Side 1
Papirkondensatorer har specielt kondensatorpapir som dielektrikum, og deres plader er lavet af tynd aluminiumsfolie. De mest udbredte papirkondensatorer er: KBG-I og K. BG-MP - hermetiske kondensatorer med et papirdielektrisk (afviger i design); BGM - lille forseglet papirkondensator; BM - små papirkondensator.
Papirkondensatorer, med papir imprægneret med transformerolie eller sovol, er hovedtypen af såkaldte strømkondensatorer, der bruges i elektriske kraftværker. Elektrolytiske kondensatorer, hvor dielektrikummet er en meget tynd oxidfilm (oxidlag) af aluminium, har en meget stor kapacitet.
En papirkondensator består af to lange strimler af aluminium eller stanniol adskilt af et tyndt lag specialkondensatorpapir imprægneret med paraffin. Båndene sammen med papiret rulles til en rulle og lukkes i et paprør eller metalkasse eller presses til plast. De åbne ender af røret eller metalboksen er fyldt med et lag fugttæt mastiks. Båndene har eksterne metalledninger, der passerer gennem mastikslaget. Terminalerne bruges til at forbinde kondensatoren til det elektriske kredsløb.
Papirkondensatorer er designet til drift i lavfrekvente kredsløb, da... I højfrekvente strømkredsløb bruges de kun i tilfælde, hvor det er nødvendigt at oprette kortslutning for disse strømninger. Dielektrikummet i papirkondensatorer er strimler af papir imprægneret med olie eller voksagtige isoleringsstoffer, og pladerne er strimler af metalfolie. Nogle gange påføres et lag metal direkte på papiret. Strukturelt er papirkondensatorer designet på forskellige måder: i cylindrisk pap, keramik og metalkasser samt i rektangulære metalkasser. De er fremstillet til kapaciteter fra 470 pF til 30 µF, og i nogle tilfælde er der to eller tre kondensatorer i et hus.
| Design af kondensatorer af KBG-typen. a - CBG-I. b - KBG-M. c - CBG-MP. d - CBG-MN. |
Papirkondensatorer bruges i kredsløb DC eller i kæder AC relativt lav frekvens (op til 0 5 MHz); dette skyldes betydelige tab i det dielektrikum, der bruges til dem høje frekvenser.
Papirkondensatorer er meget dårligere i kvalitet end glimmerkondensatorer. De bør ikke bruges i højfrekvente kredsløb, da tabene i papir er store. Disse kondensatorer er kun anvendelige i lavfrekvente kredsløb, og også som kortslutningskondensatorer til højfrekvente strømme.
er en elektrisk (elektronisk) komponent konstrueret af to ledere (plader) adskilt af et dielektrisk lag. Der er mange typer kondensatorer, og de er hovedsageligt opdelt efter materialet på selve pladerne og typen af dielektrikum, der bruges mellem dem.
Typer af kondensatorer
Papir og metal-papir kondensatorer
I en papirkondensator er dielektrikumet, der adskiller foliepladerne, specielt kondensatorpapir. Inden for elektronik kan papirkondensatorer bruges i både lavfrekvente og højfrekvente kredsløb.
God kvalitet elektrisk isolering Forseglede metal-papirkondensatorer, som i stedet for folie (som i papirkondensatorer) anvender vakuumaflejring af metal på et papirdielektrikum, har også en øget specifik kapacitans.
En papirkondensator har ikke stor mekanisk styrke, så dens fyldning placeres i en metalkasse, som tjener som det mekaniske grundlag for dets design.
Elektrolytiske kondensatorer
I elektrolytiske kondensatorer, i modsætning til papirkondensatorer, er dielektrikumet et tyndt lag metaloxid dannet elektrokemisk på et positivt dæksel af det samme metal.
Det andet dæksel er en flydende eller tør elektrolyt. Materialet, der danner metalelektroden i en elektrolytisk kondensator, kan især være aluminium og tantal. Traditionelt refererer "elektrolyt" i teknisk jargon til aluminiumkondensatorer med en flydende elektrolyt.
Men faktisk hører tantalkondensatorer med fast elektrolyt også til elektrolytiske kondensatorer (de er mindre almindelige med flydende elektrolyt). Næsten alle elektrolytiske kondensatorer er polariserede, og derfor kan de kun fungere i DC-spændingskredsløb, mens polariteten bevares.
I tilfælde af polaritetsvending, irreversibel kemisk reaktion inde i kondensatoren, hvilket fører til ødelæggelse af kondensatoren, op til dens eksplosion på grund af den gas, der frigives inde i den.
Elektrolytiske kondensatorer omfatter også de såkaldte superkondensatorer (ionistorer) med en elektrisk kapacitet, der nogle gange når op på flere tusinde Farads.
Elektrolytiske kondensatorer i aluminium
Aluminium bruges som den positive elektrode. Dielektrikumet er et tyndt lag af aluminiumtrioxid (Al 2 O 3),
Egenskaber:
- de fungerer kun korrekt ved lave frekvenser
- har en stor kapacitet
Karakteriseret ved et højt kapacitans-til-størrelse-forhold: elektrolytiske kondensatorer har typisk store størrelser, men kondensatorer af en anden type, med samme kapacitans og gennembrudsspænding, ville være meget større i størrelse.
Karakteriseret af høje strømme lækager,
har moderat lav modstand og induktans.
Tantal elektrolytiske kondensatorer
Dette er en type elektrolytisk kondensator, hvori metalelektroden er lavet af tantal, og det dielektriske lag er dannet af tantalpentoxid (Ta 2 O 5).
Egenskaber:
- høj modstand mod ydre påvirkninger,
- kompakt størrelse: for små (fra flere hundrede mikrofarader) er størrelsen sammenlignelig med eller mindre end aluminiumkondensatorer med samme maksimale gennembrudsspænding,
- lavere lækstrøm sammenlignet med aluminiumskondensatorer.
Polymer kondensatorer
I modsætning til normalt elektrolytiske kondensatorer, moderne solid-state kondensatorer, i stedet for en oxidfilm, der bruges som en pladeseparator, har et polymerdielektrisk. Denne type kondensator er ikke udsat for hævelse og ladningslækage.
