Ηλεκτρικοί πυκνωτές

Οι ηλεκτρικοί πυκνωτές είναι ένα μέσο συσσώρευσης ηλεκτρικής ενέργειας σε ένα ηλεκτρικό πεδίο. Τυπικές εφαρμογές για ηλεκτρικούς πυκνωτές είναι τα φίλτρα εξομάλυνσης σε τροφοδοτικά, τα κυκλώματα επικοινωνίας μεταξύ των σταδίων σε ενισχυτές AC, το φιλτράρισμα θορύβου σε ράγες ισχύος για ηλεκτρονικό εξοπλισμό κ.λπ.

Τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά του πυκνωτή καθορίζονται από το σχεδιασμό του και τις ιδιότητες των υλικών που χρησιμοποιούνται.

Κατά την επιλογή ενός πυκνωτή για μια συγκεκριμένη συσκευή, θα πρέπει να ληφθούν υπόψη οι ακόλουθες περιστάσεις:

α) την απαιτούμενη τιμή της χωρητικότητας του πυκνωτή (μF, nF, pF),

β) την τάση λειτουργίας του πυκνωτή (η μέγιστη τιμή της τάσης στην οποία ο πυκνωτής μπορεί να λειτουργήσει για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς να αλλάξει τις παραμέτρους του),

γ) την απαιτούμενη ακρίβεια (πιθανή διασπορά των τιμών χωρητικότητας του πυκνωτή),

δ) θερμοκρασιακός συντελεστής χωρητικότητας (εξάρτηση της χωρητικότητας του πυκνωτή από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος),

ε) σταθερότητα πυκνωτή,

στ) το διηλεκτρικό ρεύμα διαρροής του πυκνωτή σε ονομαστική τάση και δεδομένη θερμοκρασία.(Η διηλεκτρική αντίσταση του πυκνωτή μπορεί να καθοριστεί.)

Ο Πίνακας 1 - 3 δείχνει τα κύρια χαρακτηριστικά των διαφόρων τύπων πυκνωτών.

Πίνακας 1. Χαρακτηριστικά κεραμικών, ηλεκτρολυτικών και επιμεταλλωμένων πυκνωτών φιλμ

Παράμετρος πυκνωτή Τύπος πυκνωτή κεραμικό ηλεκτρολυτικό με βάση μεταλλοποιημένο φιλμ Εύρος χωρητικότητας πυκνωτή 2,2 pF έως 10 nF 100 nF έως 68 μF 1 μF έως 16 μF Ακρίβεια (πιθανή διασπορά τιμών χωρητικότητας πυκνωτή ±1 -0 και ±0 % και ±0 %), 20 Τάση λειτουργίας πυκνωτών, V 50 — 250 6.3 — 400 250 — 600 Σταθερότητα πυκνωτή Επαρκής Κακή Επαρκής Εύρος θερμοκρασίας περιβάλλοντος, OS -85 έως +85 -40 έως +85 -25 έως +85

Πίνακας 2. Χαρακτηριστικά πυκνωτών μαρμαρυγίας και πυκνωτών με βάση πολυεστέρα και πολυπροπυλένιο

Πυκνωτής παραμέτρων τύπου πυκνωτή τύπου μαρμαρυγικού πολυπροπυλενίου με βάση το πολυπροπυλενικό εύρος χωρητικότητας πυκνωτή με βάση το πολυπροπυλενικό πυκνότητα 2,2 pf έως 10 nf 10 nf έως 2,2 μf 1 nf έως 470 nf ακρίβεια (πιθανή διασπορά των τιμών χωρητικότητας πυκνωτή), % ± 1 ± 20 ± 20 ± 20 τάση λειτουργίας των χρωστικών ουσιών, v 350 250 1000 Σταθερότητα πυκνωτή Εξαιρετική καλή καλή Εύρος θερμοκρασίας περιβάλλοντος, λειτουργικό σύστημα -40 έως +85 -40 έως +100 -55 έως +100

Πίνακας 3. Χαρακτηριστικά πυκνωτών μαρμαρυγίας με βάση πολυανθρακικό, πολυστυρένιο και ταντάλιο

