Таблица 2.11. Характо)истики конденсахоров на основе oojuiKapeoHaia, полистирена и тантала

Тип кокаенсатора

Керамические конденсаторы пригленяются в разделительных цепях электролитические конденсаторы используются также в разделительных цепях и сглаживающих фильтрах, а конденсаторы на основе метал-лизирова1Шой пленки применяются в высоковольтных источнтсах электропитания.

Слюдяные конденсаторы использутотся в звуковоспроиэводящи,* устройствах, фильтрах и осцилляторах. Приборы на основе полиэстера -это конденсаторы общего назначения, а конденсаторы на основе полипропилена применяются в высоковольтных цепях постоянного тока.

Конденсаторы на основе поликарбоната используются в фильтрах, осцилляторах и времязадающих цепях. Приборы остальных двух типов используются также во времязадающих и разделительных цепях. Они считаются конденсаторами общего назначения.

Небольшие замечания и советы

Всегда нужно помнить, что рабочие напряжения конденсаторов следует уменьшать при возрастании температуры окружающей среды, а для обеспечения высокой надежности необходимо создавать большой запас по напряжению.

Если задано максимальное постоянное рабочее напряжение конденсатора, то это относится к максимальной температуре (при отсутствии допопнителы1ых оговорок). Поэтому конденсаторы всегда работают с определенным запасом надежности. Тем не менее нужно обеспечивать их реальное рабочее напряжение на уровне 0,5-0,6 разрешенного значения.

Если для конденсатора оговорено предельное значение переменного напряжения, то это относится к частоте (50-60) Гц. Для более высо-

ких частот или в случае импульсных сигналов следует дополнительно снижать рабочие напряжения во избежание перегрева приборов из-за потерь в диэлектрике.

Конденсаторы большой емкости с малыми токами утечки способны довольно долго сохранять накопченный заряд после вык;почения aima-ратуры. Для обеспечения большей безопасности следует в цепь разряда подключить uapajmenbHo конденсатору резистор сопротивлением 1 МОм (0,5 Вт).

В высоковольтных цепях часто используется последовательное включение конденсаторов. Для выравнивания напряжений на них нужно па-рагшельно каждому конденсатору подключить резистор сопротивлением от220кОмдо 1 МОм (рис. 2.15).

Керамические прохош1ые конденсаторы могут работать на очень высоких частотах (свыше 30 МГц). Их устанавливают непосредственно на корпусе прибора или на металлическом экране.

Неполярные электролитические конденсаторы имеют емкость от 1 до 100 мкФ и рассчитаны на действующее значение напряжения 50 В. Кроме того, они дороже обычных (полярных) электролитических конденсаторов.

При выборе конденсатора фильтра wctcfrnwaz электропитания следует обращать внимание на амщштуду импульса зарядного тока, который можст значительно превосходить допустимое значение. Например, для конденсатора емкостью 10 ООО мкФ эта амплитуда не превышает 5 А.

При использовании электролитического конденсатора в качестве разделительного необходимо правитно определить полярность его включения. Ток утечки этого конденсатора можст влиять на режим усилительного каскада.

В большинстве случаев применения электролитические конденсаторы взаимозаменяемы. Следует тишь обращать внимание на значение их рабочего напряжения.

Вьтод от внешнего слоя фольги полистиреновых конденсаторов часто помечается цветным штрихом. Его нужпо присоединять к общей точке схемы.

Рнс. 2.15. Использование резисторов дпл выравнивания напряжений ка конденсаторах

Рис. 2.16. Эквивалентная схема конденсатора на высокой частоте

На высоких частотах сопротивление паразигных индуктивностей конденсатора возрастает, что ухудшает его рабочие характеристики. На рис. 2.16 приведена упрошенная эквивалентная схе.ма конденсатора с учего.м индуктивности вводов.

Цвет-овая маркировка конденсаторов

На корпусе большинства конденсаторов написаны их номинальная емкость и рабочее напряжение. Однако встречается и цветовая маркировка (рис. 2.17).

Некоторые конденсаторы маркируют нашшсью в две строки. На первой строке указаны их емкость (пФ или мкФ) и точность (К = 10%, М = 20%). На второй строке приведены допустимое постоянное напряжение и код материала диэлектрика.

Монолитные керамические конденсаторы маркируются кодом, состоящим из трех цифр. Тр)етья цифра показывает, сколько нулей нужно Подписать к первым двум, чтобы получить емкость в пикофарадах.

Пример 2.15. Что означает код 103? Код 103 означает, что нужно приписать три нуля к числу 10, тогда получится 10 ООО пФ.

В табл. 2.12 дана расшифровка цветовой индикации значений тем-перагурного коэффициента керамических конденсаторов Буква N обозначает, что температурный коэффициент отрицательный.

Прим> 2.16. Конденсатор маркирован 0,22/20 250. Это означает, по он имеет емкость 0,22 мкФ ± 20% и рассчитан на постоянное напряжение 250 В.

