкости конденсаторов в зависимости от различных условий. Я прогнал через них керамические конденсаторы на 4,7мкФ для разных типоразмеров и номинальных напряжений. На рисунке 1 показаны графики построенные Murata. Были взяты конденсаторы X5R и X7R типоразмеров от 0603 до 1812 на напряжение от 6,3 до 25В.

Рисунок 1. Изменение ёмкости в зависимости от приложенного напряжения для выбранных конденсаторов.

Обратите внимание, что во-первых, при увеличении типоразмера уменьшается изменение ёмкости в зависимости от приложенного напряжения, и наоборот.

Второй интересный момент состоит в том, что в отличии от типа диэлектрика и типоразмера, номинальное напряжение похоже ни на что не влияет. Я ожидал бы, что конденсатор на 25В под напряжением 12В меньше изменит свою ёмкость, чем конденсатор на 16В под тем же напряжением. Глядя на график для X5R типоразмера 1206 мы видим, что конденсатор на 6,3В на самом деле ведёт себя лучше, чем его родня на большее номинальное напряжение.

Если взять более широкий ряд конденсаторов, то мы увидим, что это поведение характерно для всех керамических конденсаторов в целом.

Третье наблюдение состоит в том, что X7R при том же типоразмере имеет меньшую чувствительность к изменениям напряжения, чем X5R. Не знаю, насколько универсально это правило, но в моём случае это так.

Используя данные графиков, составим таблицу 2, показывающую насколько уменьшится ёмкость конденсаторов X7R при 12В.

Таблица 2. Уменьшение ёмкости конденсаторов X7R разных типоразмеров при напряжении 12В.

Типоразмер	Ёмкость, мкФ	% от номинала
0805	1,53	32,6
1206	3,43	73,0
1210	4,16	88,5
1812	4,18	88,9
Номинал	4,7	100

Мы видим устойчивое улучшение ситуации по мере роста размера корпуса пока мы не достигнем типоразмера 1210. Дальнейшее увеличение корпуса уже не имеет смысла.

В моём случае я выбрал наименьший возможный типоразмер компонентов, поскольку этот параметр был критичен для моего проекта. В своём невежестве я полагал что любой конденсатор X7R будет так же хорошо работать, как другой с тем же диэлектриком — и был неправ. Чтобы RC-цепочка заработала правильно я должен был взять конденсатор того же номинала, но в большем корпусе.

Выбор правильного конденсатора

Я очень не хотел использовать конденсатор типоразмера 1210. К счастью, я имел возможность увеличить сопротивление резисторов в пять раз, уменьшив при этом ёмкость до 1мкФ. Графики на рисунке 2 показывают поведение различных X7R конденсаторов 1мкФ на 16В в сравнении с их собратьями X7R 4,7мкФ на 16В.

Рисунок 2. Поведение различных конденсаторов на 1мкФ и 4,7мкФ.

Конденсатор 0603 1мкФ ведёт себя так же, как 0805 4,7мкФ. Вместе взятые 0805 и 1206 на 1мкФ чувствуют себя лучше, чем 4,7мкФ типоразмера 1210. Используя конденсатор 1мкФ в корпусе 0805 я мог сохранить требования к размерам компонентов, получив при этом в рабочем режиме 85% от исходной ёмкости, а не 30%, как было ранее.

Это очень важный момент, и я его повторю. Производитель может называть конденсатор X7R (или X5R, или еще как-нибудь) до тех пор, пока он соответствует допускам по температурному коэффициенту ёмкости. Вне зависимости от того, насколько плох его коэффициент по напряжению.

Производители выпускают всё более миниатюрные компоненты, и вынуждены искать компромиссные материалы. Для того чтобы обеспечить необходимые ёмкостно-габаритные показатели, им приходится ухудшать коэффициенты по напряжению. Конечно, более авторитетные производители делают все возможное, чтобы свести к минимуму неблагоприятные последствия этого компромисса.

А как насчёт типа Y5V, который я сразу отбросил? Для контрольного в голову, давайте рассмотрим обычный конденсатор Y5V. Я не буду выделять какого-то конкретного производителя этих конденсаторов — все примерно одинаковы. Выберем 4,7мкФ на 6,3В в корпусе 0603, и посмотрим его параметры при температуре +85ºC и напряжении 5В. Типовая ёмкость на 92,3% ниже номинала, или 0,33мкФ. Это так. Приложив 5В к этому конденсатору мы получаем падение ёмкости в 14 раз по сравнению с номиналом.

