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Arten von Kondensatoren. Haupttypen von Kondensatoren

Viele Menschen interessieren sich dafür, ob Kondensatoren Typen haben? In der Elektronik gibt es viele Kondensatoren. Indikatoren wie Kapazität, Betriebsspannung und Toleranz sind die wichtigsten. Nicht weniger wichtig ist die Art des Dielektrikums, aus dem sie bestehen. In diesem Artikel wird genauer untersucht, welche Kondensatortypen auf der Art des Dielektrikums basieren.

Kondensatorklassifizierungen

Kondensatoren sind gängige Bauteile in der Funkelektronik. Sie werden nach vielen Indikatoren klassifiziert. Es ist wichtig zu wissen, welche Modelle je nach Art der Wertänderung unterschiedliche Kondensatoren darstellen. Kondensatortypen:

  1. Geräte mit konstanter Kapazität.
  2. Geräte mit variabler Kapazität.
  3. Baumodelle.


Die Art des Dielektrikums des Kondensators kann unterschiedlich sein:

  • Papier;
  • Metallpapier;
  • Glimmer;
  • Teflon;
  • Polycarbonat;
  • Elektrolyt.

Je nach Installationsmethode sind diese Geräte zum Drucken und Drucken bestimmt an der Wand montiert. In diesem Fall gibt es folgende Arten von SMD-Kondensatorgehäusen:

  • Keramik;
  • Plastik;
  • Metall (Aluminium).

Bitte beachten Sie, dass Geräte aus Keramik, Folien und unpolaren Typen nicht gekennzeichnet sind. Ihr Kapazitätsindikator reicht von 1 pF bis 10 µF. Und Elektrolyttypen haben die Form von Fässern in einem Aluminiumgehäuse und sind gekennzeichnet.

Der Tantaltyp wird in Gehäusen hergestellt rechteckige Form. Es gibt solche Geräte verschiedene Größen und Farben: Schwarz, Gelb und Orange. Sie verfügen außerdem über Codemarkierungen.

Elektrolytkondensatoren aus Aluminium

Die Basis von Aluminium-Elektrolytkondensatoren sind zwei dünne, verdrillte Aluminiumstreifen. Dazwischen befindet sich Papier, das Elektrolyt enthält. Die Kapazitätsanzeige dieses Geräts beträgt 0,1-100.000 uF. Dies ist übrigens der Hauptvorteil gegenüber anderen Typen. Die maximale Spannung beträgt 500 V.

Zu den Nachteilen gehören ein erhöhter Leckstrom und eine Abnahme der Kapazität mit zunehmender Frequenz. Daher verwenden Platinen häufig einen Keramikkondensator zusammen mit einem Elektrolytkondensator.

Zu beachten ist auch, dass sich dieser Typ in der Polarität unterscheidet. Das bedeutet, dass am Minuspol eine negative Spannung anliegt, im Gegensatz zum Gegenpol. Wenn Sie diese Regel nicht einhalten, wird das Gerät höchstwahrscheinlich ausfallen. Daher empfiehlt sich der Einsatz in Stromkreisen mit Gleich- oder Pulsstrom, auf keinen Fall jedoch Wechselstrom.

Elektrolytkondensatoren: Typen und Zweck

Es gibt eine große Auswahl an Elektrolytkondensatoren. Sie sind:

  • Polymer;
  • Polymer-Radial;
  • mit geringem Leckstrom;
  • Standardkonfiguration;
  • mit großem Temperaturbereich;
  • Miniatur;
  • unpolar;
  • mit harter Ausgabe;
  • niedrige Impedanz.


Wo werden Elektrolytkondensatoren eingesetzt? Arten von Aluminiumkondensatoren werden in verschiedenen Funkgeräten, Computerteilen, Peripheriegeräten wie Druckern, Grafikgeräten und Scannern verwendet. Sie werden auch verwendet in Baumaschinen, industrielle Messgeräte, im Bereich Waffen und Weltraum.

Kondensatoren KM

Es gibt auch Tonkondensatoren vom Typ KM. Sie sind gebraucht:

  • in Industrieanlagen;
  • bei der Erstellung von Messgeräten, die sich durch hochpräzise Indikatoren auszeichnen;
  • in der Funkelektronik;
  • in der Militärindustrie.


Geräte dieser Art sind unterschiedlich hohes Level Stabilität. Grundlage ihrer Funktionalität sind Impulsmodi in Stromkreisen mit Wechsel- und Konstantstrom. Sie zeichnen sich durch eine hohe Haftung der Keramikbeläge und eine lange Lebensdauer aus. Dies ist gewährleistet niedriger Wert Koeffizient der kapazitiven Temperaturvariabilität.

Bei kleinen Größen haben sie einen hohen Kapazitätswert, der 2,2 μF erreicht. Die Wertänderung im Betriebstemperaturbereich beträgt bei diesem Typ 10 bis 90 %.

Typen der Gruppe H werden üblicherweise als Adapter oder Sperrvorrichtungen usw. verwendet. Moderne Geräte Sie werden aus Ton hergestellt, indem dünnste metallisierte Keramikplatten unter Druck zu einem einzigen Block gepresst werden.

Die hohe Festigkeit dieses Materials ermöglicht den Einsatz dünner Werkstücke. Dadurch steigt er proportional zum Volumenindikator stark an.

KM-Geräte sind unterschiedlich Hohe Kosten. Dies erklärt sich dadurch, dass bei ihrer Herstellung Edelmetalle und deren Legierungen verwendet werden: Ag, Pl, Pd. Palladium ist in allen Modellen vorhanden.

Keramikkondensatoren

Das Festplattenmodell verfügt über eine hohe Kapazität. Sein Wert reicht von 1 pF bis 220 nF und die höchste Betriebsspannung sollte nicht höher als 50 V sein.

Zu den Vorteilen dieses Typs gehören:

  • geringe Stromverluste;
  • kleine Größe;
  • niedrige Induktionsrate;
  • Fähigkeit, bei hohen Frequenzen zu funktionieren;
  • hohe Temperaturstabilität des Behälters;
  • Fähigkeit, in Stromkreisen mit Gleich-, Wechsel- und Pulsstrom zu arbeiten.

Die Basis des Mehrschichtbauelements bilden abwechselnd dünne Schichten aus Keramik und Metall.

Dieser Typ ähnelt einer Single-Layer-Disc. Aber solche Geräte haben eine hohe Kapazität. Die maximale Betriebsspannung ist auf dem Gehäuse dieser Geräte nicht angegeben. Genau wie beim einschichtigen Modell sollte die Spannung nicht höher als 50 V sein.

Die Geräte arbeiten in Stromkreisen mit Gleich-, Wechsel- und Pulsstrom.

Der Vorteil des Willensstarken Keramikkondensatoren ist ihre Fähigkeit, unter hohem Stressniveau zu funktionieren. Der Betriebsspannungsbereich reicht von 50 bis 15000 V und der Kapazitätswert kann von 68 bis 150 pF reichen.

Sie können in Stromkreisen mit Gleich-, Wechsel- und Pulsstrom betrieben werden.

Tantal-Geräte

Moderne Tantalgeräte sind eine eigenständige Unterart des elektrolytischen Typs aus Aluminium. Die Basis von Kondensatoren ist Tantalpentoxid.

Kondensatoren haben eine niedrige Nennspannung und werden verwendet, wenn ein Gerät mit einer großen Nennkapazität, aber in einem kleinen Gehäuse, verwendet werden muss. Dieser Typ hat seine eigenen Eigenschaften:

  • kleine Größe;
  • die maximale Betriebsspannungsanzeige beträgt bis zu 100 V;
  • erhöhte Zuverlässigkeit im Langzeiteinsatz;
  • niedrige Stromleckrate;
  • großer Betriebstemperaturbereich;
  • der Kapazitätsindikator kann zwischen 47 nF und 1000 uF variieren;
  • Geräte haben niedrigere Induktivitätswerte und werden in Hochfrequenzkonfigurationen verwendet.