Таблица 2.12. Расшифровка цветовой индикации значений температурного коэффициента керамических конденеяторов

S V S

I I

Рис. 2.17. Цветной код для обозначения номинала конденсатора:

. пояса I и 2: черный О, коричневый 1, красный 2. оранжевый 3, желтый 4, зеленый 5, шлубой 6, фиолетовый 7, серый 8, белый 9; пояс 3 (множитель); оранжевый 1000, желтый 10 000, зеленый 100 000; пояс 4 (точность. ±%): бельт 10. черный 20; поЯс 5 (рабочее постоянное напряжение, В); красный 250, желтый 400

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Д.1Я того чтобы получить нужное значение емкости, конденсаторы с фиксированным номиналом соединяют последовательно или параллельно.

Для рис. 2.18,гг справед/тиво соотношение 1 1 1 С1 С2

1 1

С С1 С2

С1 *С2

На рис. 2.18,6 носледовательно соединены три кснденсатора, поэтому

1 1 + - + -

С2 СЗ

В слчае параллельного соединения конденсаторов рез>льтир5Тощая емкость пол>чается равной сум.ме нескольких емкостей: для рис. 2.19,0

С = с; + С2,

для рис 2.19,6

С а + С2 + СЗ.

Используя приложение, можно вычислить соответствующее аначсние емкости, не прибегая к помощи фор.мул.

Пример 2.17. Для получения результирующей емкости 3,2 мкФ можно соединить параллельно конденсаторы со стандартными емкостями I и2,2мкФ, т.е.

С = а + С2 1 + 2,2 = 3,2 мкФ.

Конденсаторы С1 и С2 работают при одтгаковом напряжении. Если они электролиппеские, то необходимо объединить их одноименные выводы.

Пример 2.18. Требуется конденсатор емкостью 50 мкФ, работающий При напряжении 100 В. Решите эту задачу путем последовательного соединения конденсаторов.

С1 сг

С1 сг СЗ -IHHh-

i-Hh-1 J-1!

сг *

Рис. 2.18. Последовательное соеди-Heirac кмшснстторов

Рис. 219. Паралпельйое соединение коицеясаюров

Если соединить последовательно два конденсатора емкостью 100 мкФ каждый, то результирующая емкость

CJ С2 С1 *С2

100 100 100 + 100

= 50 мкФ.

Полное рабочее напряжение теперь прикладывайся к двум последовательно соединенным элементам. Для того чтобы оно делилось поровну между конденса горами, целесообразно пара шельно каждому из них включить резистор (см. рис. 2.15). Каждый конденсатор должен быть рассчитай на рабочее напряжение 63 В,

Э.чектрическое сопротивление конденсатора

Сопротивление конденсатора nepcMeiuiOMy гоку определяется как отношение напряжения к току и выралсается в омах (Ом). Оно обратно пропорционально емкости и частоте переменного тока:

. 1г

где - сопротивление. Ом; / - частота. Гц; С - uviKocib, Ф.

Зависимость (/) приведена на рис. 2.20. Фазы напряжения и тока в конденсаторе сдвинуты отиоси1е;ц,но друг flpyia на 90°, или на 7г/2 рад. Причем ток опережас! напряжение. На рис. 2.21 показана временная диаграмма тока и напряжения на кондеисаторе, а на рис. 2.22 - соответствующая векторная диаграмма.

Пример 2.19. Рассчитайте сопротивление конденсатора емкостью 1 мкФ на частотах 100 Гц и 10 кГц.

а) Х =

2л/, С 2л- 100- 10 *

= 1,59 кОм;

Рис. 2.20 Зависимось е рс>хивлеи я :а ь м ..Г коппснсаТора от частоты нет i-ptj

рис. 2.22. Векторная итгммл для тока и напряжения на конденсаторе

б) Ас

Зя/аС 2л-10*!0-*

15,9 Ом.

Пример 2.20. Конденсатор емкостью 100 нФ является часгью сетевого фильтра. На его зажимах действует напряжение 240 В. Рассчитайте ток конденсатора.

Прежде всего определим сопротивление конденсатора переменному току:

iTtfC 2л-SO 100 10

-= 31,8 кОм.

Теперь можно вычислить ток:

240 31,8

= 7,5 мА.

Катушки индуктавностм

Катушки индуктивности 11озволяю1 запасать электрическую энергию в магнитном поле. Тшшчными областями их рименеиия явчяются сглаживающие фильтры и различные селективные цепи. Электрические характеристики катушек индуктивности определяются их конструкцией, свойствами материала магнитопровода и его конфигурацией, числом витков обмотки. Ниже приведены основные факторы, которые следует учитывать при выборе катушки индуктивности:

а) требуемое значение индуктивности (Гн,мГн,мкГн,нГн);

б) максимальный ток катушки. Большой ток очень опасен из-за слишком сильного нагрева, при котором повреждается изоляция обмоток. Кроме того, при слишком большом токе может произойти насыщеше мапштопровода магнитным потоком, что приведет к значительному уменьиюнию индуктивности;

в) точность вьнюлнеиия шщуктивности;

г) температурный коэффициент индуктивности;

д) стабильность, определяемая зависимостью индуктивности от внешних факторов;

е) активное сопротивление провода обмотки:

ж) добротность катушки. Она обычно определяется на рабочей частоте как отношение индуктивпо! о и активного сопротивлений;

з) частотный дианазон катушки.