Παράμετρος πυκνωτή

Τύπος συμπυκνωτή

Με βάση το πολυανθρακικό

Με βάση το πολυστυρένιο

Με βάση το ταντάλιο

Εύρος χωρητικότητας πυκνωτή 10 nF έως 10 μF 10 pF έως 10 nF 100 nF έως 100 μF Ακρίβεια (πιθανή διασπορά των τιμών χωρητικότητας του πυκνωτή), % ±20 ±2,5 ±20 Τάση λειτουργίας πυκνωτών, V 63 — 606 Εξαιρετικό Καλό Επαρκές εύρος θερμοκρασίας περιβάλλοντος, λειτουργικό σύστημα -55 έως +100 -40 έως +70 -55 έως +85

Οι κεραμικοί πυκνωτές χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα αποσύνδεσης, οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές χρησιμοποιούνται επίσης σε κυκλώματα αποσύνδεσης και τα φίλτρα εξομάλυνσης και οι πυκνωτές επιμεταλλωμένου φιλμ χρησιμοποιούνται σε τροφοδοτικά υψηλής τάσης.

Πυκνωτές μαρμαρυγίας που χρησιμοποιούνται σε συσκευές αναπαραγωγής ήχου, φίλτρα και ταλαντωτές. Οι πυκνωτές πολυεστέρα είναι πυκνωτές γενικής χρήσης και πυκνωτές πολυπροπυλενίου που χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα συνεχούς τάσης.

Οι πολυανθρακικοί πυκνωτές χρησιμοποιούνται σε φίλτρα, ταλαντωτές και κυκλώματα χρονισμού. Οι πυκνωτές πολυστυρενίου και τανταλίου χρησιμοποιούνται επίσης σε κυκλώματα συγχρονισμού και διαχωρισμού. Θεωρούνται πυκνωτές γενικής χρήσης.

Μικρές σημειώσεις και συμβουλές για την εργασία με πυκνωτές

Θα πρέπει πάντα να θυμάστε ότι οι τάσεις λειτουργίας των πυκνωτών πρέπει να μειώνονται με την αύξηση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος και για να διασφαλιστεί η υψηλή αξιοπιστία είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί ένα μεγάλο απόθεμα τάσης.

Εάν καθορίζεται η μέγιστη συνεχής τάση λειτουργίας του πυκνωτή, αυτό αναφέρεται στη μέγιστη θερμοκρασία (εκτός εάν ορίζεται διαφορετικά). Επομένως, οι πυκνωτές λειτουργούν πάντα με ένα ορισμένο περιθώριο ασφαλείας. Ωστόσο, είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί η πραγματική τάση λειτουργίας τους στο επίπεδο 0,5-0,6 της επιτρεπόμενης τιμής.

Εάν ο πυκνωτής έχει ένα συγκεκριμένο όριο τάσης AC, αυτό αναφέρεται σε συχνότητα (50-60) Hz. Για υψηλότερες συχνότητες ή στην περίπτωση παλμικών σημάτων, η τάση λειτουργίας πρέπει να μειωθεί περαιτέρω για να αποφευχθεί η υπερθέρμανση των συσκευών λόγω διηλεκτρικών απωλειών.

Οι μεγάλοι πυκνωτές με χαμηλά ρεύματα διαρροής μπορούν να συγκρατήσουν τη συσσωρευμένη φόρτιση για αρκετό καιρό μετά την απενεργοποίηση του εξοπλισμού. Για να διασφαλιστεί μεγαλύτερη ασφάλεια, μια αντίσταση 1 MΩ (0,5 W) θα πρέπει να συνδεθεί παράλληλα με τον πυκνωτή στο κύκλωμα εκφόρτισης.

Σε κυκλώματα υψηλής τάσης, πυκνωτές χρησιμοποιούνται συχνά σε σειρά. Για να εξισωθούν οι τάσεις σε αυτά, πρέπει να συνδέσετε μια αντίσταση με αντίσταση 220k0m σε 1 MΩ παράλληλα σε κάθε πυκνωτή.