Der Nachteil dieses Typs ist seine hohe Empfindlichkeit gegenüber erhöhter Betriebsspannung.

Es ist zu beachten, dass der Pluspol im Gegensatz zum elektrolytischen Typ mit einer Linie am Gehäuse markiert ist.

Arten von Fällen

Welche Arten von Tantalkondensatoren gibt es? Je nach Gehäusematerial werden Typen von Tantalkondensatoren unterschieden.

  1. SMD-Gehäuse. Um verpackte Geräte herzustellen, die in Oberflächenmontageanwendungen verwendet werden, wird die Kathode mithilfe eines mit Silber gefüllten Epoxidharzes mit dem Anschluss verbunden. Die Anode wird mit der Elektrode verschweißt und der Stringer wird abgeschnitten. Nachdem das Gerät geformt wurde, werden gedruckte Markierungen darauf angebracht. Es enthält einen Indikator für die Nennspannungskapazität.
  2. Bei der Bildung dieser Art von Gehäusevorrichtung muss der Anodenleiter an den Anodenanschluss selbst geschweißt und dann vom Stringer abgeschnitten werden. In diesem Fall wird der Kathodenanschluss mit der Basis des Kondensators verlötet. Als nächstes wird der Kondensator mit Epoxidharz gefüllt und getrocknet. Wie im ersten Fall ist es markiert

Kondensatoren des ersten Typs sind zuverlässiger. Es können aber alle Arten von Tantalkondensatoren verwendet werden:

  • im Maschinenbau;
  • Computer und Computertechnologie;
  • Ausrüstung für Fernsehübertragungen;
  • Elektrohaushaltsgeräte;
  • diverse Netzteile für Mainboards, Prozessoren etc.


Suche nach neuen Lösungen

Heute sind Tantalkondensatoren am beliebtesten. Moderne Hersteller sind auf der Suche nach neuen Methoden, um die Produktfestigkeit zu erhöhen und zu optimieren technische Eigenschaften sowie eine deutliche Preissenkung und Vereinheitlichung des Produktionsprozesses.

Zu diesem Zweck wird versucht, die Kosten komponentenweise zu senken. Auch die anschließende Robotisierung des gesamten Produktionsprozesses trägt zu einer Senkung des Produktpreises bei.

Ein wichtiges Thema ist auch die Reduzierung des Gerätekörpers bei gleichzeitiger Beibehaltung der Höhe technische Parameter. Es werden bereits Experimente mit neuartigen Gehäusen in kleinerer Ausführung durchgeführt.

Polyesterkondensatoren

Der Kapazitätsindikator dieses Gerätetyps kann zwischen 1 nF und 15 uF liegen. Das Betriebsspannungsspektrum reicht von 50 bis 1500 V.

Es gibt Geräte mit unterschiedlichem Toleranzgrad (Kapazitätstoleranz beträgt 5 %, 10 % und 20 %).

Dieser Typ zeichnet sich durch Temperaturstabilität, hohe Kapazität und niedrige Kosten aus, was seine weit verbreitete Verwendung erklärt.

Variable Kondensatoren

Typen variable Kondensatoren haben ein bestimmtes Funktionsprinzip, das darin besteht, Ladung auf durch ein Dielektrikum isolierten Elektrodenplatten anzusammeln. Diese Platten zeichnen sich durch Mobilität aus. Sie können sich bewegen.


Die bewegliche Platte wird Rotor genannt, die stationäre Platte Stator. Wenn sich ihre Position ändert, ändern sich auch die Schnittfläche und damit die Kapazitätsanzeige des Kondensators.

Kondensatoren gibt es in zwei Arten von Dielektrika: Luft und Feststoff.

Im ersten Fall fungiert normale Luft als Dielektrikum. Im zweiten Fall werden Keramik, Glimmer und andere Materialien verwendet. Um die Kapazität des Geräts zu erhöhen, werden die Stator- und Rotorplatten zu Blöcken zusammengebaut, die auf einer einzigen Achse montiert sind.

Kondensatoren mit Lufttyp Dielektrika werden in Systemen mit konstanter Kapazitätsanpassung verwendet (z. B. in Tuning-Einheiten für Radioempfänger). Dieser Gerätetyp weist eine höhere Haltbarkeit auf als Keramikgeräte.


Bauansicht

Der gebräuchlichste Typ sind Baukondensatoren. Sie sind vom variablen Typ, weisen aber eine geringere Verschleißfestigkeit auf, da sie seltener nachgestellt werden.

Kondensatortypen dieser Kategorie enthalten metallisierte Keramik als Basis. Das Metall fungiert als Elektrode und die Keramik fungiert als Isolator.

Variable Kondensatoren werden normalerweise mit mechanischer und mechanischer Herstellung hergestellt elektrisch gesteuert Behälter.

Bei einem mechanisch gesteuerten Kondensator enthält der Kondensator zwei Systeme paralleler Platten, von denen eine beweglich ist und Rotor genannt wird. In diesem Fall dringt der Rotor in den Spalt zwischen den Platten ein; diese Bewegung verändert die aktive Fläche und damit die Kapazität. Die feste Platte wird Stator genannt.

Ein Luftspalt bzw Polymerfolie(was am häufigsten der Fall ist).

Die Rotorplatte kann haben verschiedene Formen Dadurch erhalten Sie die gewünschte Abhängigkeit vom Drehwinkel (geradlinige, logarithmische Abhängigkeit). Mechanisch ist es möglich, die Kapazität zu verändern, indem man den Abstand zwischen den Platten verändert – d. h. Änderung der Kapazität um einen kleinen Wert.

Von letzte Möglichkeit(der Spalt zwischen den Platten) entsteht Trimmerkondensatoren, häufig in EA. Mechanisch gesteuerte variable Kondensatoren ersetzen erfolgreich herkömmliche variable Kondensatoren in EA, weil Elektrisch gesteuerte Kondensatoren haben kleinere Abmessungen, sind unempfindlich gegenüber Vibrationen und können für beides verwendet werden Fernbedienung und zur automatischen Regelung.

Nachteile elektrisch gesteuerter Drehkondensatoren:

· Niedriger Qualitätsfaktor;

· Die Stabilität ist geringer als bei mechanischen Kondensatoren.

2.8.2. Arten elektrisch gesteuerter variabler Kondensatoren:

· Varicaps;

· Varaktoren;

· Varikondas.

Die ersten beiden Typen nutzen die Kapazität eines in Sperrichtung vorgespannten pn-Übergangs und deren Abhängigkeit von der angelegten Spannung (es wird die Barrierekapazität des pn-Übergangs verwendet).

Variconds verwenden Abhängigkeit Dielektrizitätskonstante von der angelegten Spannung. Varikonden zeichnen sich durch eine geringe Stabilität aus und werden seltener eingesetzt.

Varicaps und Varaktoren unterscheiden sich in der Höhe des Wechselsignals.

Varaktoren arbeiten im Großsignalmodus, bei dem die Nichtlinearität der Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie (CVC) deutlich zum Ausdruck kommt. Varaktoren werden in Frequenzvervielfachern verwendet.

Varicaps arbeiten im Kleinsignalmodus und werden zur Abstimmung von Schwingkreisen verwendet; letztere werden häufiger als andere verwendet.

Die Barrierekapazität eines in Sperrrichtung vorgespannten pn-Übergangs ist definiert als:

Dabei ist die Kapazität des pn-Übergangs bei einer Vorspannung von Null, abhängig von der Fläche des pn-Übergangs und der Verunreinigungskonzentration.

Vorspannung (<0).

Kontaktpotentialdifferenz für Si 0,7 ÷ 1 V.

n ist ein Exponent, der von der Verteilung der Verunreinigungen in der Nähe des p-n-Übergangs abhängt.


Die Abhängigkeit der Barrierenkapazität (C b) von der Sperrspannung (U arr) für einen Varicap ist in Abb. dargestellt. dreißig.

