Конденсаторы справочник

Ток при последовательном соединении

Из-за того, что у него существует только один возможный путь протекания, он будет иметь одно значение для всех конденсаторов. При этом количество накопленного заряда везде обладает одинаковым значением. От емкости это не зависит. Посмотрите на любую схему последовательного соединения конденсаторов. Правая обкладка первого соединена с левой второго и так далее. Если используется больше 1 элемента, то часть из них будет изолированной от общей цепи. Таким образом, эффективная площадь обкладок становится меньшей и равняется параметрам самого маленького конденсатора. Какое физическое явление лежит в основе этого процесса? Дело в том, что как только конденсатор наполняется электрическим зарядом, то он перестаёт пропускать ток. И он тогда не может протекать по всей цепи. Остальные конденсаторы в таком случае тоже не смогут заряжаться.

Модификации конденсаторов КМ

Производили следующие модификации конденсаторов: КМ-3, КМ-4, КМ-5, КМ-6.

КМ-4, КМ-5, КМ-6 — могут быть 1 или 2 типа, КМ-3 — только 2 типа.

Конструктивные варианты исполнения:

— неизолированные, разнонаправленные выводы: КМ-3а, КМ-4а, КМ-5а
— неизолированные, однонаправленные выводы: КМ-3б, КМ-4б, КМ-5б
— изолированные, однонаправленные выводы: КМ-3б, КМ-4б, КМ-5б, КМ-6(а, б)
— незащищенные: КМ-3в, КМ-4в, КМ-5в

Диапазон номинальных емкостей:

КМ-3 680 пФ — 22 нФ
КМ-4 16 пФ — 47 нФ
КМ-5 16 пФ — 0,15 мкФ
КМ-6 120 пФ — 2,2 мкФ

Распределение КМ по значению номинального напряжения (В) и группам ТКЕ:

Последовательное соединение конденсаторов.

Если же соединение конденсаторов в батарею производится в виде цепочки и к точкам включения в цепь непосредственно присоединены пластины только первого и последнего конденсаторов, то такое соединение конденсаторов называется последо­вательным (рисунок 3).

Рисунок 2. Последовательное соединение конденсаторов.

При последовательном соединении все конденса­торы заряжаются одинаковым количеством электричества, так как непосредственно от источника тока заряжаются только крайние пластины (1 и 6), а остальные пластины (2, 3, 4 и 5) заря­жаются через влияние. При этом заряд пла­стины 2 будет равен по величине и противо­положен по знаку за­ряду пластины 1, заряд пластины 3 будет равен по величине и противоположен по знаку заряду пла­стины 2 и т. д.

Напряжения на различных конденсаторах будут, вообще говоря, различными, так как для заряда одним и тем же количеством электричества конденсаторов различной емкости всегда требуются различные напряжения. Чем меньше емкость конденсатора, тем большее напряжение необходимо для того, чтобы зарядить этот конденсатор требуемым количеством электричества, и наоборот.

Таким образом, при заряде группы конденсаторов, соединенных последовательно, на конденсаторах малой емкости напряжения будут больше, а на конденсаторах большой емкости — меньше.

Аналогично предыдущему случаю можно рассматривать всю группу конденсаторов, соединенных последовательно, как один эквивалентный конденсатор, между пластинами которого существует напряжение, равное сумме напряжений на всех конденсаторах группы, а заряд которого равен заряду любого из конденсаторов группы.

Возьмем самый маленький конденсатор в группе. На нем должно быть самое большое напряжение. Но напряжение на этом конденсаторе составляет только часть общего напряже­ния, существующего на всей группе конденсаторов. Напря­жение на всей группе больше напряжения на конденсаторе, имеющем самую малую емкость. А отсюда непосредственно следует, что общая емкость группы конденсаторов, соединен­ных последовательно, меньше емкости самого малого конден­сатора в группе.

Для вычисления общей емкости при последовательном со­единении конденсаторов удобнее всего пользоваться следую­щей формулой:

Для частного случая двух последовательно соединенных конденсаторов формула для вычисления их общей емкости будет иметь вид:

Параллельное соединение конденсаторов.