Ρύζι. 1 Χρήση αντιστάσεων για την εξίσωση των τάσεων του πυκνωτή

Οι κεραμικοί πυκνωτές διέλευσης μπορούν να λειτουργήσουν σε πολύ υψηλές συχνότητες (πάνω από 30 MHz)… Τοποθετούνται απευθείας στο περίβλημα της συσκευής ή σε μεταλλική οθόνη.

Οι μη πολικοί ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές έχουν χωρητικότητα από 1 έως 100 μF και είναι σχεδιασμένοι για r.m.s. ένταση 50 V. Επιπλέον, είναι πιο ακριβοί από τους συμβατικούς (πολικούς) ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές.

Όταν επιλέγετε έναν πυκνωτή για ένα φίλτρο ισχύος, πρέπει να δώσετε προσοχή στο πλάτος του παλμού του ρεύματος φόρτισης, το οποίο μπορεί να υπερβεί σημαντικά την επιτρεπόμενη τιμή…. Για παράδειγμα, για έναν πυκνωτή χωρητικότητας 10.000 μF, αυτό το πλάτος δεν υπερβαίνει τα 5 Α.

Όταν χρησιμοποιείτε έναν ηλεκτρολυτικό πυκνωτή ως πυκνωτή αποσύνδεσης, είναι απαραίτητο να προσδιορίσετε σωστά την πολικότητα της συμπερίληψής του... Το ρεύμα διαρροής αυτού του πυκνωτή μπορεί να επηρεάσει τη λειτουργία της βαθμίδας του ενισχυτή.

Στις περισσότερες εφαρμογές, οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές είναι εναλλάξιμοι... Απλά πρέπει να προσέξετε την τιμή της τάσης λειτουργίας τους.

Το καλώδιο στην εξωτερική στρώση μεμβράνης των πυκνωτών πολυστυρενίου επισημαίνεται συχνά με έγχρωμη σειρά. Πρέπει να συνδεθεί στο κοινό σημείο του κυκλώματος.

Στις υψηλές συχνότητες αυξάνεται η αντίσταση των παρασιτικών επαγωγών του πυκνωτή, γεγονός που επιδεινώνει τα χαρακτηριστικά του. Το σχήμα 2 δείχνει ένα απλοποιημένο κύκλωμα ισοδύναμου πυκνωτή, λαμβάνοντας υπόψη την επαγωγή των εισόδων.

Ρύζι.2 Ισοδύναμο κύκλωμα ηλεκτρικού πυκνωτή υψηλής συχνότητας

Χρωματική κωδικοποίηση πυκνωτή

Στην περίπτωση των περισσότερων πυκνωτών, παρατίθεται η ονομαστική χωρητικότητα και η τάση λειτουργίας τους. Ωστόσο, υπάρχει και χρωματική κωδικοποίηση.

Ορισμένοι πυκνωτές επισημαίνονται με επιγραφή δύο γραμμών. Η πρώτη σειρά δείχνει την χωρητικότητά τους (pF ή μF) και την ακρίβειά τους (K = 10%, M — 20%). Η δεύτερη σειρά δείχνει την επιτρεπόμενη τάση DC και τον κωδικό διηλεκτρικού υλικού.

Οι μονολιθικοί κεραμικοί πυκνωτές επισημαίνονται με έναν τριψήφιο κωδικό Το τρίτο ψηφίο υποδεικνύει πόσα μηδενικά πρέπει να υπογραφούν στους δύο πρώτους για να ληφθεί η χωρητικότητα σε picofarads.

Ένας χρωματικός κωδικός που υποδεικνύει τη βαθμολογία ενός πυκνωτή (288kb)

Ενα παράδειγμα. Τι σημαίνει ο κωδικός πυκνωτή 103; Ο κωδικός 103 σημαίνει ότι πρέπει να αντιστοιχίσετε τρία μηδενικά στον αριθμό 10, τότε λαμβάνετε την χωρητικότητα του πυκνωτή - 10.000 pF.

Ενα παράδειγμα. Ο πυκνωτής φέρει την ένδειξη 0,22 / 20 250. Αυτό σημαίνει ότι ο πυκνωτής έχει χωρητικότητα 0,22 μF ± 20% και έχει σχεδιαστεί για σταθερή τάση 250 V.