VFH in Abb. 30. Für verschiedene Werte von n angegeben, ist n=1/3 typisch für einen durch Diffusion erzielten glatten Übergang, n=1/2 ist typisch für einen abrupten Übergang mit einem starken Unterschied zwischen konzentrierten Verunreinigungen in den p-n-Bereichen (was typisch für Legierungsübergänge oder die Verwendung von Epitaxie ist).

Das Schema zur Bildung der Barrierekapazität (C b) ist in Abb. dargestellt. 31.

In Abb. 31: 1 – Technologische Grenze; 2 – Grenze der Volumenträgerregion; 3 – Ionen; 4 – externe Anschlüsse.

Wenn U arr in der Nähe der technologischen Grenze des Übergangs positioniert wird, entsteht ein durch mobile Ladungsträger vereinter Bereich. In diesem Bereich verbleiben zwei Schichten positiv-negativer Ionen, die als Kondensatorplatten dienen. Je größer U arr, desto breiter ist die kombinierte Fläche, d. h. größerer Plattenabstand und geringere Kapazität. Daraus folgt, dass die Abhängigkeit von C b von U arr für einen super abrupten Übergang den steilsten Charakter haben wird.

2.8.3. Varicap-Parameter:

· Nennkapazität bei Nennspannung (U n ≈4V);

· Mindestkapazität (C min) bei maximal zulässiger Sperrspannung (U arr ≈20 ÷ 50 V);

Äußerlich sieht ein Varicap wie eine Miniaturdiode aus und misst 3–4 mm.

Ein Varicap wird bei Frequenzen bis 100 MHz, Kapazität 20–600 pF, Qualitätsfaktor 25–500 verwendet.

Varikonden unterscheiden sich von Varicaps und Varaktoren dadurch, dass mit ihnen Kapazitäten bis zu Hunderten von GHz und einem Frequenzbereich von Hunderten von kHz bis 10 GHz erreicht werden können.

Vapikondas werden auf Basis ferroelektrischer Keramik hergestellt, die in einem bestimmten Temperatur- oder Spannungsbereich eine spontane Polarisation aufweist.

Ferroelektrische Keramik wird auf Basis von Titan, Cerconat, Stanat, Alkali, Erdalkali und anderen Materialien hergestellt. Sie zeichnen sich durch einen niedrigen tan δ, einen hohen spezifischen Widerstand > 10 10 Ohm cm, eine Festigkeit von 4 bis 10 kV mm und eine Änderung der Dielektrizitätskonstante in aus große Auswahlε=BaTiO 3 = 1000 bei einer Temperatur von 20 0 C, bei 120 0 C ε = 20000.

Ferroelektrika weisen eine nichtlineare Abhängigkeit der Kapazität von der Spannung auf elektrisches Feld und von der angelegten Spannung.

Die Technologie zur Herstellung von Varikonden ist günstiger, Keramik, die Dickschichttechnik ist weniger verbreitet als die Dünnschichttechnik. Am häufigsten werden Keramiken auf Basis von BaTiO 3 verwendet.

Bei den auf organischen Materialien basierenden Kondensatoren gibt es eine Vielzahl von Kondensatoren, die polare und unpolare dielektrische Materialien verwenden. Polare werden normalerweise für Niederfrequenzschaltungen verwendet, unpolare für Mikrowellenzwecke.

In diesem Artikel werden Kondensatoren vieler Typen beschrieben praktischer Nutzen, Funktionsprinzip sowie Kennzeichnung von Kondensatoren, Anschlussmethoden, SMD-Kondensatoren. Sind gegeben praktische Empfehlungen zur Wahl der Elektrolytkondensatoren.

Laut Statistik sind Kondensatoren hinsichtlich der Inhaltsmenge in verschiedenen Leiterplatten führend unter allen elektronischen Elementen elektronische Geräte, sogar vorne in diesem Indikator.

Der Kondensator zeichnet sich durch die Fähigkeit aus, die Energie eines elektrischen Feldes zu akkumulieren. Sein Aufbau ist äußerst einfach und besteht aus zwei (leitenden) Metallplatten, zwischen denen sich ein Dielektrikum befindet ( Reis. 1 ). Als Dielektrikum wird ein nichtleitendes Material mit bestimmten Eigenschaften oder Luft verwendet.

Reis. 1 – Vereinfachtes Kondensatordesign

Das Funktionsprinzip eines Kondensators ist wie folgt. Wenn auf eine Platte positive Ladungen und auf die andere negative Ladungen aufgebracht werden, neigen Ladungen unterschiedlicher Polarität dazu, sich gegenseitig anzuziehen. Da die Platten aber durch ein Dielektrikum getrennt sind, bleiben die Ladungen auf ihren Platten, das heißt, sie sammeln sich auf ihnen an. Dies ist die Haupteigenschaft eines Kondensators ( Reis. 2 ).


Reis. 2 - Funktionsprinzip eines Kondensators

Da die Platten (auch Platten genannt) des Kondensators durch ein nicht leitendes Material (Dielektrikum) getrennt sind, kann kein Strom durch sie fließen. Gleichstrom fließt im Stromkreis mit dem Kondensator nur während des Ladens, also bis die Spannung an den Platten den Wert der Stromquelle erreicht. Wenn die Spannung am Kondensator den Wert der Stromquelle erreicht, stoppt der Ladevorgang des Kondensators und der Stromfluss im Stromkreis hört auf.

Wissenschaftlicher ausgedrückt stoppt die Ladung des Kondensators, wenn alle dielektrischen Moleküle polarisiert sind.

Legt man an einen Stromkreis mit Kondensator eine Wechselspannung an, so fließt darin ständig Wechselstrom. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass sich der Kondensator ständig auflädt (die dielektrischen Moleküle sind je nach Vorzeichen der angelegten Spannung in die eine oder andere Richtung polarisiert), da sich die Wechselspannung sowohl in der Richtung als auch in der Größe ändert.

Aus dem oben Gesagten ist zu bedenken, dass in einem Stromkreis mit einem Kondensator nur zum Zeitpunkt des Ladens oder Entladens Gleichstrom fließt. Die Wechselspannung „zwingt“, dass sich der Kondensator immer im Lade-Entlade-Modus (Auflademodus) befindet, sodass der Wechselstrom immer durch den Kondensator zu fließen scheint.

Noch einfacher (aber nicht ganz richtig): Der Kondensator lässt keinen Gleichstrom durch (stellt eine Lücke oder einen unendlich hohen Widerstand dafür dar) und „lässt“ Wechselstrom durch (je höher die Frequenz Wechselstrom, desto geringer ist der Stromwiderstand des Kondensators).

Kondensatoren gibt es in verschiedenen Formen und Größen. Ihre Größe reicht von der Größe eines Streichholzkopfes bis zur Größe eines Kühlschranks. In der Praxis von Elektronikingenieuren sind jedoch am häufigsten Kondensatoren anzutreffen, deren allgemeines Erscheinungsbild in dargestellt ist Reis. 3 .


Reis. 3 – Kondensatoren. Aussehen

Kondensatorkapazität

Der Hauptparameter eines Kondensators ist die Kapazität MIT (aus englisches Wort Kapazität– Kapazität). Kondensatorkapazität MIT hängt von der Fläche seiner Platten ab S , die Abstände zwischen ihnen D und von der Art des verwendeten Dielektrikums ε


Wie aus der Formel ersichtlich ist, nimmt die Kapazität des Kondensators mit zunehmender Fläche der Platten zu und mit zunehmendem Abstand zwischen ihnen ab. Außerdem wird die Kapazität des Kondensators maßgeblich durch die Art des verwendeten Dielektrikums bestimmt, nämlich durch den Wert seiner Dielektrizitätskonstante ε , die angibt, wie oft die Ladung eines Kondensators mit Dielektrikum größer ist als die Ladung eines Kondensators gleicher Größe im Vakuum. Somit ε dimensionslose Größe. Für Luft ε = 1 , für trockenes Papier ε = 2 , für Porzellan ε = 4,5 , für Kondensatorkeramik ε = 10…200 . Wenn Sie also Papier anstelle von Luft verwenden, verdoppelt sich die Kapazität des Kondensators bei gleichen Abmessungen, bei Porzellan um das 4,5-fache, und wenn Sie Keramik verwenden, erhöht sich die Kapazität um das 10- bis 200-fache oder, für eine gegebene Kapazität, können die Abmessungen um eine nahezu proportionale Anzahl reduziert werden. Deshalb größte Anwendung Keramik in Planarkondensatoren (Abb. 4).


