Elektrické kondenzátory

Elektrické kondenzátory jsou prostředkem k akumulaci elektřiny v elektrickém poli. Typické aplikace pro elektrické kondenzátory jsou vyhlazovací filtry v napájecích zdrojích, mezistupňové komunikační obvody v AC zesilovačích, filtrování šumu na napájecích kolejnicích pro elektronická zařízení atd.

Elektrické vlastnosti kondenzátoru jsou dány jeho konstrukcí a vlastnostmi použitých materiálů.

Při výběru kondenzátoru pro konkrétní zařízení je třeba vzít v úvahu následující okolnosti:

a) požadovaná hodnota kapacity kondenzátoru (μF, nF, pF),

b) pracovní napětí kondenzátoru (maximální hodnota napětí, při kterém může kondenzátor pracovat po dlouhou dobu, aniž by se změnily jeho parametry),

c) požadovaná přesnost (možný rozptyl kapacitních hodnot kondenzátoru),

d) teplotní koeficient kapacity (závislost kapacity kondenzátoru na teplotě okolí),

e) stabilita kondenzátoru,

f) dielektrický svodový proud kondenzátoru při jmenovitém napětí a dané teplotě.(Dielektrický odpor kondenzátoru lze specifikovat.)

Tabulka 1 - 3 ukazuje hlavní charakteristiky různých typů kondenzátorů.

Tabulka 1. Charakteristika keramických, elektrolytických a metalizovaných filmových kondenzátorů

Parametr kondenzátoru Typ kondenzátoru Keramický elektrolytický Na základě metalizovaného filmu Kapacitní rozsah kondenzátoru 2,2 pF až 10 nF 100 nF až 68 μF 1 μF až 16 μF Přesnost (možný rozptyl hodnot kapacity kondenzátoru), % ±10 a +50 ± 1 20 Provozní napětí kondenzátorů, V 50 — 250 6,3 — 400 250 — 600 Stabilita kondenzátoru Dostatečný Špatný Dostatečný Rozsah okolní teploty, OS -85 až +85 -40 až +85 -25 až +85

Tabulka 2. Charakteristika slídových kondenzátorů a kondenzátorů na bázi polyesteru a polypropylenu

Parametr kondenzátoru Typ kondenzátoru Kondenzátor na bázi Polypropylenu na bázi slídy Rozsah kapacit 2,2 pF až 10 nF 10 nF až 2,2 μF 1 nF až 470 nF Přesnost (možný rozptyl hodnot kapacity kondenzátoru), % ±1 ±20 ±20 V provozní napětí kondenzátoru 350 250 1000 Stabilita kondenzátoru Výborná dobrá dobrá Rozsah okolních teplot, OS -40 až +85 -40 až +100 -55 až +100

Tabulka 3. Charakteristika slídových kondenzátorů na bázi polykarbonátu, polystyrenu a tantalu

Parametr kondenzátoru

Typ kondenzátoru

Na bázi polykarbonátu

Na bázi polystyrenu

Na bázi tantalu

Rozsah kapacit kondenzátoru 10 nF až 10 μF 10 pF až 10 nF 100 nF až 100 μF Přesnost (možný rozptyl hodnot kapacity kondenzátoru), % ±20 ±2,5 ±20 Provozní napětí kondenzátorů, V 63 — 630 3 —35 6 Stabilita Kondenzátor. Vynikající Dobrý Dostatečný rozsah okolní teploty, OS -55 až +100 -40 až +70 -55 až +85

Keramické kondenzátory se používají v oddělovacích obvodech, elektrolytické kondenzátory také v oddělovacích obvodech a vyhlazovacích filtrech a kondenzátory s metalizovanou fólií se používají ve vysokonapěťových napájecích zdrojích.

Slídové kondenzátory používané v zařízeních pro reprodukci zvuku, filtrech a oscilátorech. Polyesterové kondenzátory jsou kondenzátory pro všeobecné použití a polypropylenové kondenzátory používané v obvodech stejnosměrného napětí.

Polykarbonátové kondenzátory se používají ve filtrech, oscilátorech a časovacích obvodech. Polystyrenové a tantalové kondenzátory se také používají v synchronizačních a separačních obvodech. Jsou považovány za kondenzátory pro všeobecné použití.

Malé poznámky a tipy pro práci s kondenzátory

Vždy je třeba pamatovat na to, že provozní napětí kondenzátorů se musí s rostoucí okolní teplotou snižovat a pro zajištění vysoké spolehlivosti je nutné vytvořit velkou napěťovou rezervu.

Pokud je specifikováno maximální trvalé provozní napětí kondenzátoru, vztahuje se to k maximální teplotě (pokud není uvedeno jinak). Proto kondenzátory vždy pracují s určitou rezervou bezpečnosti. je však nutné zajistit jejich reálné pracovní napětí na úrovni 0,5-0,6 povolené hodnoty.

Pokud má kondenzátor určitý limit střídavého napětí, vztahuje se to na frekvenci (50-60) Hz. Pro vyšší frekvence nebo v případě pulzních signálů je nutné provozní napětí dále snížit, aby nedocházelo k přehřívání zařízení vlivem dielektrických ztrát.

Velké kondenzátory s nízkými svodovými proudy mohou udržet nahromaděný náboj po poměrně dlouhou dobu po vypnutí zařízení. Pro zajištění větší bezpečnosti by měl být paralelně ke kondenzátoru ve vybíjecím obvodu připojen rezistor 1 MΩ (0,5 W).

Ve vysokonapěťových obvodech se kondenzátory často používají v sérii. Pro vyrovnání napětí na nich je potřeba ke každému kondenzátoru připojit paralelně rezistor s odporem 220k0m až 1 MΩ.

Rýže. 1 Použití rezistorů k vyrovnání napětí kondenzátoru

Keramické propustné kondenzátory mohou pracovat na velmi vysokých frekvencích (nad 30 MHz)… Instalují se přímo na pouzdro zařízení nebo na kovové stínění.

Nepolární elektrolytické kondenzátory mají kapacitu od 1 do 100 μF a jsou určeny pro r.m.s. napětí 50 V. Navíc jsou dražší než klasické (polární) elektrolytické kondenzátory.

Při výběru kondenzátoru pro výkonový filtr je třeba věnovat pozornost amplitudě pulzu nabíjecího proudu, který může výrazně překročit přípustnou hodnotu…. Například u kondenzátoru s kapacitou 10 000 μF tato amplituda nepřesahuje 5 A.

Při použití elektrolytického kondenzátoru jako oddělovacího kondenzátoru je nutné správně určit polaritu jeho zařazení... Svodový proud tohoto kondenzátoru může ovlivnit režim zesilovacího stupně.

Ve většině aplikací jsou elektrolytické kondenzátory zaměnitelné... Jen je potřeba dávat pozor na jejich hodnotu provozního napětí.

Vývod na vnější fóliové vrstvě polystyrenových kondenzátorů je často označen barevným pruhem. Musí být připojen ke společnému bodu obvodu.

Při vysokých frekvencích se zvyšuje odpor parazitních indukčností kondenzátoru, což zhoršuje jeho charakteristiku. Obrázek 2 ukazuje zjednodušený ekvivalentní obvod kondenzátoru, který bere v úvahu indukčnost vstupů.

Rýže.2 Ekvivalentní obvod vysokofrekvenčního elektrického kondenzátoru

Barevné kódování kondenzátoru

U většiny kondenzátorů je uvedena jejich jmenovitá kapacita a provozní napětí. Existuje však také barevné kódování.

Některé kondenzátory jsou označeny dvouřádkovým nápisem. První řádek ukazuje jejich kapacitu (pF nebo μF) a přesnost (K = 10 %, M — 20 %). Druhý řádek ukazuje přípustné stejnosměrné napětí a kód dielektrického materiálu.

Monolitické keramické kondenzátory jsou označeny třímístným kódem.Třetí číslice udává, kolik nul je třeba podepsat prvním dvěma, aby se získala kapacita v pikofaradech.

Barevný kód, který označuje jmenovitý výkon kondenzátoru (288 kb)

Příklad. Co znamená kód kondenzátoru 103? Kód 103 znamená, že číslu 10 musíte přiřadit tři nuly, pak získáte kapacitu kondenzátoru — 10 000 pF.

Příklad. Kondenzátor má označení 0,22 / 20 250. To znamená, že kondenzátor má kapacitu 0,22 μF ± 20 % a je dimenzován na konstantní napětí 250 V.