Как сделать из полярного конденсатора неполярный и в чем их отличие между собой. Неполярные конденсаторы при постоянном токе
Пт. Дек 9th, 2022

Что такое танталовые конденсаторы?

Танталовые конденсаторы – устройства для аккумулирования заряда, на поверхности которых формируется слой оксида. Такие изделия пользуются широким спросом. Накопительная ёмкость конденсатора во многом зависит от исходных характеристик этого слоя.


Танталовые конденсаторы

При обработке тантала на производстве достаточно просто контролировать основные параметры:

Читайте также:  Применение синхронной коммутации для ограничения коммутационных перенапряжений в электрических сетях 6(10) кВ

  • Толщину.
  • Проводимость.
  • Равномерность структуры.


Производство танталовых конденсаторов
Основные компоненты в таких конструкциях описываются следующим образом:

  • Анодный вывод для пайки.
  • Маркировочная линия.
  • Анод из гранулированного тантала, к которому добавляют слой пентаоксида.
  • Оксид, обладающий электролитическими характеристиками.
  • Комбинированное покрытие, с серебром и графитом.
  • Адгезивный серебряный слой.
  • Вывод для монтажа пайкой, с участием печатной платы.
  • Компаунд, за счёт которого формируется корпус.


Танталовые конденсаторы – что это
Увеличенное сопротивление обеспечивается за счёт аморфности оксидного слоя. Серебро и графит, наоборот, улучшают проводимость. Диэлектрик пробивается, если его прогрев будет чрезмерно высоким.

Внимание! Самостоятельное восстановление конденсатора допустимо только при небольших повреждениях и дефектах, и особенности, исключающие пригодность к ремонту также надо учитывать.








Таблица маркировки керамических накопителей


Обозначение в схемах

Вообще при ремонте и перепайке современных печатных SMD-плат удобнее всего, когда под рукой все же имеется схема, глядя на которую намного проще разобраться с тем, что установлено, узнать расположение определенной детали, потому как SMD-конденсатор по виду может совершенно не отличаться от того же транзистора. Обозначения этих деталей в схемах остались такими же, как и были до прихода на рынок чипов, а потому и емкость, и другие нужные характеристики можно также без труда найти радиолюбителю, который не сталкивался с SMD-компонентами.

От чего зависит ёмкость?

Главная функция и роль конденсатора в цепи заключается в накоплении зарядов, а дополнительная — не допускать утечек.

Величина ёмкости конденсатора прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости среды и площади пластин, и обратно пропорциональна расстоянию между электродами. Возникает 2 противоречия:

  1. Чтобы увеличить ёмкость, электроды нужны как можно толще, шире и длиннее. При этом размеры прибора увеличивать нельзя.
  2. Чтобы удерживать заряды и обеспечить нужную силу притяжения, расстояние между пластинами делают минимальным. При этом ток пробоя уменьшать нельзя.

Что такое конденсатор, виды конденсаторов и их применение
Что такое конденсатор, виды конденсаторов и их применение

Для разрешения противоречий разработчики применяют:

  • многослойные конструкции пары диэлектрик и электрод;
  • пористые структуры анодов;
  • замену бумаги на оксиды и электролиты;
  • параллельное включение элементов;
  • заполнение свободного пространства веществами с повышенной диэлектрической проницаемостью.

Читайте также:  Как вычислить ток нагрузки при 380 в

Размеры конденсаторов уменьшаются, а характеристики становятся лучше с каждым новым изобретением.

Что такое конденсатор, виды конденсаторов и их применение
Что такое конденсатор, виды конденсаторов и их применение

Определение ёмкости последовательно или параллельно соединённых конденсаторов — формула

Что такое конденсатор, виды конденсаторов и их применение
Что такое конденсатор, виды конденсаторов и их применение

Как измерить ёмкость конденсатора мультиметром?

Что такое конденсатор, виды конденсаторов и их применение
Что такое конденсатор, виды конденсаторов и их применение

Что такое конденсатор, где применяется и для чего нужен

Что такое конденсатор, виды конденсаторов и их применение
Что такое конденсатор, виды конденсаторов и их применение

Как проверить конденсатор на работоспособность мультиметром?

Что такое конденсатор, виды конденсаторов и их применение
Что такое конденсатор, виды конденсаторов и их применение

Как определить полярность электролитических конденсаторов, где плюс и минус?

Что такое конденсатор, виды конденсаторов и их применение
Что такое конденсатор, виды конденсаторов и их применение

Как расшифровать маркировку конденсатора и узнать его ёмкость?

Источник

Характеристики (размеры)

На примере типовой модели разберём основные характеристики устройства:

  • Мощность рассеивания при 25 градусах – от 0,075 Вт до 0,165 Вт.
  • Напряжение от 4 до 75 В.
  • Ёмкость в мкФ – в пределах между 0,1 и 1000.