Reis. 4 – Keramikkondensatoren

Kapazitätseinheit – Farad (F) . Benannt nach dem englischen Physiker Michael Faraday. Dies ist eine sehr große Maßeinheit, daher werden in der Praxis häufig kleinere Kapazitätseinheiten verwendet – Mikrofarad (μF), Nanofarad (nF), Picofarad (pF) ( Tisch 1 ).

Tabelle 1 – Kapazitätswerte


Es gibt Kondensatoren konstant, variabel und einstellbar.

Permanentkondensatoren

Dauerhaft - Dies sind Kondensatoren, deren Kapazität nicht geändert werden kann, ohne deren Design zu beeinträchtigen. Permanentkondensatoren haben eine große Vielfalt sowohl im Design als auch in der Ausstattung funktionelles Merkmal. Am gebräuchlichsten sind Kondensatoren, deren allgemeines Aussehen in dargestellt ist Reis. 5.


Reis. 5 - Konstantkondensatoren. Aussehen

Variable Kondensatoren

Variable Kondensatoren Entwickelt, um die Kapazität direkt während des Betriebs elektronischer Geräte zu ändern. Das typischste Beispiel ist der Kondensator des Resonanzschwingkreises des Empfängers. Eine Drehung des Empfängergriffs führt zu einer Änderung der Kapazität des Kondensators und dementsprechend zu einer Änderung Resonanzfrequenz Annahme Aus diesem Grund wechseln wir von einem Radiosender zum anderen. Heutzutage werden solche Kondensatoren jedoch fast vollständig durch Varicaps ersetzt, die viel kleinere Abmessungen haben und deren Kapazität je nach Größe der angelegten Spannung variiert. Generelle Form variabler Kondensator dargestellt in Reis. 6, und Varicaps auf Reis. 7.


Reis. 6 – Aussehen eines variablen Kondensators


Reis. 7 – Varicaps. Aussehen

Trimmerkondensatoren (Abb. 8) Wird zur Feinabstimmung der Ausrüstung verwendet. Ihre Kapazität ändert sich nur im Zuge der Anpassung der Ausrüstung. Am häufigsten werden solche Kondensatoren zur Regelung der Frequenz von Schwingkreisen und der Frequenz verschiedener Generatoren sowie zur Kalibrierung von Messsonden von Oszilloskopen und anderen verwendet Messgeräte um die Eigenkapazität der Sonde selbst zu kompensieren.


Reis. 8 – Trimmerkondensatoren

Es lässt sich eine eigene Gruppe unterscheiden Elektrolytkondensatoren (Abb. 9) . Obwohl sie zur Klasse der Konstantkondensatoren gehören, haben sie dennoch welche Eigenschaften. Hauptmerkmal ist die große Kapazität des Kondensators bei kleinen Abmessungen. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass solche Kondensatoren eine Polarität haben. Ein Pin ist positiv „+“ und der andere ist negativ „-“. Deshalb werden solche Kondensatoren angeschlossen Stromkreis müssen Achten Sie unbedingt auf die Polarität ! Andernfalls fällt der Kondensator aus. Es gibt auch unpolare Elektrolytkondensatoren. Sie können in Wechselstromkreisen eingesetzt werden. Allerdings handelt es sich bei der überwiegenden Mehrheit der Elektrolytkondensatoren um Polarkondensatoren. Sie werden hauptsächlich als Glättungsfilter in Gleichspannungskreisen eingesetzt.


Reis. 9 – Elektrolytkondensatoren

Das Dielektrikum in solchen Kondensatoren ist eine Oxidschicht, die auf einer Metallplatte abgeschieden ist, die mit einem Anschluss des Kondensators verbunden ist. Der andere Anschluss ist eine Elektrolyt- oder Halbleiterschicht.

Bei sowjetischen Elektrolytkondensatoren war der Pluspol gekennzeichnet. In der Nähe dieses Pins wurde am Körper ein „+“-Zeichen angebracht. Bei modernen Kondensatoren wird ein negativer Anschluss bezeichnet, neben dem ein „-“-Zeichen steht, und der Anschluss selbst ist kürzer als der positive Anschluss ( Reis. 10 ).


Reis. 10 - Bezeichnung des Minuspols des Elektrolytkondensators

Auf dem Gehäuse des Elektrolytkondensators sind drei Parameter angegeben: Nennkapazität, maximal zulässige Spannung Und maximale Betriebstemperatur.

Sie sollten immer daran denken, dass die maximal zulässige Spannung (die auf dem Kondensatorgehäuse angegebene) sein muss mehr Spannung, die im Stromkreis an ihn angelegt werden kann. Andernfalls kommt es zu einer Explosion der Elektrolytkondensatoren. Oft wird empfohlen, einen Spannungsspielraum von mindestens 20 % einzuhalten.

Erinnern! Es ist besser, einen Kondensator mit einer höheren zulässigen Spannung zu verwenden.

Analog dazu müssen Sie die maximale Betriebstemperatur des Kondensators überwachen.

Kondensatormarkierungen

Es werden verschiedene Arten von Kondensatormarkierungen verwendet: numerisch und alphabetisch, farbig und numerisch sowie kombiniert, beispielsweise geben Zahlen mit Buchstaben einige Parameter an, und die Farbe des Gehäuses oder eine Farbmarkierung darauf geben andere Parameter an.

Bei alphanumerische Markierung Die Zahlen geben den Wert an und die Buchstaben geben die Größe der Kapazität des Kondensators an. Auf sowjetischen Kondensatoren können die Buchstaben entweder das russische (d. h. kyrillische) Alphabet oder das lateinische Alphabet sein. Zum Beispiel die Inschrift 22 N bezeichnet die Kapazität eines Kondensators von 22 Nanofarad (nF); 120 P Und 270 P bezeichnen eine Kapazität von 120 Picofarad (pF) bzw. 270 pF ( Reis. elf).


Reis. 11 – Alphanumerische Kennzeichnung von Kondensatoren

Wenn auf dem Kondensatorkörper nur Zahlen aufgedruckt sind, geben diese die Kapazität an Pico Faradaf (Reis. 12 ). Es ist zu beachten, dass der Startwert der Abmessung der Kondensatorkapazität für alle Arten von Markierungen, sofern das Abmessungspräfix nicht zusätzlich angegeben wird, beträgt Pikofarad .


Reis. 12 – Kondensatormarkierungen: 1500 pF bzw. 33000 pF

Wenn „sauber“ Farbcodierung (Reis. 13 ) Der Kondensatorkörper wird in einer bestimmten Farbe lackiert und/oder es wird eine Farbmarkierung angebracht. In diesem Fall benötigen Sie ein Nachschlagewerk, um die Kondensatorleistung zu entschlüsseln.


Reis. 13 – Farbcodierte Kondensatoren

Farbliche und alphanumerische Markierungen werden insbesondere bei kleinen Kondensatoren praktisch nicht mehr verwendet. Mittlerweile weit verbreitet digitale Codierung , was erheblich in Anspruch nimmt wenig Platz auf dem Kondensatorkörper im Vergleich zum alphanumerischen und ist daher praktischer in der Anwendung.

Digitale Codierung bzw. Markierung von Kondensatoren

Bei der digitalen Codierung werden drei Ziffern verwendet. Die ersten beiden Ziffern geben die Mantisse an, die dritte den Multiplikator, also die Anzahl der Nullen nach den ersten beiden Ziffern. Zum Beispiel Zahl 102 steht für 10×10 2 und gleich 1000 Pikofarad ( Reis. 14 ). Wie oben erwähnt, ist der Startwert bei der Kennzeichnung von Kondensatoren Pikofarad . Rein 224 steht für 22 und vier Nullen und entspricht 220000 pF = 220 nF = 0,22 µF. Kondensatorwerte werden üblicherweise in Picofarad oder Mikrofarad angegeben; „Nanofarad“ und „Milifarad“ werden im Alltag selten verwendet.