Если группа конденсаторов включена в цепь таким обра­зом, что к точкам включения непосредственно присоединены пластины всех конденсаторов, то такое соединение называется параллельным соединением конденсаторов (рисунок 2.).

Рисунок 2. Параллельное соединение конденсаторов.

При заряде группы конденсаторов, соединенных параллель­но, между пластинами всех конденсаторов будет одна и та же разность потенциалов, так как все они заряжаются от одного и того же источника тока. Общее же количе­ство электричества на всех конденсаторах будет равно сумме количеств электричества, помещающихся на каждом из кон­денсаторов, так как заряд каждого их конденсаторов проис­ходит независимо от заряда других конденсаторов данной группы. Исходя из этого, всю систему параллельно соединен­ных конденсаторов можно рассматривать как один эквива­лентный (равноценный) конденсатор. Тогда общая емкость конденсаторов при параллельном соединении равна сумме емкостей всех соединенных конденсаторов.

Обозначим суммарную емкость соединенных в батарею конденсаторов бук­вой Собщ, емкость первого конденсатора С1 емкость второго С2 и емкость третьего С3. Тогда для параллельного соединения конденсаторов будет справедлива следующая формула:

Последний знак + и многоточие указывают на то, что этой формулой можно пользоваться при четырех, пяти и во­обще при любом числе конденсаторов.

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):

1. вид конденсатора (К, КТ или КП);
2. код по диэлектрику и основным параметрам (К10 керамика для напряжения до 1600 V);
3. рабочий режим по току;
4. 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).

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.

ИМПУЛЬСНЫЙ РЕЖИМ

   В импульсных режимах могут быть использованы конденсаторы, специально сконструированные для этих целей и общего применения. Однако в любом случае при выборе конденсаторов должны быть учтены особенности их работы при импульсных нагрузках. При оценке возможности работы конденсаторов в импульсном режиме необходимо учитывать, что при малых длительностях формируемых импульсов даже малая собственная индуктивность конденсатора представляет большое индуктивное сопротивление, что сказывается на форме импульса. 

   Влияние на форму импульса, а также на коэффициент полезного действия устройства, в котором установлен конденсатор, могут оказывать потери энергии в диэлектрике и арматуре конденсатора. Поэтому при выборе конденсаторов для импульсных режимов следует учитывать их температурно-частотные зависимости емкости, тангенса угла потерь и полного сопротивления. Для решения вопроса о том, не является ли данный импульсный режим разрушающим для конденсаторов, необходимо учитывать явления, связанные с нагревом конденсатора за счет импульсных токов, с ионизационным старением диэлектриков и пр. Указанные явления могут привести к нарушению электрической прочности конденсатора и выходу его из строя. Поэтому допустимая импульсная нагрузка на конденсаторе определяется исходя из следующих параметров импульсного режима: значений положительных и отрицательных пиков напряжения и тока, размаха переменного напряжения на конденсаторе, длительности нарастания и спада напряжения, периода и частоты следования импульсов, наличия постоянной составляющей.

   При применении полярных конденсаторов с оксидным диэлектриком в импульсных режимах и при пульсирующем напряжении необходимо учитывать, что постоянная составляющая напряжения должна иметь значение, исключающее возможность появления на конденсаторе напряжения обратной полярности, а сумма постоянного и амплитуды переменного или импульсного напряжения не должна превышать номинального напряжения.

Подбор конденсатора для электродвигателя

Для питания двигателя на 380 В от однофазной сети 220 В к нему потребуется подобрать рабочий конденсатор. Если мощность двигателя превышает примерно 1,5 кВт, то потребуется пусковая ёмкость.

Важно! Такие схемы скорее пригодны для включения моторов с низкой механической нагрузкой на валу (например, вентиляторов). Для более серьёзных агрегатов лучше использовать полноценную трёхфазную сеть

Сам по себе подбор рабочего конденсатора весьма сложен. Упрощённо мощно считать, что его ёмкость Cр должна составлять 70 uF на каждый 1 кВт двигателя. Т.е., если мощность двигателя составляет 400 Вт, то потребуется конденсатор на 28 uF.

Ёмкость для запуска мотора Cп должна быть примерно в 2,75 больше, чем рабочая. При этом по достижении двигателем холостого хода пусковой конденсатор должен обязательно исключаться из цепи контактами В2.

Работа двигателя от 220 В

Практика показывает, что вычислять ёмкости – не такое сложное дело. Эти знания требуются людям, чья профессия так или иначе связана с электричеством, особенно электронщикам. Поэтому специалистам нужно твёрдо знать, как и какой конденсатор подбирается для конкретных целей.

Основные характеристики

Конденсаторы КМ — это керамические монолитные конденсаторы в корпусном и бескорпусном исполнении. Они относятся к подклассу конденсаторов постоянной емкости. По классификации — это низковольтные конденсаторы с напряжением до 1600 В. Диапазон ёмкости — от 16 пФ до 2,2 мкФ. Много это или мало? Для сравнения скажем, что ёмкость Земли составляет порядка 710 мкФ.

Группа низковольтных конденсаторов КМ подразделяется на низкочастотные и высокочастотные. По назначению они делятся на три группы: 1, 2 и 3.

— группа 1 используется, когда существенным являются высокая стабильность емкости и малые потери;
— группа 2 — когда не существенно то, что характерно для группы 1;
— группа 3 — как и вторая группа, но предназначена для работы в низкочастотных цепях.

Существует больше десяти основных электрических параметров для каждого конденсатора и более 25 эксплуатационных характеристик. Подчеркнем — это только основные, полный список близок к 60-ти.
Остановимся на некоторых из них.

Номинальная емкость. Это значение стандартизировано и выбирается из определенного ряда — Е3, Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192. Для каждого десятичного интервала цифры после Е указывают на количество номинальных значений. Так, например, для Е6 имеем ряд номинальных значений емкости: 1,0 1,5 2,2 3,3 4,7 6,8 (для каждого десятичного интервала).

Для номинальных значений существует предел допустимых отклонений, который выражается в процентах. Например: ±0,1%, ±0,25%, … ±30%, (-10+30)%, (-20+50)%.

Номинальное напряжение. Это напряжение, при котором конденсатор может работать в определенных условиях и сохранять свои параметры в допустимых пределах. Для конденсаторов КМ в зависимости от модификации диапазон значений лежит в пределах от 25В до 250В.

Температурный коэффициент емкости (ТКЕ). Он применяется для конденсаторов с линейной зависимостью емкости от температуры.

Значение ТКЕ: по этому параметру можно определить, на сколько изменится емкость конденсатора, если температура окружающего воздуха изменится на один градус в заданном диапазоне температур (используют шкалы как Цельсия, так и Кельвина). Ряд ТКЕ конденсаторов КМ: П33, МПО, М47, М75, М750, М1500, Н30, Н50, Н90.

СОВЕТЫ ПО ВЫБОРУ И ИСПОЛЬЗОВАНИЮ КОНДЕНСАТОРОВ

   Эксплуатационная надежность конденсаторов во многом определяется правильным выбором типов конденсаторов при проектировании аппаратуры использовании их в режимах, не превышающих допустимые. Для правильного выбора конденсаторов необходимо на основе анализа требований к аппаратуре определить:

• значения номинальных параметров и допустимые их изменения в процессе эксплуатации (емкость, напряжение, сопротивление изоляции и др.);
• допустимые режимы и рабочие электрические нагрузки (диапазон рабочих частот, амплитуда и частота переменной составляющей напряжения, реактивная мощность, параметры импульсного режима);
• эксплуатационные факторы (интервал рабочих температур, величины механических нагрузок и относительной влажности окружающей среды);
• показатели надежности, долговечности и сохраняемости конденсаторов;
• конструкцию конденсаторов, способы монтажа, габариты и массу.

   В целях повышения надежности и долговечности конденсаторов во всех возможных случаях следует использовать их при менее жестких нагрузках и в облегченных режимах по сравнению с допустимыми.

   Монтаж и крепление конденсаторов. Применяемые способы монтажа и крепления конденсаторов должны обеспечивать необходимую механическую прочность, надежный электрическим контакт и исключение резонансных явлений во время воздействии вибрационных нагрузок. В зависимости от конструкции крепление конденсаторов к шасси, панелям и платам аппаратуры производится за крепежные устройства (фланцы, резьбовые соединения), с помощью скоб, хомутов, заклепок или приклейкой, заливкой и пайкой за выводы. Крепежные приспособления не должны повреждать корпус и защитные покрытия конденсаторов. Устройства для крепления не должны ухудшать условий отвода теплоты от конденсаторов. Не разрешается использовать лепестковые выводы конденсаторов для припайки к ним других деталей.

   Крепления вакуумных конденсаторов, являющиеся одновременно контактными устройствами, должны выполняться из материалов с высокой теплопроводностью и обеспечивать хороший тепловой и электрический контакт с выводами конденсаторов. Поверхности креплений, сопрягаемые с выводами конденсаторов, должны быть посеребрены. Крепить конденсаторы при установке в аппаратуру следует без перекосов, так как наличие последних создает механические напряжения в баллоне и может привести к потере герметичности и выходу конденсатора из строя. Выводы наружных электродов конденсаторов следует подсоединять к низкопотенциальной точке устройства или заземлять. У конденсаторов переменной емкости рекомендуется заземлять вывод подвижного электрода

При сопряжении регулировочного винта конденсатора переменной емкости с выводом привода следует обращать внимание на обеспечение соосности указанных элементов или предусматривать гибкое их соединение

   Контактирование выводов конденсаторов с другими элементами производится обычно пайкой или сваркой. Пайку следует производить бескислотными флюсами; при этом не должно происходить опасного перегрева выводных узлов конденсатора. Допускается пайка выводов на расстояниях от корпуса меньших, чем указано в нормашиной документации, при защите контактного узла от перегрева и повреждений с помощью термоэкранов и теплоотводов, а также одноразовый изгиб проволочных и лепестковых выводов конденсаторов при условии защиты контактного узла от повреждений в момент изгиба. Радиус изгиба выводов должен быть не менее полуторного диаметра проволочного вывода или полуторной толщины ленточного вывода. При монтаже неполярных конденсаторов с оксидным диэлектриком необходимо обеспечить изоляцию их корпусов от других элементов, шасси и друг от друга.

Емкость конденсатора

Наиболее значимый параметр данного прибора – это его ёмкость. От нёё зависят его сфера применения, условия эксплуатации и назначение. Измеряется ёмкость в фарадах. В отечественной литературе данный параметр обозначается буквой «Ф», в зарубежной –  «F». На самих электронных компонентах можно встретить такую буквенную кодировку: pF, nF или uF. Она указывают на то, что радиодеталь обладает ёмкостью, равной 10-12, 10-9 и 10-6 фарад. Рядом также будет маркировка цифрами, выполняющими роль множителя, т.е. 2,2uF = 2,2*10-6 фарад.

Дополнительная информация. Отрицательная степень десяти часто вызывает трудности даже у бывалых специалистов. Для удобного преобразования единиц измерения всегда можно использовать калькулятор конденсаторов онлайн. Также для того, чтобы вычислить ёмкость имеющейся детали, подойдёт цифровой мультиметр с соответствующим режимом измерения.

Сам конденсатор представляет собой пару металлических пластин. Их поперечные размеры должны быть намного больше, чем расстояние между ними. Посередине пластин помещён слой диэлектрика. Во время работы прибора на его выводы подаётся напряжение. В результате электроны пытаются прийти в движение, но не могут преодолеть диэлектрик, из-за чего между пластинами накапливается некоторый электрический заряд. Он измеряется в кулонах. Способность конденсатора накапливать электрический заряд называется его ёмкостью. Если рассматривать аналогию с сосудом для жидкости, то это его объём.

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.

Напряженность плоского конденсатора вычисляют по формуле:

E = q/(e*e0*S),

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:

С= (e*e0*S)/ d = q/U,

где:

• d – расстояние между пластинами;
• U – напряжение.

Для удобства применяют удельный показатель:

Суд=С/V,

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 %):

1. 5;
2. 10;
3. 15;
4. от -20 до +30;
5. 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.

Индуктивность (собственная) изменяет напряженность поля конденсатора. Эта реактивная составляющая «помогает» изделию разрядиться быстрее или медленнее, по сравнению с расчетной скоростью процесса. Подобные паразитные воздействия искажают рабочие характеристики колебательного контура. Их надо учитывать при проектировании частотно зависимых цепей.

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.

Рабочий цикл измерения абсорбции

Конденсаторы постоянной емкости в зависимости от температурной стабильности разделяются на группы, каждая из которых характеризуется своим ТКЕ

В качестве “базовой” температуры берут 20°С. Группы ТКЕ для слюдяных конденсаторов приведены в табл. 3.4, керамических с нормированным ТКЕ – в
, керамических (низкочастотных) с ненормированным ТКЕ – в

Таблица 3.4

Необратимые изменения емкости конденсатора под действием температуры характеризуются коэффициентом температурной нестабильности емкости (КТНЕ):

β_C
= ∆С / C

С повышением температуры уменьшаются также электрическая прочность конденсатора и срок его службы.

При понижении атмосферного давления происходят уменьшение электрической прочности, изменение емкости вследствие механической деформации, нарушение герметизации.

При поглощении влаги диэлектриком увеличивается емкость и уменьшается сопротивление изоляции.

Маркировка конденсаторов.

Полная маркировка конденсаторов содержит: обозначение типа конденсатора, номинальные емкость и напряжение, допустимое отклонение емкости от номинальной (в процентах), группу ТКЕ, месяц и год выпуска.

Маркировка может быть буквенно-цифровая или цветовая.

Конденсаторы постоянной емкости маркируются буквой К. Цифровой код обозначения типов конденсаторов (в зависимости от диэлектрика) приведен в табл. 3.7.

Таблица 3.7

Встречаются также старые обозначения постоянных конденсаторов: КД – конденсатор дисковый;
КТ – конденсатор трубчатый; КН – конденсатор нелинейный;
ФТ – фторопластовый термостойкий.

Подстроечные конденсаторы обозначаются сочетанием букв КТ. Цифровой код имеют: вакуумные – 1, с воздушным диэлектриком – 2, с газообразным – 3, с твердым – 4.

Конденсаторы переменной емкости имеют буквенную маркировку КП (тип диэлектрика кодируется так же, как и для подстроечных конденсаторов).

Для нелинейных конденсаторов используют обозначение КН. Следующая
цифра кода 1 соответствует
варикондам, цифра 2 – термоконденсаторам.

Сочетанием букв КС маркируются конденсаторные сборки. Кодированное обозначение номинальных емкостей состоит из трех или четырех знаков.

Емкость от 0 до 999 пФ выражают в пикофарадах и обозначают буквой “р”, например, емкость
10 пФ маркируют как 10 р.

Емкость от 1000 пФ до 999999 пФ выражают в нанофарадах и обозначают буквой “n”. Например, емкость 0,022 мкФ –
22 n.

Емкость от 1 мкФ до 999 мкФ выражают в микрофарадах и обозначают буквой
“μ“. Например, 10 мкФ – 10μ.

Емкость от 1000 до 999999 мкФ выражают в миллифарадах и обозначают буквой “m“. Например, 2000 мкФ – 2
m.

Емкость от 1 Ф и более обозначают в фарадах буквой “F”.

В случае необходимости буква кода ставится на место запятой десятичной дроби, например,
5,6 пФ – 5р6.

Маркировка емкости конденсаторов отечественного производства более ранних выпусков осуществлялась следующим образом: емкость менее 100 пФ указывалась в пикофарадах буквой
П; для интервала 100 пФ £ С
³ 0,1 мкФ в микрофарадах – буквой
М.

Характеристики конденсатора

Помимо ёмкости, существуют другие параметры и характеристики конденсаторов. Наиболее важные из них такие:

• номинальное напряжение;
• тип конденсатора;
• допустимое отклонение номинала;
• эквивалентное последовательное сопротивление (ESR);
• полярность;
• и более десятка других менее важных характеристик.

Превышать рабочее напряжение конденсатора категорически нельзя. В идеале лучше подбирать ёмкость с запасом по вольтажу в 1,5-2 раза.

Электрические ёмкости изготавливаются из огромного перечня различных материалов: алюминий, тантал, керамика и очень многое другое. В результате имеется большое разнообразие этих приборов: электролитические, плёночные, «флажки», фарфоровые, полимерные и др.

В некоторых схемах важно применить точную ёмкость, в других – допустимо существенное отклонение этого параметра. Поэтому конденсаторы бывают с различными допустимыми погрешностями: от +/-20% вплоть до +/-0,05%

ESR (equivalent series resistance) – сравнительно новое понятие. Оно указывает на внутреннее сопротивление конденсатора в контексте переменного и импульсного тока.

У электролитических конденсаторов есть полярность, т.е., подключая их, нужно учитывать где «+», а где «-». У большинства остальных накопителей заряда такого свойства нет.

Дополнительная информация. О высоком уровне ESR конденсаторов в лампочке со светодиодами можно судить по её мерцанию. LED светильник с исправными ёмкостями должен давать сплошной свет.

Виды конденсаторов

Различные виды конденсаторов и обозначение полярности на них

Конденсаторы различаются по видам, их насчитывается всего три:

• Керамические, пленочные и им подобные неполярные не маркируются, но их характеристики легко определяются при помощи мультиметра. Диапазон емкостей от 10 пикофарад до 10 микрофарад.
• Электролитические – производятся в форме алюминиевого бочонка, маркируются, с виду напоминают обычные вводные, но монтируются на поверхности.
• Танталовые – корпус прямоугольный, размеры разные. Цвет выпуска – черный, желтый, оранжевый. Маркируются специальным кодом.

Электролитические компоненты

На таких SMD-компонентах обычно промаркирована емкость и рабочее напряжение. К примеру, это может быть 156v, что будет означать, что его характеристики – 15 микрофарад и напряжение в 6 В.

А может оказаться, что маркировка совершенно другая, например D20475. Подобный код определяет конденсатор как 4.7 мкФ 20 В. Ниже представлен перечень буквенных обозначений совместно с их эквивалентом напряжения:

• е – 2.5 В;
• G – 4 В;
• J – 6.3 В;
• A – 10 В;
• С – 16 В;
• D – 20 В;
• Е – 25 В;
• V – 35 В;
• Н – 50 В.

Полоска, равно как и срез, показывает положение ввода «+».

Керамические компоненты

Маркировка керамических SMD-конденсаторов имеет более широкое количество обозначений, хотя сам код их содержит всего 2–3 символа и цифру. Первым символом, при его наличии, обозначен производитель, второй говорит о номинальном напряжении конденсатора, ну а цифра – емкостный показатель в пкФ.

К примеру, простейшая маркировка Т4 будет означать, что емкость данного керамического конденсатора равна 5.1 × 10 в 4-й степени пкФ.

Таблица обозначений номинального напряжения представлена ниже.

Таблица маркировки керамических накопителей

Маркировка танталовых SMD-конденсаторов

Такие элементы типоразмера «а» и «в» маркируются буквенным кодом по номинальному напряжению. Таких букв 8 – это G, J, A, C, D, E, V, T. Каждая буква соответствует напряжению, соответственно – 4, 6.3, 10, 16, 20, 25, 35, 50. За ним следует емкостный код в пкФ, состоящий из трех цифр, последняя из которых будет обозначать число нулей. К примеру, маркировкой Е105 обозначен конденсатор 1 000 000 пкФ = 10 мкФ, а его номинал составит 25 В.

Размеры C, D, E маркируются прямым кодом, подобно коду электролитических конденсаторов.

Основная сложность в маркировке подобных конденсаторов в том, что на данный момент, хотя и есть общепринятые правила обозначений, некоторые крупные и известные компании вводят свою систему обозначений и кодов, которая кардинально отличается от общепринятой. Делается это для того, чтобы при ремонте изготовленных ими печатных плат применялись только оригинальные детали и SMD-компоненты.

Плоский конденсатор. Параметры

Ёмкость такого сооружения определяется следующей формулой.

где ε0 = 8,85.10-12 Ф/м – абсолютная диэлектрическая проницаемость

Если же конденсатор состоит не из пары пластин, а каого то n-ого количества плоских пластин то ёмкость такого “слоёного” конденсатора составит

Еще интереснее выглядит формуа такого “слоёного” конденсатора,  если в слоях находятся разные диэлектрики , разной толщины d

S- площадь одной из обкладок конденсатора ( предполагаем что другая обкладка имеет такую же площадь)

d- расстояние между обкладками

С- ёмкость конденсатора

Рассмотрим примеры

Задача: Ёмкость плоского конденсатора 350 нанофарад, расстояние между обкладками 1 миллиметр, и заполнено воздухом. Определить какова площадь обкладок?

Сообщаем боту что нам известно: C=350нФ, d=1мм. Так как у воздуха диэлектрическая проницаемость 1.00059 то e=1.00059. Поле площадь очистим, так именно его мы будем определять

Получаем  вот такой ответ

Ответ, площадь обкладок конденсатора при таких значениях должна составлять почти 40 квадратных метров.

Таблицы номиналов

Сразу отметим, что цифры из всех рядов одинаковы и для конденсаторов, и для резисторов, и для дросселей. Но есть некоторые особенности. Сразу оговоримся, что самыми распространёнными являются:

• E3 (в настоящее время почти не используется, но можно встретить старые элементы ему соответствующие);
• E6;
• E12;
• E24;

Как мы уже сказали, от ряда номиналов, к которому относится электронный компонент, зависит и допустимое отклонение от указанного номинала. Таблицу допустимых отклонений вы видите ниже:

Получается, что погрешность элементов, соответствующих величинам из E3, может отличаться в половину в обе стороны, тогда как у распространённого E24 всего лишь на 5 процентов. Рассмотрим типовые величины.

Для резисторов

На рынке можно найти сопротивления из всех существующих рядов, разве что E3 не встречаются в новых компонентах. В таблице ниже приведены значения для групп E3, E6, E12, E24, последние три встречаются чаще всего.

Также приводим величины из рядов номиналов E48, E96, E192.

Новички часто спрашивают: «Как пользоваться этими цифрами?»

Всё достаточно просто. Представим вы рассчитывали резистор для какой-то цепи. В результате получилось, что нужен элемент сопротивлением в 1170 Ом.

Проанализировав, какие можно купить в ближайшем магазине, решили, что нужно выбирать из объема значений E24 и увидели, что там есть числа 1,1 и 1,2. Эти числа нужно умножить или разделить на 10 столько раз, чтобы получилось приближенная к вашим расчетам величина, например:

1,1*10*10*10=1100 Ом

1,2*10*10*10=1200 Ом

Здесь 1200 Ом или 1,2 кОм ближе к 1170 Ом, чем 1,1 кОм. Значит вы уже выбрали подходящую величину из ряда номиналов E24. Таким образом вы можете подобрать соответствие расчетного резистора реальному, который сможете найти в продаже или у себя в закромах.

Для конденсаторов и индуктивности

С ёмкостью постоянных конденсаторов дело обстоит похожим образом. Но чаще всего встречаются в продаже элементы из рядов ЕЗ, Е6, Е12, Е24, реже Е48, Е96 и Е192. Это связано с тем, что конденсаторы с меньшим допуском изготовить сложно.

Способ использования приведённых выше таблиц аналогичен. Для примера ниже мы разместим таблицу с кодовым обозначением и номинальной ёмкостью конденсаторов из E3 и E6 в пико- нано- и микрофарадах.

Катушки индуктивности или, как их еще называют, дроссели выпускаются производителями по тем же правилам – индуктивность чаще всего соответствуют значениям из Е12 или Е24.

Стоит отметить, что в большинстве электронных схем не требуется высокая точность выбора радиоэлектронных компонентов и отклонение в 5 и даже в 10% считается вполне допустимым. Тем более, купив несколько одинаковых деталей, вы можете измерить их реальное сопротивление, индуктивность или ёмкость и отобрать наиболее приближенные к расчетным. Также учитывайте особенности работы устройства, например, как изменяются номиналы элементов при разных температурах. Это и все, что мы хотели рассказать вам о том, какие бывают ряды номиналов радиодеталей.

Материалы по теме:

• Как выпаивать радиодетали из плат
• Калькулятор маркировки SMD-резисторов
• Онлайн расчет энергии в конденсаторе

Опубликовано:
02.03.2019
Обновлено: 02.03.2019

Список источников

• www.syl.ru
• www.sxemotehnika.ru
• abakbot.ru
• amperof.ru
• detaltorg.ru
• LampaGid.ru
• samelectrik.ru
• elwo.ru
• zadereyko.info