Вам это будет интересно Особенности измерения освещенности в люксах


Характеристики устройств

Импеданс, или полное сопротивление, определяются частотой конденсатора.

Изделия этой категории также выпускаются с определёнными типоразмерами, чтобы упростить производство. Самые крупные габариты: 7,3 х 4,3 х 4,1 мм. Однако для размещения длинных надписей размера таких площадок будет недостаточно, из-за чего применяется индивидуальная система обозначений именно для маркировки конденсаторов.


Структура изделия

Разновидности

Благодаря свойству быстро накапливать и отдавать электрическую энергию конденсаторы нашли широкое применение в качестве накопителей энергии в различных фильтрах и в импульсных устройствах. Конденсаторы различаются по следующим признакам: характеру изменения емкости, способу защиты от внешних воздействующих факторов, назначению, способу монтажа и виду диэлектрика.

Будет интересно➡ Несколько фактов об электролитических конденсаторах

По характеру изменения емкости они делятся на конденсаторы постоянной емкости, подстроенные конденсаторы и конденсаторы переменной емкости. Емкость постоянных конденсаторов является фиксированной, т.е. в процессе эксплуатации не регулируется.


Разновидности конденсаторов.

Емкость подстроенных конденсаторов изменяется при разовой или периодической регулировке и не изменяется в процессе функционирования аппаратуры. Подстроенные конденсаторы используют для подстройки и выравнивания начальных емкостей сопрягаемых контуров, для периодической подстройки и регулировки цепей, где требуется незначительное изменение емкости. Конденсаторы переменной емкости допускают изменение емкости в процессе функционирования аппаратуры.

Читайте также:  Как перезагрузить стиральную машину Хотпоинт Аристон


Управление емкостью может осуществляться механически, электрическим напряжением (вариконды) и температурой (термоконденсаторы). Такие конденсаторы применяют для плавной настройки колебательных конт} ров и в цепях автоматики.

По способу защиты от внешних воздействующих факторов конденсаторы выполняются незащищенными (допускают эксплуатацию при повышенной влажности только, в составе герметизированной аппаратуры), защищенными.

Неизолированными с покрытием или без покрытия (не допускают касания шасси); изолированными (с изоляционным покрытием), уплотненными органическими материалами; герметизированными с помощью керамических и металлических корпусов или стеклянных колб, что исключает взаимодействие внутреннего пространства с окружающей средой.

В зависимости от способа монтажа конденсаторы выполняются для печатного и навесного монтажа, а также для использования в составе микромодулей и микросхем. У большинства оксидных, проходных и опорных конденсаторов одна из обкладок соединена с корпусом, служащим вторым выводом. По назначению конденсаторы подразделяются на общего назначения (обычно низковольтные, без специальных требований) и специальные. Использование конденсаторов в конкретных цепях аппаратуры (низковольтные, высоковольтные, низкочастотные, высокочастотные, импульсные, пусковые, полярные, неполярные, помехоподавляющие, дозиметрические, нелинейные и др.) зависит от вида использованного в них диэлектрика. По виду диэлектрика конденсаторы делятся на группы: с органическим, неорганическим, оксидным и газообразным диэлектриком.


Виды конденсаторов.

Конденсаторы с органическим диэлектриком


Конденсаторы с органическим диэлектриком изготовляются намоткой конденсаторной бумаги, пленок или их комбинации с металлизированными или фольговыми электродами. Они условно подразделяются на низковольтные (до 1000…1600 В, а для оксидных до 600 В) или высоковольтные (свыше 1600 В).

В свою очередь, низковольтные конденсаторы подразделяются на низкочастотные с рабочей частотой до 105 Гц (на основе полярных и слабополярных органических пленок: бумажные, металлобумажные, полиэтилентереф-талатные, комбинированные, лакопленочные, поликарбонатные и полипропиленовые) и высокочастотные с рабочими частотами до 107 Гц (на основе неполярных органических пленок: полистирольные, фторопластовые и некоторые полипропиленовые).

Высоковольтные конденсаторы подразделяются на высоковольтные постоянного напряжения (в качестве диэлектрика используются бумага, полистирол, фторопласт, лавсан и комбинированные) и высоковольтные импульсные (на основе бумажного и комбинированного диэлектриков).

Комбинированные конденсаторы обладают повышенной электрической прочностью по сравнению с бумажными Высоковольтные импульсные конденсаторы должны пропускать большие токи без искажений, т.е. должны иметь малую собственную индуктивность.

Дозиметрические конденсатооы (обычно фторопластовые) работают в цепях с низким уровнем токовых нагрузок, имеют большие сопротивления изоляции и постоянные времени Помехоподавляющие конденсаторы (обычно бумажные, комбинированные и лавсановые) предназначены для ослабления электромагнитных помех, имеют высокое сопротивление изоляции, малую собственную индуктивность, что повышает полосу подавляемых частот.

Пленочные конденсаторы


Выпускаются на основе синтетических пленок толщиной 1,4…30 мкм. В зависимости .от использованного диэлектрика они подразделяются на группы, из неполярных пленок (полистирольные, фторопластовые, полипропиленовые), из полярных пленок (полиэтилентерефталатные, т.е. лавсанполикарбонатные), комбинированные (ппенка и бумага) и лакопленочные. Каждый класс конденсаторов обладает определенным комплексом свойств, и в целом пленочные конденсаторы перекрывают широкий диапазон требований современной техники.

Будет интересно➡ Что такое переменный конденсатор

Пленочные конденсатооы отличаются более высокими электрическими и эксплуатаци энными характеристиками и меньшей трудоемкостью изготовления по сравнению с бумажными, поэтому производство их непрерывно растет. Конденсаторы выпускаются с фольговыми и металлизированными обкладками. Фольговые конденсаторы отличаются более высокими и стабильными электрическими характеристиками Конденсаторы с метал-пизированными обьладками отличаются от фольговых улучшенными удельными характеристиками. Это достигается за счет присущего таким конденсаторам свойстза самовосстановления, позволяющего повысить рабочие напряженности электрического поля.

Материал по теме: Как проверить варистор мультиметром.

Области применения фторопластовых и полистирольных конденсаторов почти не отличаются Фторопластовые конденсаторы применяют при повышенных температурах и более жестких требованиях к электрическим параметрам.

Конденсаторы с неорганическим диэлектриком

В качестве диэлектрика в них используются керамика, стекло, стеклоэмаль, стеклокерамика или слюда. Конденсаторы с такими диэлектриками подразделяются на низковольтные, высоковольтные и помехоподавляющие. Низковольтные конденсаторы, в свою очередь, делятся на низкочастотные и высокочастотные (с частотой до сотен мегагерц и более) и предназначаются: для использования в резонансных контурах и цепях, где требуются малые потери и высокая стабильность емкости (высокочастотные!. В цепях фильтров блокировки и развязки, где малые потери и стабильность емкости не имеют особого значения, используются керамические конденсаторы с большими диэлектрическими потерями (низкочастотные).

Читайте также:  Понятие пускового тока и его понижение до номинала при помощи преобразователей частоты

К высокочастотным конденсаторам относятся слюдяные, стеклоэмалевые, стеклокерамические и керамические; к низкочастотным – стеклокерамические и керамические. Высоковольтные конденсаторы выполняются с диэлектриком из керамики с большой диэлектрической проницаемостью и разделяются также на низкочастотные и высокочастотные. Они имеют конструкцию и выводы, рассчитанные на прохождение больших токов.

Помехоподавляющие конденсаторы разделяются на опорные с конструкцией дискового или трубчатого типа (один из выводов у них – опорная металлическая пластина с резьбовым соединением) и проходные коаксиальные и некоаксиальные); предназначены для подавления индустриальных, атмосферных и высокочастотных помех. Керамические конденсаторы являются самыми массовыми среди применяемых в радиоэлектронной аппаратуре. К основным достоинствам керамических конденсаторов относятся:

  • возможность реализации широкой шкалы емкостей от долей пикофарады до единиц и десятков микрофарад;
  • возможность реализации заданного температурного коэффициента емкости (ТКЕ,;
  • высокая устойчивость к воздействиям внешних факторов (температура, влажность воздуха и т.п.) и высокая надежность;
  • возможность использования керамических кристаллов совместно с микросхемами или в составе микросхем;
  • простота технологии, делающая керамические конденсаторы массовых серий самыми дешевыми.

Керамические конденсаторы можно разделить на две группы: постоянной емкости, среди которых различают низковольтные (Uном < 1600 Б) и высоковольтные (Uном ≥ 1600 В), и подстроенные. По базовым конструкциям низковольтные керамические конденсаторы можно разделить на:

  • трубчатые (КТ-1, 2, 3; К10-38);
  • дисковые (КД-1, 2; K10-i9; К10-29; К10-78);
  • пластинчатые (К10-7В);
  • полупроводниковые (с барьерным слоем К10У-5)
  • монолитные (К10-17, К10-27, К10-42; К10-43; К10-47; К10-49, К10-50, К10-60, К22-5);
  • специальные – проходные и опорные (КТП. К10П-4, КО, КДО).

Однослойные конденсаторы трубчатой, дисковой и пластинчатой конструкции – самые распространенные. Они выпускаются в диапазоне емкостей от 0,47 пФ до 0,063 мкФ и напряжением до 800 В Разнообразие конструктивных вариантов исполнения однослойных конденсаторов и широкий диапазон их видоразмеров позволяют потребителю выбрать наилучший вариант по сочетанию параметров и стоимости изделий.


Различные конденсаторы.

Устройство простейшего конденсатора

Конденсатор состоит их двух металлических пластин — электродов, называемых также обкладками, между которыми находится тонкий слой диэлектрика.

Собственно, все конденсаторы устроены именно таким (или почти таким) образом, разве что меняется материал обкладок и диэлектрика.

Чтобы увеличить ёмкость конденсатора, не увеличивая его размеры, применяют разные хитрости. Например, если мы возьмем две обкладки в виде длинных полосок фольги, проложим между ними хотя бы тот же полиэтилен и свернем все это как рулет, то получится очень компактный прибор с большой ёмкостью. Именно так устроены плёночные конденсаторы.

Если вместо полиэтилена взять бумагу и пропитать её электролитом, то на поверхности фольги образуется тонкий слой оксида, который не проводит ток. Такой конденсатор будет называться электролитическим.

Существует много разных видов конденсаторов: бумажные, плёночные, оксидные алюминиевые и танталовые, вакуумные и т.п. В нашем уроке мы будем использовать оксидные электролитические конденсаторы из-за их большой ёмкости и доступности.



Как сделать из полярного конденсатора неполярный и в чем их отличие между собой

Один из наиболее распространенных компонентов электрических схем – неполярный конденсатор. Они применяются в блоке питания, высокочастотном устройстве (емкости с тремя выводами), в цепи звука и т.д.

В рамках этой статьи мы не будем затрагивать теоретические основы радиоэлектроники, чтобы описать его принцип работы. Если требуется обновить знания, эту информацию несложно найти через поисковые серверы. Поэтому перейдем, непосредственно, к практическим вопросам. А именно: чем неполярная емкость отличается от полярной, как проверить работоспособность элемента, маркировка и т.д.

Как сделать неполярный конденсатор из двух полярных и будет ли полноценно работать такая сборка

Здравствуйте уважаемые гости и подписчики моего канала. Сегодня я хочу поговорить с вами о том, как сделать из пары полярных конденсаторов большой емкости один неполярный. Итак, поехали.

Примечание. Уважаемые эксперты! Я понимаю, что гораздо целесообразнее и проще пойти в магазин и купить столь необходимый неполярный конденсатор. Но иногда возникают ситуации, когда приходится выкручиваться из сложной ситуации. Вот в таком случае вам и может пригодиться ниже представленная схема и расписанный порядок действий.

Подбор конденсатора для трехфазного двигателя

Подбор емкости рабочего конденсатора для трехфазного двигателя осуществляется по следующей формуле: Сраб.=k*Iф / U сети .

  • k — это коэффициент, значение которого зависит от схемы подключения трехфазного электродвигателя. 4800 по схеме «треугольник» и 2800 по схеме «звезда»;
  • Iф — обозначает номинальный ток статора. Узнать номинальный ток статора можно на корпусе электродвигателя или посредством специальных клещей;
  • U сети — сетевое напряжение 220 вольт.

Зная все вышеперечисленные параметры можно точно рассчитать емкость рабочего конденсатора в мкФ для электродвигателя. Есть и более простой способ расчёта емкости конденсаторов. Здесь действует правило: на 100 Вт мощности двигателя, берётся примерно 7 мкФ конденсаторной емкости.

Совсем по-другому обстоят дела с подбором пускового конденсатора в электродвигатель. Пусковой конденсатор работает очень непродолжительное время, всего лишь около 3 сек. в момент пуска двигателя. Основной задачей пускового конденсатора, является вывести ротор на номинальный уровень частоты вращения.

Подбирается пусковой конденсатор исходя из следующих параметров:

  • Емкость пускового конденсатора должна быть в 2,5-3 раза больше, чем емкость рабочего конденсатора;
  • Рабочее напряжение пускового конденсатора должно превышать сетевое, не менее чем в 1,5 раз.

Таким образом, зная все вышеперечисленные параметры, не составит особого труда подобрать рабочий и пусковой конденсатор для электродвигателя.

Какие ограничения есть у такой сборки

Итак, у составного неполярного конденсатора есть следующие ограничения:

  • Довольно скромная реактивная мощность, которая ограничивает применение только слаботочными цепями при малых напряжениях.
  • В качестве пускового конденсатора такую сборку можно использовать крайне осторожно. Следует учесть, что время запуска не должно превышать пары секунд. Иначе будет перегрев и очень быстрый выход из строя составного конденсатора из-за высокого реактивного сопротивления.

Как видите, ограничения у сборки есть, и они существенные, поэтому если вы желаете поэкспериментировать, то вполне можно собрать и такую сборку (главное учесть все нюансы, иначе будет быстрый выход из строя).

А если нет желания экспериментировать, то идем в магазин и покупаем требуемых параметров неполярный конденсатор и точка.

Читайте также:  Чем плоха высокие обороты двигателя

Вас, дорогие эксперты, я хочу попросить написать в комментариях был ли конкретно у вас реальный опыт использования подобной схемы и каковы ваши впечатления. Подписываемся, лайкаем и комментируем.

Источник

Как проверить неполярный конденсатор мультиметром

Эксплуатация радиоэлектроники подразумевает и устранение неисправностей в оборудовании. Поэтому, рассматривая неполярные емкости, нельзя абстрагироваться от темы диагностики их работоспособности.

Как показывает практика, в большинстве случаев причиной выхода из строя емкости является пробой, что приводит к уменьшению сопротивления утечки. То есть, элемент становится, практически, проводником. Такую неисправность часто можно определить по внешнему виду емкости (см. рисунок 5), если это не помогло, потребуется простейший цифровой или аналоговый мультиметр.

Фото: «Выгоревшая» (пробитая) емкость
Рисунок 5. «Выгоревшая» (пробитая) емкость

С помощью прибора следует замерить сопротивление утечки, в рабочих элементах оно должно быть бесконечно большим.  Проверка выполняется следующим образом:

  • необходимо полностью демонтировать деталь, или отпаять один из ее выводов, чтобы исключить влияние других элементов цепи на показания мультиметра;
  • устанавливаем на приборе режим прозвонки или измерения сопротивления (выбираем максимальный предел);
  • подключаем щупы к выходным контактам (рисунок 6), при этом стараемся не прикасаться к ним, в противном случае прибор покажет сопротивление кожи;

Подключение емкости к измерительному прибору
Рисунок 6. Подключение емкости к измерительному прибору

Проводим измерение, если емкость исправна на экране отобразится единица (рисунок 7), что свидетельствует о бесконечно большом сопротивлении между обкладками.

Прибор в режиме прозвонки показывает бесконечно большое сопротивление
Рисунок 7. Прибор в режиме прозвонки показывает бесконечно большое сопротивление

К сожалению, данным способом можно только проверить емкость на пробой, для определения внутреннего обрыва такой метод не подходит. В этом случае отличить поломанную деталь от работоспособной, можно измерив ее емкость, некоторые модели мультиметров имеют такую функциональную возможность. Принцип проверки практически не отличается от тестирования на пробой, за исключением того, что прибор необходимо перевести в режим измерения емкости.

Примеры:

  • Серия CA конденсаторных сборок общего назначения от компании Yageo типоразмера 0612 с диапазоном доступных емкостей от 22 пФ до 100 нФ.

Подобрать необходимый конденсатор в каталоге Терраэлектроники можно двумя способами:

  1. использовать параметрический поиск в соответствующем разделе каталога, для чего необходимо зайти в раздел конденсаторов, выбрать соответствующий задаче тип конденсатора, а далее заполнить ряд фильтров с параметрами. Фрагмент скриншота поиска MLCC конденсатора с параметрами: номиналом 1 нФ, точностью 10 %, диэлектриком X7R, напряжением 250 В и корпусом 0805 представлен на Рис. 9.
  2. воспользоваться интеллектуальным поиском конденсатора по параметрам. Для этого достаточно скопировать строку из спецификации “Конденсатор 1 нФ, X7R, 10%, 250 В, 0805″ или ввести «1n X7R 10% 250V 0805» в строку поиска и получить тот же самый список подходящих по указанным параметрам компонентов.

Рис. 9. Фрагмент скриншота сервиса поиска конденсатора

Как обозначаются танталовые конденсаторы?

Главное отличие от остальных видов устройств – использование знака µ для ёмкости. Латинскую букву v добавляют после соответствующего числа, чтобы быстро понять, какое напряжение у прибора. Имеются также дополнительные коды, используемые для следующих параметров:

  • Завод-изготовитель.
  • Дата выпуска.
  • Вариант исполнения.


Маркировка
Изучение инструкции и описания на официальном сайте производителя поможет получить дополнительную информацию, связанную с той или иной конкретной моделью конденсатора. Особенно тщательно следует изучить пошаговое руководство по монтажу изделия. Например, при установке на печатную плату, в большинстве случаев пользуются обычной ручной пайкой, либо инфракрасным нагревом со специальной камерой.

Важно! Чтобы предотвратить разрушения оксидного слоя и возникновение прочих дефектов, рекомендуется придерживаться допустимого температурного диапазона, указанного производителем.



Как сделать неполярный конденсатор из полярного

Конденсатор CBB61

Порой случаются ситуации, когда для усилителя или иного прибора нужно применить неполярный конденсаторный элемент, но под рукой присутствуют исключительно полярные. Заменить неполяризованный конденсатор можно парой изделий с полюсами с емкостью, вдвое превышающей ту, которая требуется в схеме. Они соединяются друг с другом встречно-последовательно: идентичные (положительные или отрицательные) выводы соединяются между собой, другие два запаиваются в схему.

Схожий принцип имеет строение НЭК с окисями на обеих обкладках. За счет этого такие продукты имеют более крупные габариты, чем полярные изделия с тем же параметром электролитической емкости. Базируясь на этом же механизме, производят НЭК с опцией пуска, заточенные под эксплуатацию в цепях переменного тока.

Соединение неполярных устройств с целью получения полярного

Резистор и время заряда конденсатора

Зачем в цепи нужен резистор? Что на мешает подключить его напрямую к источнику? Тому есть две причины.

Резистор ограничивает ток, протекающий через конденсатор. Чем меньше заряженных частиц за единицу времени прибывает в конденсатор, тем больше времени для заряда ему потребуется.

Конденсатор заряжается и разряжается по экспоненциальному закону. Зная это, мы можем легко рассчитать время заряда/разряда в зависимости от его ёмкости и от сопротивления резистора.

Читайте также:  Как выполнить подключение трансформаторов тока и не допустить просчетов?

По картинке можно понять, что за время T конденсатор заряжается на 63,2%. А вот за время 3T уже на 95%. Время T здесь равно произведению ёмкости конденсатора C на сопротивление R, последовательно соединенного резистора:

Например, у нас есть конденсатор ёмкостью 100 мкФ, соединенный с резистором 1 кОм. Посчитаем за сколько секунд он зарядится хотя бы до 95%:

Теперь умножаем это на 3 и получаем 3T = 0,3 секунды — за такое время конденсатор почти полностью будет заряжен.

Таким образом, меняя ёмкость конденсатора и резистора мы можем управлять временем его заряда, что нам ещё пригодится в будущем.

Вторая важная причина, по которой в цепи присутствует резистор — защита источника питания. Дело в том, что разряженные конденсаторы имеют очень низкое внутреннее сопротивление, которое составляет доли Ома. По сути, их можно рассматривать как обычные проводники. А что будет, если замкнуть выводы питания проводником? Будет короткое замыкание! Такой режим работы цепи является аварийным для источника питания, и его нужно всячески избегать.

Определение безопасных рабочих напряжений

При эксплуатации конденсаторов необходимо выбирать рабочие напряжения с учетом целого ряда особенностей [2,3].

1. Работа конденсаторов при напряжениях выше номинального не допускается

. Работа конденсатора на повышенных напряжениях снижает срок его службы (рисунок 6). В документации на конкретные серии часто приводятся рекомендуемые значения для уровней напряжения (таблица 5). Эти значения представляют собой компромисс между надежностью (потенциальным сроком службы) и необходимым напряжением питания

Таблица 5 – Рекомендуемые значения рабочих напряжений для серии 293D (Vishay)

Номинальное напряжение, В Рекомендуемое рабочее напряжение (стандартные условия, например выходной фильтр), В Рекомендуемое рабочее напряжение (тяжелые условия, например входной фильтр), В
4.0 2.5 2.5
6.3 3.6 3.3
6.0 5.0
10 8.0
12 10
15 12
24 15
28 24
63 36 31
75 42 37

* — для температуры окружающей среды ниже +85°С

2. Суммарное напряжение постоянной и переменной составляющих напряжения не должны превышать номинальное напряжение.

3. Максимально допустимое среднеквадратичное напряжение определяется с учетом наличия постоянной составляющей.

Если постоянное смещение больше половины предельного напряжения (Vbias>0.5·Vpp), то допустимое среднеквадратичное напряжение вычисляется по формуле:

Vrms = (Vpp-Vbias) / √2, (3)

Если Vbias<0.5·Vpp, то

Vrms = Vbias / √2, (4)

Как видно из таблицы 5, оптимальная составляющая равна примерно половине номинального напряжения. В этом случае Vbias=0.5·Vpp и формулы (3) и (4) примут вид:

Vrms = Vpp / 2√2, (5)

Не сложно рассчитать значения допустимого среднеквадратичного напряжения для этого случая (таблица 6).

Таблица 6 – Максимальное среднеквадратичное напряжение танталовых конденсаторов

Номинальное напряжение, В Vrms max, В
1.42
5.30
7.07
8.84
12.37
40 14.14
17.68

4. Не допускается прикладывать к твердотельным танталовым конденсаторам обратного напряжения [1,4].

Читайте также:  Замена тэна в водонагревателе — 5 ошибок. Магниевый анод, очистка бака, проверка тэнов.

Согласно документации танталовые конденсаторы способны выдерживать броски обратного напряжения амплитудой до 10% от номинального напряжения при температуре +25°C, и 5% от номинального напряжения при температуре +85°C. Однако приложение обратного напряжения крайне не рекомендуется.

Определение безопасных уровней токов на низких частотах

Для определения максимально допустимого значения среднеквадратичного тока необходимо разделить значение Vrms на значение импеданса на заданной частоте:

Irms = Vrms / Z, (6)

Значение импеданса может быть определено графически (рисунок 8), взято из документации, либо рассчитано как:

Z = √X²+ESR², (7)

где

X = 1/Cω + Lω, (8)

Так как значение индуктивной составляющей (L) составляет всего несколько нГн, то индуктивная составляющая в формуле (8) начинает сказываться на значении импеданса только на частотах в несколько МГц. Для фильтрации сигналов в диапазоне 100 кГц и ниже, индуктивной составляющей импеданса можно пренебречь:

Z = √(1/Cω)²+(DF/Cω)² = (1/Cω)√1+DF², (9)

При значениях тангенса угла потерь DF<10%, его вклад в значение импеданса не превышает 1%, и им можно пренебречь. В результате формула для определения импеданса принимает вид

Z = 1/Cω = 1/2πfC, (10)

Из формулы (10) видно, что наибольшее значение импеданса получится при наименьших значениях емкости, поэтому в расчетах необходимо использовать минимальное значение емкости с учетом точности номинала

.

Рассмотрим частный случай: частота 120 Гц, постоянная составляющая равна половине номинального напряжения ( = 0.5·Vpp). С учетом формул (5), (6) и (10), можно получить расчетную формулу для максимального среднеквадратичного тока, выраженного в миллиамперах:

Irms = 0.266·CVpp, (11)

где – максимально допустимое среднеквадратичное значение тока (мА); С – минимальная емкость конденсатора с учетом точности (мкФ); Vpp – максимальное значение напряжения (В).

Определение безопасных уровней токов на высоких частотах

На частотах от 10 КГц до нескольких сотен кГц, значение тока ограничивается в первую очередь значением допустимой рассеиваемой мощности. Следующая формула позволяет рассчитать максимально допустимое среднеквадратичное значение переменного тока:

Irms = √Pmax/ESR, (12)

где Pmax – максимальная мощность, которую может рассеивать конденсатор; ESR – максимальное значение эквивалентного последовательного сопротивления на заданной частоте.

Как было указано выше значение максимальной рассеиваемой мощности определяется производителем экспериментально. Типовые значения находятся в документации на компоненты (таблица 4).

Максимальное значение ESR, как правило, приводится в документации в графической форме (рисунок 8), либо в виде значений для конкретных частот.

Особенности конструкции и включения НЭК

Конденсатор

Отличительная особенность таких изделий – отсутствие постоянного смещения масс электронов на обкладочных элементах. Это достигается благодаря тому, что детали из алюминия подвергаются окислению с двух сторон диэлектрика.

Конструкция

Из-за особенностей строения рассматриваемые устройства можно сравнить с парой встречно соединенных полярных электролитических элементов, не имеющих заряда на обкладочных поверхностях. Поэтому, когда такой конденсатор подсоединяется в цепь, потребности в жесткой привязке к потенциалам не возникает. Таким образом, эти изделия способны функционировать на разных участках электроцепи и поддерживать нужные емкостные показатели.

Особенности включения

Если при подключении полярного устройства перепутать местами плюсовой и минусовой выводы, оно не сможет заряжаться и разряжаться. Поэтому нормально работать такой элемент не будет. Неполярные электролитические устройства способны работать при подключении в разные схемы без внимания к полярности. Это связано с их строением – у них отсутствуют анод и катод (пластинки с отрицательным и положительным зарядами).

Помимо электролитических, есть другая разновидность неполярных устройств. Их конструкция включает в себя пару обкладочных поверхностей (без поляризации) с вмонтированным промеж них диэлектриком. В электроцепях такие детали ставятся в роли малоемких элементов с функциями разделения тока на компоненты, блокировки и задания времени.

Маркировка

Обозначение емкости на таких изделиях состоит из трех цифр. Последняя из них показывает число нулей, другие две – значение параметра в пикофарадах. Например, если на устройстве имеются цифры 123, емкость можно посчитать так: 12 пФ и 3 нуля – 12 000 пФ, то есть 0,012 мкФ. Маркировка малоемких элементов (меньше 10 пФ) отличается использованием латинской литеры R в качестве символа, разделяющего целую и дробную части числа.

Неполярные керамические изделия для smd-монтажа маркировкой не снабжаются вовсе. Емкость таких компонентов может находиться в диапазоне от 1 пФ до 10 мкФ. Танталовые и алюминиевые элементы имеют цифровую или цифробуквенную кодировку. Они различаются формой корпуса: у первых она прямоугольная, у вторых – цилиндрическая.

Будучи менее требовательными к условиям подключения, чем поляризованные изделия, неполярные элементы широко используются при монтаже электросхем. Они способны правильно работать в любом месте электроцепи и давать нужное значение емкости.

Алгоритм диагностики мультиметром

Тестирование конденсаторов рекомендуется проводить после их изъятия из электроцепи. Таким образом достигаются более верные показатели.

Центральным показателем конденсаторов является способность пропускать только ток переменного характера. Постоянный же ток он способен пропускать лишь небольшой промежуток времени и исключительно в начале процесса. Сопротивление здесь напрямую зависит от ёмкости.

Как произвести тестирование полярного конденсатора

Для диагностики элемента мультиметром, потребуется обеспечить ёмкость, которая не будет превышать показатель равный 0,25 мкФ.

Алгоритм проверки неисправностей конденсатора при помощи мультиметра следующий:

  1. Потребуется взять электрический компонент за ножки и закоротить его каким-то предметом из металла, например, это может быть пинцет или отвёртка. Это надлежит сделать для разрядки элемента. Искры, которые появятся при этом, дадут знать, что разряд произошел.
  2. Затем надлежит установить переключатель мультиметра в режим замера данных сопротивления или на прозвонку.
  3. Далее следует прикоснуться щупами к выводам конденсатора, при этом следует учитывать их полярность, то есть к минусовой ножке подвести щуп чёрного цвета, а к плюсовой — красного. При этом происходит выработка постоянного тока, поэтому через определённый отрезок времени можно ожидать минимальное сопротивление электрического компонента.

В то время, когда щупы располагаются на вводах конденсатора, происходит его подзарядка. Продолжает повышаться сопротивление пока не достигнет максимального уровня.

Если при соединении со щупами прибор начинает пищать, а стрелка его склоняет к нулевой отметке, то это говорит о наличии короткого замыкания. Оно и вывело из строя работу конденсатора. При указании стрелки на единицу, можно предположить, что в конденсаторе произошёл внутренний обрыв. Подобные элементы можно признать испорченными и заменить. Если на приборе, спустя некоторое время, единица высвечивается, то деталь в порядке.

Важно сделать измерения таким образом, чтобы на их качество не повлияло неправильное поведение. Запрещается в продолжении диагностики прикасаться руками к щупам. Человеческое тело имеет небольшой показатель сопротивления, поэтому соответствующие данные утечки будут превышать его многократно.

Ток последует по пути наименьшего сопротивления и обойдёт конденсатор. Таким образом мультиметр представит ложный результат измерений. Можно разрядить электрический компонент благодаря лампе накаливания. В подобном случае процесс станет идти более плавным образом.

Разрядку необходимо производить в обязательном порядке, тем паче, если элемент является высоковольтным. Это делают из-за соблюдения норм безопасности, а также, чтобы сам прибор остался в рабочем состоянии. Его способно привести в негодность остаточное напряжение.

Как определить полярность электролитического конденсатора

Если у вас оказался оксидная емкость со стертой маркировкой, то прежде чем задействовать ее в какой-либо радиолюбительской схеме, нужно обязательно определить полярность, т.к эти радио компоненты нельзя включать, не соблюдая полярность. Иначе из-за огромного тока утечки конденсатор не будет работать правильно Итак, чтобы узнать полярность нужно всего лишь заряжать емкость низким током, сравнимым с этими самыми утечками. При их появлении их, этот компонент, не сумеет зарядиться до напряжения, подаваемого от источника питания.

Если его подсоединить в правильной полярности, подавая плюс на положительный, а минус на отрицательный вывод, то конденсатор медленно зарядится. При обратной полярности, он зарядится до меньшего уровня- наполовину или даже ниже.

В последнем случае напряжение будет зависеть от соотношения зарядного тока, определяемого сопротивлением, и тока утечки. Но в любом случае, оно будет заметно ниже. Аналогичным способом определить полярность можно и при помощи миллиамперметра, включенного в разрыв цепи. Если он будет показывать наличие повышенного тока утечки, то конденсатор подключен неправильно.


Как определить полярность электролитического конденсатора.

Источники

  • https://dzgo.ru/tehnika/polyarnost-smd-kondensatora.html
  • https://phonepress.ru/nepolyarnyye-kondensatory-pri-postoyannom-toke/
  • https://ectrl.ru/montazh/nepolyarnyj-kondensator-iz-dvuh-polyarnyh.html
  • https://avtika.ru/kak-sdelat-nepolyarnyy-kondensator-dlya-dvigatelya/
  • https://www.asutpp.ru/kak-sdelat-iz-nepolyarnogo-kondensatora-polyarnyj.html
  • https://amperof.ru/teoriya/nepolyarnyj-kondensator.html
  • https://RadioLisky.ru/sovety-novichkam/nepolyarnyj-kondensator-iz-dvuh-polyarnyh.html

[свернуть]