При температуре +85ºC и напряжении 0В ёмкость уменьшается на 68,14%, с 4,7мкФ до 1,5мкФ. Можно предположить, что приложив 5В мы получим дальнейшее уменьшение ёмкости — от 0,33мкФ до 0,11мкФ. К счастью, эти эффекты не объединяются. Уменьшение ёмкости под напряжением 5В при комнатной температуре куда хуже, чем при +85ºC.

Для ясности, в данном случае при напряжении 0В ёмкость падает от 4,7мкФ до 1,5мкФ при +85ºC, в то время как при напряжении 5В ёмкость конденсатора увеличивается от 0,33мкФ при комнатной температуре, до 0,39мкФ при +85ºC. Это должно убедить вас действительно тщательно проверять все спецификации тех компонентов, которые вы используете.

Вывод

В результате этого урока я уже не просто указываю типы X7R или X5R коллегам или поставщикам. Вместо этого я указываю конкретные партии конкретных поставщиков, которые я сам проверил. Я также предупреждаю клиентов о том, чтобы они перепроверяли спецификации при рассмотрении альтернативных поставщиков для производства, чтобы гарантировать что они не столкнутся с этими проблемами.

Об авторе

Марк Фортунато провёл большую часть жизни пытаясь сделать так, чтобы эти противные электроны оказались в нужное время в нужном месте. Он работал над различными вещами — от систем распознавания речи и микроволновой аппаратуры, до светодиодных ламп (тех, которые регулируются правильно, заметьте!). Он провёл последние 16 лет помогая клиентам приручить их аналоговые схемы. Г-н Фортунато сейчас является ведущим специалистом подразделения коммуникационных и автомобильных решений Maxim Integrated. Когда он не пасёт электроны, Марк любит тренировать молодёжь, читать публицистику, смотреть как его младший сын играет в лакросс, а старший сын играет музыку. В целом, он стремится жить в гармонии. Марк очень сожалеет, что больше не встретится с Джимом Уильямсом или Бобом Пизом.

Сноски

Корректный подбор конденсатора обеспечивает работоспособность электрической схемы в точном соответствии с техническим заданием. Для некоторых конструкций, кроме емкости, необходимо обеспечить определенные размеры, устойчивость к неблагоприятным внешним воздействиям. Найти подходящие изделия в ассортименте специализированных магазинов поможет данная публикация.

Подразделения конденсаторов по возможности изменения емкости

По данному параметру детали этой категории делят на:

постоянные;
переменные;
подстроечные.

Специфические названия определяют главные конструктивные особенности, целевое назначение. Типовой постоянный конденсатор создают из проводящих обкладок, свернутых в рулон для уменьшения габаритов. Между ними устанавливают диэлектрик. Сборку помещают в металлический корпус или заливают полимером для обеспечения необходимых параметров защищенности.

В переменных и подстроечных моделях применяют наборы из пластин с механическим приводом. Изменением положения рабочих элементов устанавливают необходимое значение емкости. Каждое изделие рассчитано на определенный диапазон рабочих параметров. Такие конденсаторы применяют для точной настройки колебательного контура. Их устанавливают в радиоэлектронных блоках, чтобы регулировать отдельные рабочие параметры в процессе эксплуатации.

Свойства и параметры конденсаторов

Главным параметром приборов этой категории является емкость (С). Она определяет накопительные свойства изделия. Принцип работы базируется на переходе электронов на соответствующую пластину при подключении источника питания. В зависимости от полярности на соответствующем электроде появляются положительные (отрицательные) заряды.

Величина емкости зависит от нескольких параметров:

размеров пластин (площади обкладок);
расстояния между ними;
диэлектрических свойств материала в промежутке.

К сведению. Емкость указывают в кратных единицах. Пример: пФ или pF – это пикофарад (10-12 фарада).

Напряженность плоского конденсатора вычисляют по формуле:

где:

q – заряд;
e – диэлектрическая проницаемость;
S – рабочая площадь.

Из этого выражения несложно сделать вывод о взаимном влиянии электрических и конструкционных параметров. Емкость определяют следующим образом:

где:

d – расстояние между пластинами;
U – напряжение.

Для удобства применяют удельный показатель:

где V – объем изделия.

По нему делают вывод о том, насколько эффективно выполняет основные функции конденсатор. При высокой удельной емкости разрядка занимает больше времени, если подключают аналогичную нагрузку.

Классом точности или процентным отклонением обозначают допуск от номинальной емкости (значения указаны ± в %):

5;
10;
15;
от -20 до +30;
от -20 до +50.

Потребительские параметры диэлектрика характеризуют электрической прочностью. Как правило, на корпусе изделия указывают номинал напряжения в длительном рабочем режиме для определенных условий с учетом диапазонов:

температуры;
относительной влажности;
давления.