Reis. 14 - Digitale Codierung von Kondensatoren

Neben der Kapazität haben Kondensatoren noch eine Reihe anderer Eigenschaften wichtige Eigenschaften Einige davon sind in Form von Markierungen auf dem Körper angebracht, der Rest kann nur durch entsprechende Verwendung erkannt werden Referenzmaterial. Zu diesen Merkmalen gehören: Betriebsspannung, Temperaturkoeffizient der Kapazität, Verlustfaktor, Isolationswiderstand usw.

Betriebsspannung des Kondensators

Betriebsspannung – die höchste Spannung zwischen den Platten des Kondensators, bei der er über einen längeren Zeitraum normal arbeitet. Diese Spannung darf nicht überschritten werden, da sonst ein dielektrischer Durchschlag auftritt und der Kondensator ausfällt. In der Regel wird die Spannung angegeben Gleichstrom. Bei Verwendung eines Kondensators in einem Wechselstromnetz, beispielsweise 220 V, muss die Betriebsspannung des Kondensators mindestens 220 × 1,41 = 311 V betragen. 220 V sind aktuell Netzspannung. Es ist die effektive Spannung, die auf den Gehäusen von Haushaltsgeräten angegeben ist elektronische Geräte, auf Steckdosen. Außerdem messen wir mit einem Multimeter nur den Effektivwert Wechselstrom Spannung. Zur Bestimmung Amplitudenwert Sie müssen den effektiven Faktor mit √2 multiplizieren, also mit 1,41.

Kondensatoren, die in Stromkreisen mit relativ hoher Spannung betrieben werden, sind immer mit dem zulässigen Spannungswert gekennzeichnet. Zu diesen Kondensatoren zählen Elektrolyt-, Folien-, Papier- und Metall-Papier-Kondensatoren ( Reis. 15 ).


Reis. 15 – Papier- und Metall-Papier-Kondensatoren

Temperaturkoeffizient des Kondensators

Die auf seinem Gehäuse angegebene Kapazität des Kondensators wird als Nennkapazität bezeichnet und für die Temperatur angegeben Umfeld 20° C. Wenn sich jedoch die Temperatur ändert, ändert sich auch die Kapazität. Darüber hinaus erwärmt sich der Kondensator im Betrieb aufgrund von Energieverlusten, was ebenfalls zu einer Änderung seiner Kapazität führt. Solche temperaturabhängigen Kapazitätsschwankungen sind für hochpräzise elektronische Messgeräte äußerst unerwünscht, da sie zu Messfehlern führen können. Kondensatoren, deren Kapazität stark mit der Temperatur variiert, werden für den Einsatz in Generatoren mit unterschiedlichen Frequenzen nicht empfohlen, da Temperaturschwankungen zu Schwankungen in der Frequenz des Generatorsignals führen.

Der Parameter eines Kondensators, der die Änderung seiner Kapazität unter Temperatureinfluss berücksichtigt, wird als Temperaturkoeffizient der Kapazität bezeichnet. TKE-Werte sind im Nachschlagewerk (Datenblätter) angegeben und auf dem Kondensatorkörper befindet sich eine entsprechende Markierung in Form einer bestimmten Farbe oder eines Buchstabens. Es gibt Kondensatoren mit positivem und negativem TKE. Im ersten Fall erhöht sich beim Erhitzen des Kondensators seine Kapazität, im zweiten Fall nimmt sie ab.

Im Allgemeinen charakterisiert TKE die Stabilität des Kapazitätswerts bei Temperaturänderungen.

Verlustfaktor

Beim Betrieb des Kondensators treten immer Energieverluste auf, die zu seiner Erwärmung führen. Der Großteil dieser Energieverluste konzentriert sich hauptsächlich auf das Dielektrikum und gekennzeichnet durch den Verlustfaktor tg δ und die Verluste selbst sind proportional zu diesem Winkel. Kondensatoren mit Hochfrequenzkeramik weisen die geringsten Verluste auf.

Gegenwert tg δ wird als Qualitätsfaktor bezeichnet: Q C =1/ tg δ . Bei Kondensatoren gute Qualität es sind über tausend.

Es ist technologisch schwierig, einen Kondensator mit einer genau definierten Kapazität herzustellen. Daher haben alle Kondensatoren, wie alle anderen elektronischen Elemente auch, eine Toleranz für Abweichungen vom Nennwert, die auch Genauigkeitsklasse genannt wird, und die Kondensatorwerte liegen innerhalb dieser Grenzen.

Es gibt drei Hauptgenauigkeitsklassen:

  • ICHKlasse– zulässige Abweichung±5 % (E24)
  • IIKlasse– zulässige Abweichung±10 % (E12)
  • IIIKlasse– zulässige Abweichung±20 % (E6)

IN Tabelle 2 Abhängig von der Genauigkeitsklasse der Kondensatoren werden Standardkapazitätswerte angegeben. Um die Nennkapazität eines Kondensators, beispielsweise der Klasse I, zu ermitteln, genügt es, den Wert aus der Tabelle mit 0,1 zu multiplizieren; 1; 10; 100; 1000 usw. Wenn Sie beispielsweise die Zahl 10 aus der Tabelle nehmen und sie mit 0,1 multiplizieren; 1; 10, dann erhalten wir eine Kapazität von 10 × 0,1 = 1 pF; 10×1 = 10 pF; 10×10 = 100 pF. Seit dem Unterricht habe ich die Erlaubnis ±5 % , dann können die tatsächlichen Kapazitätswerte im Bereich von 0,95...1,05 pF liegen; 9,5…10,5 pF; 95…105 pF. Daher sollten Sie nicht nach Klasse-I-Kondensatoren suchen Nennleistung, zum Beispiel 58 pF oder 65 pF, weil sie einfach nicht in solchen Nennwerten hergestellt werden.

Tabelle 2 – Reihen mit Standard-Kondensatorwerten


Natürlich gibt es auch andere höhere Genauigkeitsklassen, wie zum Beispiel 0,1 %, ±0,2 %, ±0,5 %, ±1 %, ±2 %. Kondensatoren dieser Klasse werden genannt Präzision , ihre Kosten sind höher als die Kosten von Kondensatoren einer niedrigeren Genauigkeitsklasse, sodass ihr Einsatz nur in der Hochpräzisionstechnik gerechtfertigt ist.

MarkierungSMDKondensatoren

Wenn man hinschaut Leiterplatte beliebig modernes Gerät, Zum Beispiel Mobiltelefon, Laptop, Tablet, Computer, dann werden wir darauf wahrscheinlich keine Kondensatoren in der uns bekannten Form und Größe sehen. Stattdessen werden wir viele dicht angeordnete SMD-Kondensatoren sehen ( Reis. 16 ). Sie werden auch genannt ungerahmt oder Kinnkondensatoren. Sie werden zur Aufputzmontage verwendet. Der Hauptvorteil solcher Kondensatoren im Vergleich zu Ausgangskondensatoren sind ihre deutlich kleineren Abmessungen, wodurch ein wesentlich kompakteres und leichteres Gerät bei gleichen Eigenschaften erhalten werden kann.


Reis. 16 - SMD-Kondensatoren. Aussehen

Solche Kondensatoren haben eine Nummer Standardgrößen (Tisch 3 ), die Sie beim Verdrahten eines Stromkreises kennen müssen.

Tabelle 3 – Kondensatorgrößen SMD


Die Bezeichnung der Kapazität eines SMD-Kondensators, deren Wert auf seinem Gehäuse angegeben ist, kann die Form einer digitalen Codierung haben (wie bei Kondensatoren mit Anschlüssen), häufiger wird sie jedoch in Form von einem oder zwei Buchstaben mit a gekennzeichnet Nummer. Wenn ein Buchstabe verwendet wird, stellt er die angegebene Zahl dar Tabelle 4 . Bei zwei Buchstaben gibt der zweite die Nummer aus der Tabelle und der erste den Hersteller an. Die Zahl hinter dem Buchstaben oder den Buchstaben gibt an, mit welchem ​​Grad Sie die Zahl aus der Tabelle mit 10 multiplizieren müssen. Zum Beispiel Markieren G 3 steht für 1,8 × 10 3 = 1800 pF; A1 – 1×10 1 = 10 pF usw.

Auf SMD-Kondensatoren gibt es oft überhaupt keine Markierungen, daher wäre es eine gute Idee, sich ein Kapazitätsmessgerät anzuschaffen.

Tabelle 4 – SMD-Markierung Kondensatoren


Bei der Kennzeichnung von Elektrolytkondensatoren muss der Minuspol „-“ angegeben werden ( Reis. 17 ). Allgemein Oberer Teil Auf der Seite dieses Stiftes ist das Gehäuse schwarz lackiert. Außerdem ist der Wert der Betriebsspannung des Kondensators immer auf dem Gehäuse vermerkt. Wie bei „normalen“ Elektrolytkondensatoren wird der Kapazitätswert von SMDs durch angegeben Mikro Farad .


Reis. 17 – Kennzeichnung von Elektrolyten SMD Kondensatoren

Konventionelle grafische Bezeichnung von Kondensatoren

Bedingt grafische Bezeichnung(UGO) - Dies ist die Bezeichnung von Kondensatoren (und anderen Elementen) in den Zeichnungen elektrische Diagramme (Tisch 5 ). Es gibt viele Arten von Kondensatoren und dementsprechend auch ihre Bezeichnungen. Allen gemeinsam ist jedoch in der Bezeichnung zwei parallel nebeneinander liegende Linien, die die Kondensatorplatten symbolisieren. Bei Elektrolytkondensatoren ist zusätzlich die Polarität des Anschlusses angegeben. In der Regel ist dies ein „+“-Zeichen in der Nähe einer der parallelen Linien. Außerdem muss neben der Kapazität auch die maximale Spannung für solche Kondensatoren angegeben werden. Beispielsweise bedeutet die Aufschrift auf dem Stromkreis 10 × 50 V, dass Sie einen Kondensator mit einer Kapazität von 10 μF und einer zulässigen Spannung verwenden müssen (was auf dem Kondensatorkörper angegeben ist). nicht weniger (höher ist möglich) 50 V ( Reis. 18 ).

Tabelle 5 – Bezeichnung der Kondensatoren in den Diagrammen



Reis. 18 – Auswahl eines Elektrolytkondensators nach Spannung

VERFAHREN ZUM ANSCHLUSS VON KONDENSATOREN

Wenn kein Kondensator mit der erforderlichen Kapazität oder Nennspannung verfügbar ist, kann die erforderliche äquivalente Nennleistung durch die Verbindung mehrerer Kondensatoren erreicht werden. Es kommen serielle, parallele und gemischte Verbindungen zum Einsatz.

In Parallelschaltung ( Reis. 19 ) Die Gesamtkapazität ist gleich der Summe der Kapazitäten aller Kondensatoren:

C gesamt = C 1 + C 2 +…+CN.

Wir können uns im übertragenen Sinne vorstellen, dass parallel geschaltete Platten (Platten) eine Platte mit größerer Kapazität bilden, und wie wir uns erinnern, nimmt mit zunehmender Plattenfläche die Kapazität des Kondensators zu.


Reis. 19 – Schema parallele Verbindung Kondensatoren

Die Spannung an den Platten aller Kondensatoren ist gleich und entspricht der an den gemeinsamen Anschlüssen anliegenden Spannung.

Beim Anschluss von Elektrolytkondensatoren ist unbedingt auf die Anschlusspolarität zu achten ( Reis. 20 ).


Reis. 20 – Diagramm der Parallelschaltung von Elektrolytkondensatoren

Mit einer seriellen Verbindung ( Reis. 21 ) ist die Gesamtkapazität aller Kondensatoren kleiner als die kleinste Kapazität eines einzelnen Kondensators und wird durch die folgende Formel bestimmt



Reis. 21 – Schema serielle Verbindung Kondensatoren

Daher wird eine solche Verbindung verwendet, wenn kein Kondensator mit der erforderlichen zulässigen Spannung vorhanden ist. An die gemeinsamen Anschlüsse angeschlossener Kondensatoren kann eine größere Spannung angelegt werden als an jeden einzelnen Anschluss ( Reis. 22 ). Die angelegte Spannung wird proportional zum Kapazitätswert jedes einzelnen von ihnen verteilt.


Reis. 22 – Schema der Reihenschaltung zweier Kondensatoren

Beim Anschluss von Elektrolytkondensatoren ist deren Polarität zu beachten ( Reis. 23 ).


Reis. 23 – Reihenschaltungsdiagramm von Elektrolytkondensatoren

Eine gemischte Verbindung wird eher selten und in der Regel dann verwendet, wenn die positiven Eigenschaften von seriellen und parallelen Verbindungen kombiniert werden müssen.

Es ist am bequemsten, Kondensatoren darin aufzubewahren Streichholzschachteln zu einem einzigen Block zusammengeklebt ( Reis. 24 ).


Reis. 24 – Behälter zur Aufbewahrung von Kondensatoren

Reis. 6. Variabler Kondensator

und er schematische Illustration Unten: ein Block mit Ersatzkondensatoren und sein Bild in den Diagrammen

VARIABLE KONDENSATOREN

Der Schwingkreis des Funkempfängers wird über einen variablen Kondensator abgestimmt. Die Hauptbestandteile eines solchen Kondensators sind Messing-, Kupfer- oder Aluminiumplatten, die in zwei Gruppen zusammengefasst sind. Die Platten einer Gruppe sind fest montiert, und die Platten der anderen Gruppe, die eine nahezu halbkreisförmige Form haben, sind auf einem Metall montiert Achse (Abb. 6). Wenn sich die Achse dreht, dringen die beweglichen Platten in die Räume zwischen den stationären Platten ein, ohne diese zu berühren. Was ist also zwischen den beweglichen und den stationären Platten*? Die Platten lassen einen kleinen Luftspalt. Es gibt keine Platten einer Gruppe Metallverbindung mit Platten einer anderen Gruppe, was durch Verwendung erreicht wird Isoliermaterialien. Um einen variablen Kondensator in den Stromkreis einzubinden, verfügt er über Kontakte zum Löten von Drähten: Einer der Kontakte ist mit einer Gruppe beweglicher Platten (Rotor) und der andere mit einer Gruppe fester Platten (Stator) verbunden. Manchmal gibt es mehrere Kontakte zum Anschluss an eine Gruppe fester Platten. Wenn die Achse des Kondensators so gedreht wird, dass die beweglichen Platten vollständig zwischen den stationären liegen, hat der Kondensator die maximale Kapazität; Wenn die Achse des Kondensators um eine halbe Umdrehung (180°) aus dieser Position gedreht wird, hat der Kondensator eine minimale Kapazität. Letzteres wird auch als Anfangskapazität bezeichnet. An Zwischenpositionen der beweglichen Platten hat die Kapazität des Kondensators einen Zwischenwert, und je größer sie ist, desto größer ist die Kapazität Großer Teil Die beweglichen Platten befinden sich zwischen den festen Platten. Der Schwingkreis wird durch Drehen der Achse des variablen Kondensators eingestellt.

Reis. 7. Plattenformen von Rotor-Variablenkondensatoren: a - direkt kapazitiv; b - direkte Welle; c - direkt; r-* linearer Durchschnitt (logarithmisch)

Wenn die beweglichen Platten vollständig aus den Zwischenräumen zwischen den stationären Platten herausgezogen sind, ist die Schaltung auf die höchste Frequenz (kürzeste Wellenlänge) abgestimmt, auf die sie mit einem bestimmten Induktor abgestimmt werden kann. Wenn die beweglichen Platten in die Lücken zwischen den festen eindringen, ändert sich die Abstimmung der Schaltung sanft: Sie stimmt auf immer niedrigere Frequenzen ab (die Wellenlänge nimmt zu). Wenn sich die beweglichen Platten vollständig zwischen den stationären befinden, ist die Schaltung auf die niedrigste Frequenz (längste Welle) abgestimmt, die mit einer bestimmten Spule erreicht werden kann. In Rundfunkempfängern verwendete variable Kondensatoren haben in den meisten Fällen eine maximale Kapazität von 450–500 pF und eine Anfangskapazität von etwa 15–25 pF.

Mehrröhrenempfänger verfügen über zwei oder drei Schwingkreise, die gleichzeitig abgestimmt werden müssen. Um den Aufbau dieser Empfänger zu vereinfachen, sind bewegliche (Rotor-)Platten variabler Kondensatoren auf einer gemeinsamen Achse montiert. Solche aus mehreren Kondensatoren zusammengesetzten Einheiten werden als variable Kondensatorblöcke bezeichnet.

Um den Kondensator an seine Kapazität anzupassen, werden geteilte Faserplatten verwendet, deren Sektoren während des Anpassungsvorgangs gebogen werden.

Basierend auf der Art der Abhängigkeit der Kapazitätsänderung vom Drehwinkel und der Form (Abb. 7) der beweglichen Platten werden Kondensatoren unterschieden: direkte Kapazität, deren Kapazität sich proportional zum Drehwinkel der ändert bewegliche Platten (der Winkel, in dem die beweglichen Platten in die Lücken der festen Platten eingeführt werden); gerade Welle, bei der sich die Wellenlänge des Stromkreises proportional zu diesem Winkel ändert; Gleichfrequenz, bei der sich die Schaltungsfrequenz proportional zum Winkel ändert: mittellinear (logarithmisch), der relative (prozentuale) Anstieg der Kapazität um 1° der Skala bleibt an jeder Stelle der Skala konstant.

Variable Kondensatoren zur Verwendung in Rundfunkempfängern

Empfängertyp

Menge

Kondensatorabschnitte

Kapazitätsänderungsgrenzen, pf

ARZ-49, ARZ-51 „Iskra“, „Moskwitsch V“ (dritte Version), „Record“, „Record-47 v“, „Salyut“......

„Baltika“, „Baltika-52“.......

„Wostok-49“, „Elektrosignal-2“..........

Lettland“, „Welt“.................

„Minsk“, *Minsk-R7“, „Pioneer“..........

„Minsk-S4“...................

„Moskwitsch“, „Moskwitsch-V“......

„Moskwitsch-V“ (zweite Version), „Ural-47“, „Ural-49“, „Riga T-755“, „Tallinn-B-2“, VV-662, VV-663 . . .

„RMGA-6“...................

Riga B-912“...................

2 2 2 3 2 2 2 2 2 2 1

17 - 500 12 - 540

12 - 540 12 - 450 15 - 460 10 - 450 15 - 520 10 - 500 15 - 500 12 - 500

KONDENSATOREN FÜR NIEDERFREQUENZKREISE

In Niederfrequenzkreisen von Funkgeräten werden Glimmerkondensatoren, Kondensatoren mit einem Dielektrikum aus mit Vaseline oder Ceresin imprägniertem Papier und Kondensatoren mit einem Dielektrikum aus Styroflex (Polystyrolfolie) verwendet. Die letzten beiden Arten von Kondensatoren haben eine Folienauskleidung und werden als Papier bzw. Polystyrol (Styroflex) bezeichnet. In Niederfrequenzverstärkern, die auf Halbleiterbauelementen aufgebaut sind, z Übergangskondensatoren Es werden Elektrolytkondensatoren verwendet. Letztere nutzen als Dielektrikum einen dünnen Oxidfilm auf der Oberfläche einer Aluminiumfolie.

Momentan in industrielle Produktion Funkgeräte verwenden hauptsächlich Kondensatoren vom Typ KBG (Sealed Paper Capacitors). Die Platten solcher Kondensatoren und Papierbänder werden zu einer Röhre gerollt, mit einer Isoliersubstanz imprägniert und in ein dichtes Gehäuse aus Aluminium, Keramik oder Glas gelegt, das sie zuverlässig vor Feuchtigkeit und Feuchtigkeit schützt mechanischer Schaden. Kondensatoren vom Typ KBG gibt es in verschiedenen Ausführungen.

KBG-I – Kondensator in einem zylindrischen Gehäuse aus Keramik oder Glas;

CBG-Ml und CBG-M2 - in Metallgehäuse, mit einem oder zwei vom Gehäuse isolierten Anschlüssen;

KBG MP - im rechteckigen Metallgehäuse, flach (Abb. 8);

KBG-MN - im rechteckigen Metallgehäuse, normal (Abb. 8).

Die Kapazität von Kondensatoren vom Typ KBG-I beträgt 470 pF bis 0,1 μF, Betriebsspannung 200, 403 oder 600 V. Sie werden ohne zusätzliche Befestigung im Gerät montiert.

Die Kapazität der Kondensatoren der Typen KBG-Ml und KBG-M2 beträgt 0,01 bis 0,25 μF, Betriebsspannung 200, 400 oder 600 V. Sie werden mit Klammern am Gerät befestigt verschiedene Designs. Das Anbringen solcher Kondensatoren an den Kontaktklemmen ist nicht gestattet, da dies unweigerlich zu deren Beschädigung führt.

Für Kleingeräte auf Basis von Halbleiterbauelementen werden spezielle Kondensatoren vom Typ BM (Paper Small-sized) hergestellt. Sie sind in Metallrohrgehäusen eingeschlossen, die an den Enden gefüllt sind Epoxidharz, und sind mit Drahtleitungen ausgestattet. Die Abmessungen der BM-Kondensatoren hängen von der Kapazität ab: Ihr Durchmesser beträgt 5 oder 7,5 mm, die Länge 11 oder 14,5 mm.

Auswahl von Kondensatoren für Niederfrequenzschaltungen. Übergangskondensatoren zwischen Stufen eines Niederfrequenzverstärkers, die nicht durch Gegenkopplung abgedeckt sind, können eine Kapazität mit einer Toleranz jeder Genauigkeitsklasse aufweisen; Es ist möglich, Kondensatoren mit größerer Kapazität als im Diagramm angegeben zu verwenden. Um bei Verstärkern mit negativer Rückkopplung den gewünschten Frequenzgang zu erhalten, werden Übergangskondensatoren und Kondensatoren in die Schaltung eingebaut Rückmeldung darf eine Toleranz von nicht mehr als ±5°/о oder £10°/о haben. Wenn die Rückkopplung mehr als eine Stufe umfasst, sollten in ihrer Schaltung Kondensatoren mit einer Kapazitätstoleranz von ±5°/" verwendet werden.

Korrekturkondensatoren müssen eine Kapazität mit einer Toleranz von ±5 % oder ±10 °/o haben.

Kondensatoren vom Typ KBG-M2 sollten nicht als Übergangskondensatoren verwendet werden, da eine ihrer Platten mit dem Gehäuse verbunden ist.

Die Betriebsspannung der Übergangskondensatoren in Röhrenempfängern darf nicht niedriger sein als die Anodenversorgungsspannung. Auf einem parallel geschalteten Kondensator Primärwicklung Am Ausgangstransformator gibt es neben der Konstantspannung auch eine erhebliche Tonfrequenzspannung. Daher sollte die Nennbetriebsspannung dieses Kondensators drei- bis viermal höher sein als die Versorgungsspannung der Endstufe. In Fällen, in denen eine konstante Anodenspannung an die Rückkopplungskondensatoren angelegt wird, sollte die Nennbetriebsspannung dieser Kondensatoren mindestens das Doppelte der Anodenversorgungsspannung betragen. Wenn negatives Feedback von gegeben wird Sekundärwicklung Ausgangstransformator in den Steuergitterkreis der Lampe einer der Vorstufen; es ist möglich, Rückkopplungskondensatoren für Betriebsspannungen von 100-250 V zu verwenden.

Die Betriebsspannungen des Übergangselektrolytkondensators, der den Kollektor der Kristalltriode mit dem Emitter oder der Basis der Kristalltriode verbindet, sind wie folgt:

Bei der Verwendung von Kondensatoren spielen die Art und das Design des Dielektrikums eine wichtige Rolle.

Kondensatoren aus Polyethylenterephthalat(K73) haben eine sehr geringe Absorption und geringe Leckage. Daher ist es vorteilhaft, sie als integrierende Kondensatoren in DACs, Timern und Niederfrequenzgeneratoren zu verwenden.

Polystyrol(K71) und Fluorkunststoff(K72)-Kondensatoren weisen außerdem eine geringe Leckage auf. Darüber hinaus ändern sich ihre Eigenschaften mit der Frequenz nur sehr wenig. Daher werden solche Kondensatoren in Schaltkreisen verwendet, in denen die Stabilität der Parameter eine wichtige Rolle spielt.

Papierkondensatoren(K40...K42) haben eine hohe Blindleistung. Daher werden sie häufig zum Schutz vor industriellen Störungen sowie zum Löschen und Starten von Funken eingesetzt.

Kombiniert Kondensatoren (K75) haben eine hohe Durchbruchspannung und werden häufig in Hochspannungskreisen verwendet.

Oxidkondensatoren(K50...K53) haben eine große spezifische Kapazität. Daher ist es vorteilhaft, sie in Anti-Aliasing-Filtern von Netzteilen einzusetzen. Dabei Tantal Kondensatoren (K51) haben bessere Frequenzeigenschaften.

Zu beachten ist, dass Aluminiumoxid-Kondensatoren durch das Austrocknen des Elektrolyten mit der Zeit an Kapazität verlieren. Aus dieser Sicht sind Tantaloxid-, Nioboxid- und Oxidhalbleiterkondensatoren effektiver.

Keramikkondensatoren haben eine geringe Induktivität. Sie werden vor allem als Sperr- und Hochfrequenzkondensatoren eingesetzt. Im letzteren Fall dienen sie der Temperaturkompensation und festen Schaltungseinstellungen.

    1. Variable Kondensatoren

Ein variabler Kondensator ist ein Kondensator, dessen Kapazität sich jederzeit mechanisch innerhalb bestimmter Grenzen um ein Vielfaches ändern lässt.

Solche Kondensatoren werden häufig zur schnellen Anpassung von Schwingkreisen eingesetzt. Die Änderung der Kapazität mechanisch gesteuerter variabler Kondensatoren wird durch Änderung der Plattenfläche oder Änderung des Abstands zwischen den Platten erreicht. Letztere Methode wird äußerst selten angewendet. Am weitesten verbreitet sind variable Kondensatoren (VCA) mit Luftdielektrikum, bei denen sich eine Gruppe paralleler Platten (Rotor) durch Drehen der Rotorplatten zwischen den Platten einer anderen Gruppe (Stator) bewegt.

Drehkondensatoren werden nach folgenden Kriterien klassifiziert:

    nach Art des Dielektrikums sie sind mit festem und gasförmigem Dielektrikum ausgestattet;

    nach dem Gesetz der Kapazitätsänderung sie sind: direkt kapazitiv– die Kapazitätsänderung ist direkt proportional zum Drehwinkel des Rotors; direkte Frequenz– Die Änderung der Frequenz des Resonanzkreises ist direkt proportional zum Drehwinkel des Rotors. gerade Welle – die Änderung der Wellenlänge des Schwingkreises ist direkt proportional zum Drehwinkel des Rotors; logarithmisch– Die Änderung des Logarithmus der Kapazität ist direkt proportional zum Drehwinkel des Rotors. Das Gesetz der Kapazitätsänderung wird durch den Zweck des Kondensators bestimmt. Gleichfrequenzkondensatoren weisen über den gesamten Bereich eine gleichmäßige Frequenzänderung auf, und Gleichwellenkondensatoren weisen eine gleichmäßige Wellenlängenänderung auf. Ein logarithmischer Kondensator zeichnet sich durch eine konstante relative Änderung der Frequenz oder Kapazität bei gleichen Drehwinkeln des Rotors für eine konstante Ablesegenauigkeit aus.

    hinsichtlich Kapazität und abstimmbarem Frequenzbereich;

    entsprechend der Form der Elektroden sie sind lamellar;zylindrisch Und Spiral-;

    nach Anzahl der Abschnitte Kondensatoren sind unterteilt in einteilig Und mehrteilig;

    nach Drehwinkel Variable Kondensatoren werden in Kondensatoren unterteilt: mit normalem Drehwinkel(ca. 180 0 ), mit erweitertem Drehwinkel (mehr als 180 0) und reduziertem Drehwinkel (weniger als 180 0).

Variable Kondensatoren zeichnen sich durch folgende Parameter aus:

    Mindestkapazität– Dies ist die minimal erreichbare Kapazität des Kondensators;

    Maximale Kapazität– Dies ist die maximal erreichbare Kapazität des Kondensators;

    Variable Kapazität– ist die Differenz zwischen der maximalen und minimalen Kapazität des Kondensators;

    Nennspannung– dieser Parameter entspricht einem ähnlichen Parameter für Permanentkondensatoren;

    Kapazitätstemperaturkoeffizient- dieser Parameter entspricht einem ähnlichen Parameter für Permanentkondensatoren;

    Drehmoment– charakterisiert die mechanischen Kräfte, die zum Drehen des Kondensatorrotors erforderlich sind.

Die Stabilität der Parameter von Drehkondensatoren wird maßgeblich durch die Einwirkung von Temperatur und mechanischen Faktoren sowie durch die Konstruktions- und Montagegenauigkeit des Kondensators bestimmt. TKE hängt also von den verwendeten Materialien, dem Design und der Verarbeitungsqualität des Kondensators ab. Eine Vergrößerung der Fläche der Arbeitsplatte und ihrer Dicke erhöht die TKE, und eine Vergrößerung des Arbeitsspalts verringert die TKE. Tatsächlich liegt die TKE variabler Kondensatoren im Bereich (5...500)·10 -6 K -1.

Die Abmessungen und das Gewicht von Drehkondensatoren werden hauptsächlich durch die Dielektrizitätskonstante des Dielektrikums, die Fläche der Platten und den Arbeitsspalt bestimmt. Um die Abmessungen zu reduzieren, werden anstelle von Luftdielektrika Dielektrika mit einer Dielektrizitätskonstante größer 1 und erhöhter elektrischer Festigkeit verwendet.

Ein vereinfachter Aufbau eines variablen Kondensators mit Luftspalt ist in Abb. 2.5 dargestellt. Um die Kapazität einzelner Abschnitte des Kondensators anzupassen, werden die Außenplatten von Rotor und Stator geteilt ausgeführt.

Das Bezeichnungssystem für Drehkondensatoren entspricht dem in Abschnitt 2.2.2 beschriebenen für Permanentkondensatoren und besteht aus zwei Buchstaben KP(variabler Kondensator), eine Zahl, die die Art des Dielektrikums gemäß Tabelle 2.4 angibt, und eine Zahl, die die Seriennummer der Entwicklung des Kondensators angibt.

Zum Beispiel: KP2-13 3,0/150– variabler Kondensator mit Luftdielektrikum, Entwicklungsseriennummer 13, minimale Kapazität 3 pF, maximale Kapazität 150 pF.

Vor dem aktuellen Notationssystem wurden variable Kondensatoren mit zwei bis vier Buchstaben bezeichnet, die die Art des Dielektrikums und seine Konstruktionsmerkmale widerspiegelten.

Zum Beispiel: KPVM–2– Kleiner variabler Luftkondensator, Designnummer 2.