Polymerens fysiske egenskaber bidrager til, at sådanne kondensatorer har en høj pulsstrøm, lav ækvivalent modstand og stabil temperaturkoefficient selv ved lave temperaturer.
Polymer kondensatorer kan erstatte elektrolytiske eller tantal kondensatorer i mange kredsløb, såsom filtre til at skifte strømforsyning, eller i DC-DC konvertere.
Film kondensatorer
I denne type kondensator er dielektrikumet en plastfilm, for eksempel polyester (KT, MKT, MFT), polypropylen (KP, MKP, MFP) eller polycarbonat (KC, MKC).
Elektroder kan aflejres på denne film (MKT, MKP, MKC) eller laves i form af en separat metalfolie, viklet til en rulle eller presset sammen med en dielektrisk film (KT, KP, KC). Moderne materiale for kondensatorfilm er polyphenylensulfid (PPS).
Generelle egenskaber for filmkondensatorer (til alle typer dielektrikum):
- fungerer korrekt ved høj strøm
- har høj trækstyrke
- har en forholdsvis lille kapacitet
- minimum lækstrøm
- bruges i resonanskredsløb og RC-snubbere
De enkelte filmtyper er forskellige:
- temperaturegenskaber (herunder tegnet på kapacitetens temperaturkoefficient, som er negativ for polypropylen og polystyren og positiv for polyester og polycarbonat)
- maksimal driftstemperatur (fra 125 °C for polyester og polycarbonat, op til 100 °C for polypropylen og 70 °C for polystyren)
- modstand mod elektrisk nedbrud, og dermed den maksimale spænding, der kan påføres en bestemt filmtykkelse uden nedbrud.
Keramiske kondensatorer
Denne type kondensator er lavet i form af en enkelt plade eller en stak plader af et specielt keramisk materiale. Metalelektroder sprøjtes på pladerne og forbindes til kondensatorens terminaler. De anvendte keramiske materialer kan have meget forskellige egenskaber.
Mangfoldigheden inkluderer først og fremmest en bred vifte af relative elektriske permeabilitetsværdier (op til titusinder, og denne værdi findes kun i keramiske materialer)
En sådan høj permeabilitetsværdi tillader produktion af keramiske kondensatorer (flerlags) små størrelser, hvis kapacitans kan konkurrere med kapacitansen af elektrolytiske kondensatorer, og samtidig arbejde med enhver polarisering og karakteriseret ved mindre lækage.
Keramiske materialer er karakteriseret ved en kompleks og ikke-lineær afhængighed af parametre på temperatur, frekvens og spænding. På grund af den lille størrelse af sagen - denne type kondensatorer har en speciel
Luft dielektriske kondensatorer
Her er dielektrikumet luft. Sådanne kondensatorer fungerer godt ved høje frekvenser og er ofte designet som variable kondensatorer (til tuning).
En kondensator er en enhed, der er i stand til at lagre elektriske ladninger. Den enkleste kondensator er to metalplader (elektroder) adskilt af en slags dielektrikum. Kondensator 2 kan oplades ved at forbinde dens elektroder til kilde 1 elektrisk energi DC (fig. 181, a).
Når en kondensator oplades, skynder frie elektroner, der er til stede på en af dens elektroder, til kildens positive pol, som et resultat af hvilket denne elektrode bliver positivt ladet. Elektroner fra kildens negative pol strømmer til den anden elektrode og skaber et overskud af elektroner på den, så den bliver negativt ladet. Som et resultat af strømmen af ladestrøm i3 dannes der lige store, men modsatte ladninger på begge kondensatorens elektroder, og ladninger opstår mellem dem. elektrisk felt, hvilket skaber en vis potentialforskel mellem kondensatorens elektroder. Når denne potentialforskel bliver lig med strømkildens spænding, stopper bevægelsen af elektroner i kondensatorkredsløbet, dvs. passagen af strøm i3 gennem den. Dette tidspunkt svarer til slutningen af kondensatoropladningsprocessen.
Når den er afbrudt fra kilden (fig. 181,b), er kondensatoren i stand til lang tid opbevare akkumulerede elektriske ladninger. En opladet kondensator er en kilde til elektrisk energi, der har en vis f.eks. d.s. es. Hvis du forbinder elektroderne på en opladet kondensator med en slags leder (fig. 181, c), vil kondensatoren begynde at aflade. I dette tilfælde vil kondensatorafladningsstrømmen iр strømme gennem kredsløbet. Potentialforskellen mellem elektroderne vil også begynde at falde, det vil sige, at kondensatoren overfører den akkumulerede elektriske energi til det eksterne kredsløb. I det øjeblik hvor antallet af frie elektroner på hver elektrode i kondensatoren bliver det samme, vil det elektriske felt mellem elektroderne forsvinde, og strømmen bliver nul. Det betyder, at kondensatoren er fuldstændig afladet, det vil sige, at den har frigivet den elektriske energi, den havde akkumuleret.
Kondensatorkapacitet. En kondensators evne til at akkumulere og holde elektriske ladninger er karakteriseret ved dens kapacitans. Jo større kondensatorens kapacitans er, jo større ladning akkumuleres af den, ligesom med en stigning i kapaciteten af en beholder eller gascylinder, øges volumen af væske eller gas i den.
Kapacitansen C af en kondensator er defineret som forholdet mellem ladningen q akkumuleret i kondensatoren og potentialforskellen mellem dens elektroder (påført spænding) U:
C=q/U (69)
Kapacitansen af en kondensator måles i farads (F). En kondensator har en kapacitet på 1 F, som, når den er opladet,
i 1 C øges potentialforskellen med 1 V. I praksis anvendes overvejende mindre enheder: mikrofarad (1 μF = 10 -6 F), picofarad (1 pF = 10 -12 μF).
Kapacitansen af en kondensator afhænger af formen og størrelsen af dens elektroder, deres relativ position og egenskaber af det dielektriske, der adskiller elektroderne. Adskille flade kondensatorer, hvis elektroder er flade parallelle plader (fig. 182, a) og cylindriske (fig. 182, b).