В подробной документации указывают напряжение пробоя.

Потери оценивают по электрическому сопротивлению изоляционных слоев. Если соответствующим образом подключить мультиметр, можно уточнить действительный ток утечки. Этот параметр измеряют на протяжении определенного времени. Следует запомнить, что сопротивление зависит от температуры и влажности.

К сведению. Слюдяные конденсаторы будут разряжаться медленнее, по сравнению с бумажными в равных условиях, так как токи утечки отличаются на порядок.

Для комплексного сравнения разных деталей этой категории проверяют стабильность. Этот показатель характеризует постоянство рабочих параметров. Как правило, учитывают влияние температуры. Специализированный коэффициент (ТКЕ) показывает соответствующие изменения при увеличении (снижении) на 1°С.

Как разрядить конденсатор, чтобы минимизировать остаточное напряжение? Ответ на этот вопрос поможет получить изучение абсорбционных процессов в диэлектрическом слое. Соответствующие параметры характеризуют поправочным коэффициентом (Ка). Он увеличивается вместе с повышением температуры.

Сокращенные обозначения

В стандартном исполнении выпускают постоянные (К) и подстроечные (КТ) конденсаторы. Переменные (КП) создают по индивидуальным заказам. Ниже приведены отдельные параметры по ГОСТу 13 453-68.

Материал диэлектрика:

Б – бумага;
МП – комбинация металла/ пленки;
С – слюда;
Э – электролит;
К – керамика.

По степени защиты от внешних воздействий различают герметичное (Г) исполнение и опрессованный корпус (О).

Конструкция:

М – монолит;
Б – бочонок;
Д – диск;
С – секционный вариант.

Рабочий режим (по току):

И – импульсный;
У – универсальный (импульсный, постоянный и переменный);
Ч – только постоянный;
П – переменный/постоянный.

Иные особенности:

У – конденсатор, рассчитанный на работу в диапазоне УКВ;
М – компактные габариты;
Т – обеспечивается сохранение технических параметров при повышении температуры;
В – изделие приспособлено для установки в сетях с высоким напряжением.

В стандартном обозначении указывают (по номеру позиции):

вид конденсатора (К, КТ или КП);
код по диэлектрику и основным параметрам (К10 керамика для напряжения до 1600 V);
рабочий режим по току;
производственная серия или другое технологическое обозначение.

Дополнительные сведения:

Выбирать изделия можно по комбинированной (цифровой и буквенной), цветовой маркировке;
На компактный корпус наносят сокращения (вместо 1000мкФ – 1000m);
Класс точности обозначают латинским шрифтом (U – это ±);
Аналогичным образом кодируют номинальное напряжение (Q-160V).

Как подобрать конденсатор

Для лучшего понимания алгоритма правильных действий можно изучить процесс выбора конденсатора при подключении электродвигателя к разным источникам питания. Если применяется трехфазная сеть, подойдет формула емкости:

где:

В упрощенном варианте специалисты берут 6-7мкФ на каждые 0,1 кВт потребляемой мощности. При значительных механических нагрузках обмотка может сгореть. Мягкий запуск электрического двигателя обеспечивает дополнительный конденсатор. Он выполняет свои функции в течении 2-5 секунд. Емкость выбирают в 2,5-3,5 больше результата предыдущего расчета. Номинальное напряжение – на 50-70% выше рабочих параметров сети питания.

К сведению. Чтобы исключить перегрев и повреждение деталей, рекомендуется подключение индуктивных нагрузок такого типа через конденсаторы, рассчитанные на рабочее напряжение не менее 450 V.

Расчет гасящего конденсатора для подключения светодиодной ленты можно сделать по формуле:

где:

I – ток в цепи;
Uп (Uд) – напряжение источника питания (падение на диодах), соответственно.

Можно ли поставить конденсатор большей емкости

Точный ответ на поднятый в этом разделе вопрос можно дать после изучения конкретной схемы. Если надо выбрать деталь для фильтра (колебательного контура), необходимы аналогичные параметры. В противном случае частотные характеристики не будут соответствовать конструкторскому замыслу.

При сглаживании пульсаций в блоке питания подобная модернизация взамен штатного изделия может быть эффективной. В некоторых случаях, чтобы ограничить ток в цепи, придется подбирать подходящий резистор. Через него можно будет разряжать конденсатор без повреждений. Итоговое решение принимают с учетом рассмотренных выше факторов. Существенное значение имеют условия эксплуатации, тепловые и механические нагрузки. Разумное увеличение затрат на этапе приобретения надежных комплектующих продлит срок службы функционального устройства.

Видео

Читайте также: