Температурный коэффициент емкости (ТКЕ).

Это параметр, применяемый для характеристики кон­денсаторов с линейной зависимостью емкости от тем­пературы. Он определяет относительное изменение емко­сти (в миллионных долях) при измене­нии температуры на один градус Цельсия.

Слюдяные и полистирольные конденсаторы имеют ТКЕ в пределах (±50...200)·10^-6 1/°С, поликарбонатные - ±50·10^-6 1/°С, керамические - от +100·10^-6 1/°С до -2200·10^-6 1/°С и ненормируемого Н90. Для конденсаторов с другими видами ди­электрика ТКЕ не нормируется.

 

Номинальное напряжение (U _н).

Это напряжение, обозначенное на конденсаторе (или указанное в доку­ментации), при котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах. U _н зависит от конструкции конденсатора и свойств применяемых материалов. При эксплуатации сумма напряже­ний постоянной и переменной составляющих на конденсаторе не должна превышать номинально­го напряжения. Для многих типов конденсаторов с увеличением температуры (как правило, более 70-85°С) допускаемое напряжение снижается. Согласно ГОСТ 28884-90 конденсаторы выпускаются на напряжения: 1; 1,6; 2,5; 3,2; 4; 6,3; 10; 16; 25; 32; 40; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 350; 400; 450; 500; 630; 800; 1000; 1600; 2000; 2500; 3000; 4000; 5000; 6300; 8000; 10000.

 

Тангенс угла диэлектрических потерь (tg δ).

Тангенс угла диэлектрических потерь (tg δ) характеризует активные потери энергии в конденсаторе. Значения тангенса угла потерь у керамических высокочастотных, слюдя­ных, полистирольных и фторопластовых конденсаторов лежат в пределах (10...15)·10^-4, поликарбонатных (15...25)·10^-4, керамических низкочастотных 0,035, ок­сидных конденсаторов (5...35%), полиэтилентерефталатных 0,01...0,012.

Величина, обратная тангенсу угла потерь, называ­ется добротностью конденсатора Q =1/ tg δ.

Сопротивление изоляции и ток утечки.

Эти параметры характеризуют качество диэлектрика и используются при расчетах высокомегаомных, времязадающих и слаботочных цепей. Наиболее высокое сопро­тивление изоляции у фторопластовых, полистирольных и полипропиленовых конденсаторов. Самое низкое сопротивле­ние изоляции у сегнетокерамических конденсаторов.

Для оксидных конденсаторов регламентируют ток утечки, значения которого пропорциональны емкости и напря­жению. Наименьший ток утечки имеют танталовые кон­денсаторы (от единиц до десятков микроампер), У алюминиевых конденсаторов ток утечки, как правило, на один - два порядка выше.

Переменные конденсаторы дополнительно характеризуются функцией зависимости изменения ёмкости от угла поворота оси конденсатора и выпускаются с прямоёмкостной, прямочастотной и прямоволновой зависимостями.

В основу классификации конденсаторов положено их деление на группы по виду применяемого диэлектрика и по конструктивным особенностям, определяющим использование конденсаторов в конк­ретных цепях аппаратуры. Вид диэлектрика определяет основные электрические параметры конденсаторов: ёмкость, стабильность емкости во времени, со­противление изоляции, потери и т.д. Конструктивные особенности определяют характер их применения: помехоподавляющие, подстроечные, дозиметрические, импульсные и др.

По виду диэлектрика все конденсаторы можно раз­делить на группы: с органическим, неорганическим, оксидным и га­зообразным диэлектриком. Оксидный диэлектрик также яв­ляется неорганическим, но в силу особой специ­фики выделен в отдельную группу.

Конденсаторы с органическим диэлектриком изготовляют обычно намоткой рулона из тонких длинных лент конденсаторной бумаги, пленок или их комбинаций с металлизированными или фольговыми обкладками.

По назначению и используемым диэлектрическим материалам эти конденсаторы можно разде­лить на низкочастотные и высокочастотные.

К низкочастотным пленочным относятся конденса­торы бумажные, металлобумажные, полиэтилентерефталатные, комбиниро-ванные, лакоплёночные, поликарбонатные и полипропиленовые. Они способны работать на частотах до 10÷100 кГц при существенном снижении ам­плитуды переменной составляющей напряжения с уве­личением частоты.

К высокочастотным пленочным относятся конденса­торы полистирольные и фторопластовые, имеющие малое значе­ние тангенса угла диэлектрических потерь. Они допускают работу на частотах до 100 кГц÷10МГц.

Высоковольтные конденсаторы (Uр>1000÷1600В) можно разделить на высоковольтные постоянного напряжения и высоко­вольтные импульсные.

В качестве диэлектрика высоковольтных конденса­торов постоянного напряжения используют: бумагу, по­листирол, фторопласт, лавсан и сочетание бумаги и син­тетических пленок (комбинированные).

Дозиметрические конденсаторы работают в цепях с малыми токами. Поэтому они должны обладать очень малым саморазрядом и большим сопротивлением изоляции. Лучше всего для этой цели подходят фторопластовые конденсаторы.

Помехоподавляющие конденсаторы предназначены для ослабления электромагнитных помех в широком диапазоне частот. Они имеют малую собственную индуктивность, в результате чего повышается резонансная частота и полоса подавляемых частот. Помехоподавляющие конденсаторы бывают бумажные, комбинированные и пленочные (в основном лавсановые).

Конденсаторы с неорганическим диэлектриком можно разделить на три группы: низковольтные, высоковольтные помехоподавляющие. В качестве диэлектрика в них используется керамика, стекло, стеклоэмаль, стеклокерамика и слюда. Обкладки выполняются в виде тонкого металла, нанесенного на диэлектрик путем непосредственной металлизации, или в виде тонкой фольги.

Группа низковольтных конденсаторов включает в себя низкочастотные и высокочастотные конденсаторы.

По назначению они подразделяются на три типа:

тип 1 - конденсаторы, предназначенные для пользования в резонансных контурах на ВЧ, где требуются малые потери и высокая стабильность емкости;

тип 2 - конденсаторы, предназначенные для использования в цепях фильтров, блокировки и развязки, где допускаются большие потери и меньшая стабильность емкости.

тип 3 - керамические конденсаторы с барьерным слоем, предназначенные для работы в цепях фильтров, блокировки и развязки, но имеют худшую изоляцию, большие диэлектрические потери - применяются на НЧ.

Слюдяные и стеклоэмалевые (стеклянные) конденсаторы относятся к конденсаторам типа 1, стеклокерамические могут быть как типа 1, так и типа 2, керамические – всех трех типов.

Помехоподавляющне конденсаторы с неорганическим керамическим диэлектриком разделяются на опорные и проходные. Их основное назначение - подавление индустриальных и высокочастотных помех, создаваемых промышленными и бытовыми приборами, выпрямительными устройствами и др., т. е. по существу они являются фильтрами нижних частот.

Конденсаторы с оксидным диэлектриком (старое название – электролитические).

Они разделяются на конденсаторы общего назначения, неполярные, высокочастотные, импульсные, пусковые и помехоподавляющие. В качестве диэлектрика в них используется оксидный слой, образуемый электрохимическим путем  на аноде - металлической обкладке из алюминия, тантала, ниобия.

Конденсаторы с оксидным диэлектриком  обладают относительно большими потерями, но в отличие от других типов конденсаторов имеют несравнимо большие емкости от единиц до сотен тысяч микрофарад. Они используются в фильтрах источников электропитания, цепях развязки, шунтирующих и переходных цепях полупроводниковых устройств на низких частотах.

Конденсаторы группы общего назначения (полярные) имеют униполярную (одностороннюю) проводимость, вследствие чего их эксплуатация возможна только при положительном потенциале на аноде. Тем не менее, это наиболее распространенные оксидные конденсаторы. Они могут быть жидкостными, объемно-пористыми и оксидно-полупроводниковыми.

Неполярные конденсаторы с оксидным диэлектриком могут включаться в цепь постоянного и пульсирую­щего тока без учета полярности, а также допускать смену полярности в процессе эксплуатации.

Неполярные конденсаторы изготовляют оксидно-элект­ролитические (жидкостные) алюминиевые, тантало­вые и оксидно-полупроводниковые танталовые.

Высокочастотные конденсаторы (алюминиевые жидкостные и танталовые оксидно-полупроводниковые) широко применяются в источниках вторичного электро­питания в диапазоне частот пульсиру­ющего тока от 10 герц до 100 килогерц. Отсю­да следует, что понятие «высокочастотные» для оксидных конденсаторов относительное.

Импульсные конденсаторы используются в электри­ческих цепях с относительно длительным зарядом и быстрым разрядом, например, в устройствах фотовспы­шек и др. Такие конденсаторы должны быть энергоем­кими, иметь малое полное сопротивление и большое рабочее напряжение. Наилучшим образом этому требо­ванию соответствуют оксидно-электролитические алю­миниевые конденса-торы с напряжением до 500 В.

Пусковые конденсаторы используются в асинхрон­ных двигателях, в которых емкость включается только на момент пуска двигателя.

В связи с тем, что пусковые непо­лярные конденсаторы включа­ются в сеть переменного тока, они должны иметь большое рабочее напряжение переменного тока, несколько превышающее напряжение промышленной сети.

В группу оксидных помехоподавляющих конденсато­ров входят только проходные оксидно-полупроводнико­вые танталовые конденсаторы. 

В зависимости от способа монтажа конденсаторы могут выполняться для навесного, печатного, одностороннего мон­тажа, а также для использования в составе микромоду­лей и микросхем или для сопряжения с ними. У большинства типов оксидных, а также проходных и опорных конденсаторов одна их обкладка соединяется с корпусом, который служит вторым выводом.

По характеру защиты от внешних воздействующих факторов конденсаторы выполняются: незащищенны­ми, защищенными, неизолированными, изолированны­ми, уплотненными и герметизиро-ванными.

В последние годы получили распространение высокоёмкие конденсаторы – ионисторы. В этих конденсаторах заряд накапливается за счёт образования двойного электрического слоя на границе электрода с металлической проводимостью и электролита с ионной проводимостью. Удельный заряд, запасаемый ионистором, составляет 10Кл/см³. К достоинствам ионисторов можно отнести очень большую ёмкость 1÷2 и более фарад, к недостаткам – малое рабочее напряжение ≤6,3 В.

К отдельному классу следует отнести вариконды – конденсаторы, у которых ёмкость изменяется в зависимости от приложенного напряжения.

 

Маркировка конденсаторов.

Маркировка на конденсаторах может быть буквенно-цифровая или цветовая. Маркировка содержит сокращенное обозначение типа конденсатора, номинальную емкость, допуск, номинальное напряжение, группу ТКЕ, дату изготовления. Цветовая маркировка содержит номинальную емкость, допуск, номинальное напряжение, группу ТКЕ. Маркировка типа конденсатора претерпела несколько модификаций.

Одной из первых маркировок была аббревиатура, в которой кодировались наиболее важные особенности конденсатора: тип диэлектрика, конструктивные особенности конденсатора и т.д.

Примеры:

КД - керамический дисковый,