Ikke kun enheder, der er specielt fremstillet på fabrikken, har egenskaberne som en kondensator, men også to ledere adskilt af et dielektrikum. Deres kapacitet har en betydelig indflydelse på driften af elektriske installationer med vekselstrøm. For eksempel er kondensatorer med en vis kapacitans to elektriske ledninger, ledning og jord (fig. 183, a), ledere elektrisk kabel, ledere og metalkappe af kablet (fig. 183.6).
Kondensatorers design og deres anvendelse i teknologi. Afhængigt af det anvendte dielektrikum kan kondensatorer være papir, glimmer eller luft (fig. 184). Ved at bruge glimmer, papir, keramik og andre materialer med høj dielektricitetskonstant som dielektrikum i stedet for luft, er det muligt at øge dens kapacitet flere gange med de samme dimensioner af kondensatoren. For at øge arealet af kondensatorelektroderne er det normalt lavet i flere lag.
I elektriske installationer Vekselstrøm bruger normalt strømkondensatorer. I dem er elektroderne lange strimler af aluminium, bly eller kobberfolie, adskilt af flere lag specielt (kondensator) papir imprægneret med petroleumsolier eller syntetiske imprægneringsvæsker. Bånd af folie 2 og papir 1 vikles til ruller (fig. 185), tørres, imprægneres med paraffin og anbringes i form af en eller flere sektioner i en metal- eller papkasse. Den nødvendige driftsspænding af kondensatoren leveres af serielle, parallelle eller serie-parallelle forbindelser af individuelle sektioner.
Enhver kondensator er ikke kun kendetegnet ved værdien af dens kapacitans, men også af værdien af den spænding, som dens dielektrikum kan modstå. Når spændingen er for høj, adskilles dielektrikumets elektroner fra atomerne, dielektrikumet begynder at lede strøm og kondensatorens metalelektroder kortsluttes (kondensatoren bryder sammen). Spændingen, ved hvilken dette sker, kaldes nedbrydningsspænding. Spænding, ved hvilken kondensatoren kan fungere pålideligt på ubestemt tid i lang tid, kaldet en arbejder. Den er flere gange mindre end den gennemtrængende.
Kondensatorer er meget udbredt i strømforsyningssystemer i industrielle virksomheder og elektrificeret jernbaner at forbedre brugen af elektrisk energi med vekselstrøm. På e. p.s. og diesellokomotiver, kondensatorer bruges til at udjævne den pulserende strøm modtaget fra ensrettere og pulsafbrydere, for at bekæmpe gnistdannelse af elektriske apparaters kontakter og radiointerferens, i styresystemer til halvlederomformere, samt til at skabe
symmetrisk trefaset spænding kræves for at drive elektriske motorer hjælpemaskiner. I radioteknik bruges kondensatorer til at skabe højfrekvente elektromagnetiske svingninger, separate elektriske kredsløb af jævn- og vekselstrøm osv.
Elektrolytiske kondensatorer er ofte installeret i DC-kredsløb. De er lavet af to tynde aluminiumstape 3 og 5 rullet til en rulle (fig. 185,b), mellem hvilke papir 4 er lagt, imprægneret med en speciel elektrolyt (opløsning). borsyre med ammoniak i glycerin). Aluminiumstape 3 er belagt med en tynd film af aluminiumoxid; denne film danner et dielektrikum med en høj dielektrisk konstant. Kondensatorens elektroder er tape 3, belagt med en oxidfilm og en elektrolyt; det andet bånd 5 er kun beregnet til at skabe elektrisk kontakt med elektrolytten. Kondensatoren er placeret i et cylindrisk aluminiumshus.
Ved tilslutning af en elektrolytisk kondensator til et DC-kredsløb skal polariteten af dens poler nøje overholdes; elektroden belagt med en oxidfilm skal forbindes til strømkildens positive pol. Hvis den tændes forkert, bryder dielektrikumet igennem. Af denne grund kan elektrolytiske kondensatorer ikke tilsluttes AC-kredsløb. De kan heller ikke bruges i enheder, der arbejder ved høje spændinger, da oxidfilmen har en relativt lav elektrisk styrke.
Variable kondensatorer bruges også i radioapparater (fig. 186). En sådan kondensator består af to grupper af plader: fast 2 og bevægelig 3, adskilt af luftspalter. Bevægelige plader kan bevæge sig i forhold til faste; Når kondensatorens akse 1 roteres, ændres området for gensidig overlapning af pladerne, og derfor kondensatorens kapacitans.
Metoder til tilslutning af kondensatorer. Kondensatorer kan tilsluttes i serie eller parallelt. Med sekventiel
tilslutning af flere (for eksempel tre) kondensatorer (fig. 187, a) tilsvarende kapacitet
1 /C eq = 1 /C1 + 1 /C2 + 1 /C3
tilsvarende kapacitans
X C eq = X C 1 + X C 2 + X C 3
resulterende kapacitans
C eq = C 1 + C 2 + C 3
På parallel forbindelse kondensatorer (fig. 187, b) deres resulterende kapacitans
1 /X C lign = 1 /X C 1 + 1 /X C 2 + 1 /X C 3
Tænd og sluk DC-kredsløb med en kondensator. Når tilsluttet R-C kredsløb til en jævnstrømskilde, og når en kondensator aflades til en modstand, sker der også en transient proces med en aperiodisk ændring i strøm i og spænding u c Når kredsløbet er forbundet med en jævnstrømskilde RC-kontakt B1 (Fig. 188, a) er kondensatoren opladet. I det indledende øjeblik ladestrøm Jeg starter =U/R. Men da ladninger akkumuleres på kondensatorens elektroder, vil dens spænding og c stige, og strømmen vil falde (fig. 188,b). Hvis modstanden R er lille, opstår der i det første øjeblik af tilslutning af kondensatoren en stor strømstød, der væsentligt overstiger mærkestrøm denne kæde. Når kondensatoren aflades til modstand R (afbryder B1 åbner i fig. 189, a), falder spændingen på kondensatoren u c og strømmen i gradvist til nul (fig. 189, b).
Ændringshastigheden af strøm i og spænding i under den transiente proces er adskilt af en tidskonstant
Jo højere R og C, jo langsommere oplades kondensatoren.
Processerne med at oplade og aflade en kondensator er meget udbredt i elektronik og automatisering. Med deres hjælp opnås periodiske ikke-sinusformede svingninger, kaldet lempelse, og især den savtandsspænding, der kræves til driften af tyristorstyringssystemer, oscilloskoper og andre enheder. For at opnå en savtandspænding (fig. 190) skal du periodisk tilslutte kondensatoren til strømkilden og derefter til afladningsmodstanden. Perioderne T 1 og T 2, svarende til ladningen og afladningen af kondensatoren, bestemmes af tidskonstanterne for ladekredsløbene T 3 og afladningen T p, dvs. modstandene af modstandene, der er inkluderet i disse kredsløb.
Ikke-polære kondensatorer
Glimmer
De berømte glimmerkondensatorer KSO var til stede i næsten ethvert radioudstyr - radioer og radioer, fjernsyn.
klik for at forstørre
Ældre CSO'er har en kapacitetsbetegnelse - mmF eller i form af farvekodning.
Højspændingskondensatorer KSO.
Kondensator K31-11-3, også glimmer. Kondensatorer af denne type kan bruges i high-end designs til at omgå elektrolytiske kondensatorer. Selvom der også er modstandere af sådanne beslutninger.
Og her er SGM-3 - glimmer + sølv, en audiofils drøm.
Papir
Ikke mindre berømte metal-papir kondensatorer MBM blev også fundet næsten overalt.
OSBM22 - især stabil BM-2 (små papir). Kondensatorpapir i paraffin + folie.
BMT-2 papirkondensatorer ligner MBM i udseende. Ofte mistede de kapacitet eller begyndte at få en betydelig lækage.
Kondensator KBG-I. Papir dielektrisk imprægneret med ceresin (svarende til paraffin), foring - aluminiumsbelægning. Kondensatorer af denne type bruges ofte i rørforstærkere.
Type KB, meget gamle kondensatorer med papirdielektrikum. Kondensatorerne vist på billedet er dateret 1949.
Papirkondensatorer K40P-3, papir. De ligner de CB'er, der er præsenteret ovenfor, men har ikke bitumenfyld i enderne.
Kondensatorer K40P-1, papir, støbt ind i en plastkasse, 1963.
Kondensator K42U-2 ser mere moderne ud, men er stadig lavet af metal...
Papirkondensatorerne er forseglede til sammenligning, de kan testes som isolationskondensatorer i en forstærker. MBGP-1, OMBG-2:
MBGO-2, metalliseret papir forseglet enkeltlag, det samme som OMBG-2.
MBGP-2, 1963:
OMBG-1, metal-papir, højspænding: 1,6 kV, 10 µF. Til kredsløb med jævnstrøm, vekselstrøm og pulserende strøm. Muligvis nyttig i et højanodespændingsensretterfilter.
Set fra siden af kondensatoren:
En ret gammel type kondensatorer, K40-11, blev brugt i forbindelse med elektriske motorer af EPU-pladespillere.
Forseglede papirkondensatorer KBG-MN, 1962
Kondensator LSE1-400, folie, anvendes i armaturer med lamper dagslys. Indeholder stoffet sovtol, som anses for meget giftigt: det er en blanding af sovol (polychloreret biphenyl) med trichlorbenzen.
Ganske gamle papirkortslutningskondensatorer. En omtale af dem blev fundet i en bog fra 1969 " Elektriske kondensatorer"Renne (s.414-415), 1975. At dømme efter oplysningerne fra bogen er dette en speciel type papirkondensatorer: beskyttende. De bruges til at undertrykke radiointerferens, de arbejder både ved konstante og skiftende 50 Hz. A sikring er installeret inde i kondensatoren i tilfælde af sammenbrud. Det nævnes også, at kortslutningens design og karakteristika er tæt på CBG.
Polyethylenterephthalat
Kondensator K73-15A, polyethylenterephthalat, folie. Findes på tv-tavler.
Og K73-15 uden "A"-indekset er allerede i en metalkasse.
K73-11: polyethylenterephthalat (metalliseret polyester). Til direkte, vekselstrøm og pulserende strøm, samt til drift i pulserende tilstande.
Bulgarsk MPT-96, metalliseret, samme dielektrikum.
K73P-3. De ser sådan ud, fordi brættet, som de blev installeret på, var lakeret. Jeg var nødt til at rive den af.
Kondensatorer K77-1, film, polycarbonat. En god kondensator til hi-end designs.
Polystyren
PSO kondensatorer er åben film styroflex (polystyren), ofte brugt i radioer og radioer, 1963.
Og også polystyren... Til venstre - vores, skriv - PO, til højre - "deres". Måske uundværligt ved samling af induktans- og kapacitansmålere. Et særligt træk ved dette dielektrikum er dets høje nøjagtighed og stabilitet af parametre.
PM-2 filmkondensatorer ligner MBM i udseende. Det dielektriske materiale er mærkeligt nok også polystyren.
Præcisionskondensatorer K71-7. Kondensatorer er metalliseret og også polystyren. De er af interesse som isolationsenheder i en forstærker.
Og denne kondensator K70-7 er fuldstændig i en stålkasse. Vær opmærksom på nøjagtigheden, afvigelsen er kun en halv procent:
Tyndfilmskondensatorer K26-1
Kombineret
Stor og tung kondensator K75-15, højspænding: 16 kV, 0,25 µF. Dette er en kondensator med et kombineret dielektrikum; pladerne er lavet af folie. Anvendes i DC og pulserende strømkredsløb.
K75-10: kombinerede dielektriske, metalliserede plader. Mærkerne er faldet af, men de øverste er klassificeret: 0,1 µF 500V. Nedre: 0,1 µF 250V.
K75-37, støjdæmpende netværksfilterkondensator. Flere kondensatorer er anbragt i et forseglet hus.
Polsk Unitra Telpod MPHP-2 2uF 160V, 1975. Parametrene er fremragende: der er intet tab af kapacitet, ESR er minimal.
Tjekkoslovakiske kondensatorer TESLA WK 710 52 MP. 3 stykker 1uF 160V og en på 0,5uF. Den største, som er 4uF, har en stift revet af, du kan tage den ad og se, hvad der er indeni, da sagen er loddet. Lad os se, hvem der er for. Den forrige er der også.
Skræmmende dobbeltkondensatorer ISKRA 2X2.5nF 250V 50Hz, med tre terminaler. Formentlig - Slovenien.
IPEE 0,47 10 % 100_
Det var ikke muligt at finde noget om ham.
K42-19 fra Novosibirsk-kondensatorfabrikken, at dømme efter databladene, er en start- eller faseskiftende kondensator til AC-elektriske motorer med en frekvens på 50 Hz. Det er også angivet, at der i den øvre del af kondensatoren er en vis "zig", som sammen med en vis afbryder tjener til at slukke for kondensatoren, når det interne gastryk overskrides under sammenbrud. Den er imprægneret, som det står skrevet, med en form for "kondensatorolie". Denne kopi blev lavet i 1993 og har en rating på 10uF 250V. Spænding er angivet med variabel.
Yderligere to imponerende skønheder med dobbelt så stor kapacitet - 20 µF 250 V hver. Fremstillet i 1993 på samme fabrik, interessant nok, er afvigelsen på ±10% trykt på enden. Ifølge målingerne er parametrene normale.
Og endnu en ikke-polær, sandsynligvis en trigger eller faseskiftende "tønde", som vi endnu ikke har kunnet finde information om. I bunden af glasset står der MK 4uF ±10% 380V~ BDS8351-82.
K75-49, der er kun én vurdering - 47 µF 4 kV. At dømme efter databladet er det et kombineret dielektrikum med metalliserede plader. Afladningsstrøm - 80 ampere. Kondensatorens vægt er 1,5 kg. Girikond, 1985.
02. august 2017
Papirfoliekondensatorer K41-1A i en forseglet metalkasse med ledninger i porcelæns højspændingsisolatorer. Det virker som en passende mulighed for en gnist Tesla, men nej: de virker ikke i pauser. Så de egner sig kun til højspændingsstrømforsyningsfiltre til noget.
Ministeriet for Uddannelse og Videnskab i Den Russiske Føderation
Forbundsstatens budget uddannelsesinstitution videregående faglig uddannelse
Tomsk statsuniversitet styresystemer og radioelektronik
Institut for Fysisk Elektronik
KURSUSARBEJDE
i disciplinen "Elektroniske materialer"
Papir kondensator
Gruppe 311 elev
Pilipets I.V.
Leder Bitner L.R.
Lektor ved Institut for Fysik
Indledning
1. Gennemgang af kondensatordesign og valg af designretning
Valg af materialer til papirkondensator
2.1 Grundlæggende dielektriske materialer
2 Designs til beskyttelse af kondensatoren
2.3 Dækmaterialer
3. Kondensatorberegning
3.1 Grundlæggende beregningsprincipper
3.2 Beregning af papirkondensator
Konklusion
Referencer
Indledning
I moderne teknologi kondensatorer finder ekstremt brede og varierede anvendelser, for eksempel i radio- og tv-udstyr, i radarteknologi, i elektrisk måleudstyr osv., så kondensatorer er vigtig del radio-elektronisk udstyr og husholdningsudstyr. Af denne grund er kvaliteten af elektronisk udstyr og kondensatorer uløseligt forbundet. Hovedstadiet, hvor parametrene for kondensatorer er indstillet, er designstadiet. Under projekteringen tages der hensyn til strukturelle og teknologiske faktorer. Du skal vælge den rigtige designmulighed og blive enige om minimum overordnede dimensioner og påkrævet tekniske specifikationer.
Formålet med dette kursus arbejde er udviklingen af en papirkondensator med specificerede parametre, samt anskaffelsen personlig erfaring udvikling af radioelementer.
1.
Gennemgang af kondensatordesign og valg af designretning
En kondensator er et element elektriske kredsløb, bestående af ledende elektroder (plader) adskilt af et dielektrikum og beregnet til at bruge dets kapacitans. Kapacitans af en kondensator er forholdet mellem ladningen af kondensatoren og den potentielle forskel, som ladningen giver til kondensatoren.
Kondensatorer brugt i elektroniske enheder kan opdeles i faste kondensatorer, variable kondensatorer og tuning kondensatorer. I dette arbejde vil vi overveje konstante kondensatorer. Faste kondensatorer er ligesom modstande særligt udbredte kredsløbselementer, der har ekstremt varierede krav.
Hovedparametre for kondensatorer: nominel kapacitans, tilladte afvigelser af faktisk kapacitans fra nominel, nominel spænding, isolationsmodstand, tabstangens, temperaturkoefficient for kapacitans.
Konstante kondensatorer, afhængigt af det anvendte dielektrikum, kan opdeles i kondensatorer med luft og fast dielektrikum. Kondensatorer med et fast dielektrikum kan opdeles i kondensatorer med et uorganisk dielektrikum - glimmer, keramik, glas, glaskeramik, glasemalje osv. og til kondensatorer med et organisk dielektrikum - lavet af papir og film af polystyren, fluoroplast osv.
Kondensatorer har forskellige designs pakkedesignet (fig. 1.1) bruges for eksempel i glimmer, glas-emalje, glaskeramik og nogle typer keramiske kondensatorer og er en pakke af dielektriske plader (1) med en tykkelse på ca. 0,04 mm, hvorpå der sprøjtes metalliserede plader (2), forbundet til en fælles kontakt med foliestrimler (3). Den samlede pakke er presset med krympninger (4), hvortil fleksible ledninger (5) er fastgjort, og dækket med fugtsikker emalje. Antallet af plader i pakken når 100,4
Figur 1.1 Kondensatorens design
Det rørformede design (fig. 1.2) er typisk for højfrekvente rørformede kondensatorer og er et keramisk rør (1) med en vægtykkelse på ca. 0,25 mm, på hvis indvendige og ydre overflade sølvplader (2) og (3) påføres ved afbrænding. For at forbinde fleksible ledninger (4) bringes den indvendige foring til den ydre overflade af røret, og et isolerende bælte (5) skabes mellem det og den ydre foring; beskyttende film fra et isolerende stof.
Figur 1.2 Rørformet kondensatordesign
Skivedesignet (fig. 1.3) er typisk for højfrekvente keramiske kondensatorer: sølvplader (2) og (3) brændes på den keramiske skive (1) på begge sider, hvortil fleksible ledninger (4) er forbundet.
Figur 1.3 Skivekondensatordesign
Støbt sektionsdesign (fig. 1.4) er typisk for monolitiske flerlags keramiske kondensatorer, de er fremstillet ved støbning af varm keramik, hvilket resulterer i et keramisk emne (1) med en vægtykkelse på ca. 100 mikron og slidser (riller) (2) mellem; dem, hvis tykkelse omkring 130-150 mikron. Dette emne dyppes derefter i sølvpasta, som fylder rillerne, hvorefter sølvet brændes ind i keramikken.
Figur 1.4 Konstruktion af støbt sektionskondensator
Rulledesignet (fig. 1.5) er typisk for lavfrekvente kondensatorer af papirfilm med høj kapacitet. Strukturelt er papirkondensatorer lavet af to lange strimler af aluminium eller bly-tinfolie (2), adskilt af flere lag papir (1) med en tykkelse på 4-5 til 12-15 mikron og rullet til en rund eller oval rulle .
Figur 1.5 Design af rullekondensator
For at øge den elektriske styrke og stabilitet er kondensatoren imprægneret med paraffin, ceresin, vaseline, olie eller forskellige forbindelser. Imprægneringens hovedopgave er at udfylde porerne i papiret og hulrummene mellem papirlagene og omslagene.
Antallet af papirlag n og papirtykkelsen d bestemmes af kondensatorens driftsspænding og driftsbetingelser. Kondensatorer med enkeltlags dielektrikum og folieplader er mindre i størrelse, men giver ikke høj elektrisk styrke og pålidelighed.
Med hensyn til elektrisk ydeevne er papirkondensatorer væsentligt ringere end glimmer eller keramiske. De har store tab ( , som øges hurtigt med frekvensen, og lavere isolationsmodstand. Deres parametre afhænger af klimatiske forhold og ændre sig over tid. Derfor er papirkondensatorer normalt forseglet. For at forsegle kondensatorer med relativt lille kapacitet (op til 0,1 μF) anvendes en cylindrisk porcelænskasse med flere store værdier kondensatorer har et cylindrisk metalhus, og for højkapacitetskondensatorer - flade eller rektangulære metalhuse. En væsentlig ulempe ved papirkondensatorer er deres høje selvinduktans, hvilket skyldes, at kondensatorpladerne er rullet op i form af en spiral. Ris. 1.6 - Opviklingsmønstre for papirkondensatorer: a - med offset folie; b - med plug-in terminaler; 1 - folie; 2 - kondensatorpapir; 3 - udragende ender af folien; 4 - indsatte konklusioner. Ikke-induktive kondensatorer er designet således, at terminalerne har den kortest mulige forbindelse med alle sektioner af pladerne (fig. 1.6, a). For at reducere induktansen på en billigere måde placeres ledere i en sektion, når de er viklet gennem et vist antal vindinger, forbundet med en fælles terminal (fig. 1.6, b). 2.
Valg af materialer til papirkondensator
2.1
Grundlæggende dielektriske materialer
I papirkondensatorer med høj kapacitet - op til flere mikrofarader eller små kondensatorer med en kapacitet på op til flere tiendedele mikrofarader, er dielektrikummet kondensatorpapir (GOST 1908-88). Ifølge GOST 1908-88 produceres papir i 4 typer: KON - almindeligt kondensatorpapir, der anvendes som dielektrikum i elektronik- og radioteknisk industri, hovedsagelig til fremstilling af små elektriske kondensatorer til industri- og husholdningsapparater; SKON - specielt kondensatorpapir, brugt i produkter, der kræver mere højt niveau elektrisk styrke, papir har en lavere dielektrisk tab-tangens ved en temperatur på 100°C; MKON - papir med lave dielektriske tab, beregnet til imprægnering med syntetiske imprægneringsforbindelser, er kendetegnet ved høj kemisk renhed og høje værdier af elektrisk styrke, lave dielektriske tab; EMKON - papir med høj elektrisk styrke med lave dielektriske tab, bruges i højstrøms- og højspændingsteknologi til fremstilling af strøm- og pulskondensatorer, der opererer under forhold med øget elektrisk belastning. Fordi særlige forhold ikke specificeret i opgaven, bruger vi KOH kondensatorpapir til udregningen. Ifølge GOST 1908-88 er det tilvejebragt til produktion af papir med forskellige tætheder afhængigt af tykkelsen (tabel 2.2). Tabel 2.1 Overensstemmelse mellem frimærketyper og papirtykkelse Type og type papirPapirtykkelse, mikron til frimærker 0,81233,5KON--4-308-15-SKON-10-307-308-128-12MKON10-208-306-308-15-EMKON10-2010-306-308 - Tabel 2.2 Tilsvarende papirtykkelse og tæthed Papirmærke Densitet, g/cm 30,80,80 ± 0,0511,00 ± 0,0521,20 ± 0,0531,30 ± 0,053,51,35 ± 0,05 Når papirets volumetriske vægt ændres, ændres dets elektriske egenskaber. Jo tykkere papir, dvs. jo større andelen af dets volumen fyldt med fiber, jo højere dielektrisk konstant og elektrisk styrke. Efterhånden som densiteten stiger, stiger værdien af den dielektriske tabstangens for tørt papir også. Kondensatorpapir er et heterogent dielektrikum bestående af fiber, som afhængigt af papirets tæthed optager 51 - 87% af dets volumen. Resten af volumen består af porer, der indeholder luft og delvist fyldt med fugt. I en lufttør tilstand når mængden af fugt 10 % af papirets vægt. For at øge den elektriske styrke og dielektricitetskonstanten tørres papiret og imprægneres med forskellige flydende eller hærdende polære eller ikke-polære forbindelser (tabel 2.3). Ikke-polære imprægneringsforbindelser anvendes, hvis det er nødvendigt at opnå høje værdier elektriske egenskaber(høj og små ) og lille kapacitansafvigelse ved ekstreme driftstemperaturer. Ved at bruge polære dielektrika til at imprægnere papirkondensatorer er det muligt at reducere de overordnede dimensioner af kondensatorer og derfor spare aktive materialer. For eksempel kan du bruge ricinusolie, men det vil øge tabsvinklen. Den største fordel ved flydende imprægneringsmasser er den fuldstændige fyldning af alle porer i papiret, i modsætning til faste masser, der krymper, hvilket forårsager dannelsen af resterende gasindeslutninger i kondensatorens dielektrikum. På grund af krympning reduceres elektrisk styrke og dielektrisk konstant. Fordelen ved at hærde masser er muligheden for at bruge en billig, uforseglet struktur, men kun på betingelse af, at kondensatoren ikke skal have høj fugtbestandighed. Hovedtypen af imprægneringsmasser, der anvendes til fremstilling af papirkondensatorer, er flydende masser. Tabel 2.3 Karakteristika for imprægneringssammensætninger til papirkondensatorer KarakteristikaKondensatorolieSovolKondensatorvaselineRicusolieDensitet, g/cm3, ved t=20 0,86-0,891,51-1,560,83-0,880,95-0,97 Flydepunkt, 0 -45+5 - +6+30 - +40-15÷ -17 Termisk ledningsevne, 0,00130,00101--Varmekapacitet ved 20 - 100 , kcal/kg grader 0,43 -0,580,36 - Temperaturkoefficient for volumetrisk udvidelse, 0,0006-0,00070,001--Specifik volumenmodstand ved 20 , Elektrisk styrke ved 50 Hz, 20 , sq/cm200170>200200Dielektrisk konstant ved 50 Hz, 20 2.1-2.34.6-5.22.1-2.24.2-4.7 Dielektrisk tab tangens ved 50 Hz, 90 0,0050,03-0,003<0,002>0,01
Enhver kondensator har en begrænset levetid. Typisk er radiokondensatorer designet til en øvre temperaturgrænse på 70 og for en levetid under kontinuerlig drift i størrelsesordenen 5000-10000 timer Tabel 2.4 viser værdierne for den tilladte driftsspænding for de angivne driftstilstande kl forskellige betydninger papirtykkelse og forskellige tal dens lag mellem pladerne. Tabel 2.4 Tilladte driftsfeltstyrkeværdier Lagtykkelse og antal papirlag Tilladt spænding kV/mmAt 70 På 85 Ved 100 8 mikron 212,5--8 mikron 316.712,58.310 mikron 320--8 mikron 4-18.712.510 mikron 425251510 mk 530302010 mk 6-33,425
Nedbrydning af kondensatoren kan forekomme ikke kun gennem tykkelsen af dielektrikumet, men også langs overfladen af kanterne (afstanden fra kanten af pladen til kanten af dielektrikumet). Derfor bør kantstørrelsen vælges baseret på testspændingen, ved hvilken en udladning langs kanten ikke bør observeres, er sådanne kantbreddeværdier vist i tabel 2.5. Tabel 2.5 Valg af kantbredde Testspænding (jævnstrøm), V Kantbredde, mm Opvikling med skjult folie Opvikling med fremspringende folie 1500 eller derunder 231600-20002.542100-300035 Ved opladning af en rigtig kondensator falder strømmen over tid ikke til nul, men til en vis slutværdi - lækstrømmen Jo højere isolationsmodstanden er, jo lavere er lækstrømmene. Isolationsmodstanden af store kondensatorer bestemmes hovedsageligt af lækstrømmen gennem tykkelsen af dielektrikumet og afhænger derfor af dielektrikumets specifikke volumenmodstand , på pladens område og på tykkelsen af dielektrikumet. Papirvolumenmodstand 2.2
Kondensatorbeskyttelsesstrukturer
Der er forskellige midler beskyttelse af kondensatorer mod fugt, som er opdelt i to typer: fugtbeskyttelse ved hjælp af organiske dielektrika (forsegling af strukturen) og fugtbeskyttelse ved hjælp af uorganiske dielektrika og metal (tætning af kondensatorstrukturen). Det enkleste middel til fugtbeskyttelse af en imprægneret kondensatorsektion er at dække den med et lag isolerende lak. Et skridt fremad i retning af at forbedre kondensatorernes fugtmodstand var fyldningen af imprægnerede kondensatorsektioner med en fugtbestandig forbindelse, anbragt i et metal- eller isoleringshus. Ulempen ved sådanne strukturer er deres reducerede frostbestandighed, da revnedannelse i støbemassen ved lave temperaturer er mulig. En dramatisk forbedring af pålideligheden blev opnået ved anvendelse af epoxyharpiksbaserede forbindelser til påfyldning. Plastkrympning er meget brugt til glimmerkondensatorer. For papirkondensatorer bruges denne metode til fugtbeskyttelse sjældent, da behovet for at bruge relativt høj temperatur presning og højt specifikt tryk kan beskadige kondensatordelens integritet. For at beskytte papirkondensatorer bruges metoden til foring med en fugtsikker forbindelse ("pupation") (fig. 2.1). Foring kan udføres ved at nedsænke kondensatordelen i en smeltet masse eller ved at hælde massen i en sammenklappelig form. Figur 2.1 Foring med fugtsikker masse En mulighed for at bruge termohærdende plast i udformningen af kondensatorer er at krympe plast på blykontakterne i kondensatorens metalhætte (fig. 2.2), som derefter loddes ind i metalhuset. I stedet for at krympe med plastik er terminalen også fyldt med epoxyforbindelse. Figur 2.2 Plastkrympning af blykontakter i en metalkondensatorhætte I nogle tilfælde bruges også keramiske isolatorer, solide (fig. 2.3, a) eller komposit (fig. 2.3, b), forseglet med elastiske pakninger lavet af specialgummi. Figur 2.3 Keramisk forseglede isolatorer: a - fast, b - komposit Nogle fugtsikre materialer er vist i tabel 2.6. (P - koefficient for fugtgennemtrængelighed organisk stof, h - opløselighed, D - diffusionskoefficient) Tabel 2.6 Konstanter af nogle organiske fugttætte materialer Materialenavn g/cm h mmh g/cm 3mmD , cm 2/h Polytrifluorchlorethylen (fluoroplast-3) Polytetrafluorethylen (fluoroplast-4) Paraffin Ceresin Polyamid-68 Polyethylen Polyurethan Epoxyharpiks Polyvinylchlorid Polystyren Bitumenforbindelser Polymethylmethacrylat Bakelit Benzylcellulose Celluloseacetat Polysiloxangummi0,6 4,5 4-6 6 21 30 50 50-80 33-110 100-200 100-200 360 010001 010001 50001 1,5 - - 7 15 50 10 55 2 - 12 - - - 800,6 3 - - 3 2 1 5-8 0,6-2 50-100 - 30 - - - 30 Ulempen ved fugtbeskyttelse baseret på anvendelse organiske materialer, er, at de har en endelig værdi af fugtgennemtrængelighed. Forseglede strukturer, som er en kombination af metal med keramik eller glas, ved hjælp af sømme forbundet med bløde lodninger, er blevet udbredt; dette fugtbeskyttelsessystem er kendt som vakuumforsegling (fig. 2.4). Figur 2.4 Vakuumtæt forsegling a - keramisk isolator loddet ind i et metaldæksel; b - glasisolator loddet ind i et metalrør; d - keramisk diskisolator loddet ind i et metalrør; d - metalhætte loddet til et keramisk rør, e - keramisk hætte loddet til et keramisk legeme Til højkapacitetskondensatorer bruges metalkasser med låg loddet til dem, hvori keramiske metalliserede isolatorer (fig. 2.4, a) eller specielle glasbøsninger (fig. 2.4, b) er loddet ind. Til kondensatorer designet til øget driftstemperatur omkring 100 , anvendes stållegemer, der ikke har en søm, som forbindes med låget ved svejsning. 2.3 Dækmaterialer
Kondensatorernes plader opvarmes af strømmen, der passerer gennem dem og fjerner samtidig varme fra dielektrikumet til kondensatorlegemet. Under drift af kondensatoren udsættes foliepladerne for mekaniske spændinger forårsaget af elektrodynamiske kræfter, der opstår, når strømme flyder i tætsiddende elektroder. Pladematerialerne udsættes også for mekaniske belastninger under vikling og samling af kondensatorsektioner. Disse forhold bestemmer kravene til foringsmaterialet: det skal have høj elektrisk ledningsevne, termisk ledningsevne og mekanisk styrke. Aluminiumsfolie bruges oftest til foringer. Moderne kondensatorfremstilling bruger til fremstilling af plader forskellige typer kondensatorer stort antal forskellige metaller. Karakteristika for nogle metaller er angivet i tabel 2.7. kondensatorkapacitet dielektrisk foring Tabel 2.7 Karakteristika for nogle ledende materialer KarakteristikaSølvKobberGuldAluminiumTantalum Resistivitet, µOhm cm1,621,752,42,813,414,6 Temperaturkoefficient for modstand, 364438424435Tæthed, g/cm310.58.919.32.77.416.6Lineær ekspansionskoefficient, 19.716.514.223.826.76.5 Varmekapacitet (0-100 ) kcal/grader h0.0560.1000.0620.1680.5590.036 Termisk ledningsevne, W/cm grader 4.203.93-2.220.630.54 Kobber har lav resistivitet, høj mekanisk styrke, tilfredsstillende korrosionsbestandighed, er let loddet, svejset og godt forarbejdet, hvilket gør det muligt at rulle det til plader, strimle og trækkes ind i tråd. Typisk bruges kobberfolie til fremstilling af viklede kondensatorer med lille kapacitet, når øget styrke af pladerne er påkrævet. En sådan folie bruges nogle gange også til fremstilling af glimmerkondensatorer, når det er nødvendigt at bruge plader med lav resistivitet. Den vigtigste type metalfolie, der bruges i kondensatorfremstilling, er aluminiumsfolie. Aluminium er cirka 3,5 gange lettere end kobber, har lav resistivitet, høj varmeledningsevne, rulles let til små tykkelser og er relativt billigt. Til elektriske formål anvendes aluminium med teknisk renhed, der indeholder op til 0,5 % urenheder. Højrent aluminium (urenheder op til 0,03%) bruges til fremstilling af tynd (op til 6 mikron) folie, elektroder og huse til elektrolytiske kondensatorer. Nogle gange bruges stanniol i stedet for tynd aluminiumsfolie (mere præcist tin-bly med tilsætning af antimon) som et materiale, der er let at lodde og på grund af sin blødhed passer tættere til dielektrikumet. Denne folie fremstilles i små partier med en tykkelse på op til 7 mikron. Ulempen ved denne folie, undtagen øgede omkostninger og øget resistivitet, er dårligere termisk ledningsevne og øget specifik vægtfylde. Guld har høj duktilitet (trækstyrke 150 MPa, brudforlængelse ca. 40%) og bruges i elektronisk teknologi til påføring af korrosionsbestandige belægninger på mikrobølgeresonatorer, indvendige overflader bølgeledere, lampeelektroder mv. Sølv er et oxidationsbestandigt metal (med normal temperatur), der har den laveste resistivitet (tabel 2.7). Anvendes til fremstilling af elektroder og kontakter til lave strømme, til direkte påføring på dielektriske stoffer, samt til fremstilling af keramiske og glimmerkondensatorer. Tynd tantalfolie med en tykkelse på 10-15 mikron bruges til fremstilling af elektrolytiske kondensatorer, ligesom aluminiumsfolie er en bærer af oxidlaget (dielektrisk). På grund af dets lave omkostninger er det mest almindelige materiale med høj elektrisk ledningsevne aluminium. I overensstemmelse med GOST 618-73* "Aluminiumsfolie, rullet til elektriske formål" fremstilles folie i tykkelser fra 0,005 til 0,2 mm med en rullebredde fra 10 til 200 mm. Tykkelsestolerancer spænder fra ±10 til ±20%, hvilket under design kan forårsage en mærkbar afvigelse af den faktiske tykkelse og vægt af sektionen fra de beregnede værdier opnået med nominelle dimensioner. 3.
Kondensatorberegning
.1 Grundlæggende beregningsprincipper
At beregne en kondensator kommer ned til at finde optimale størrelser, at sikre, at de specificerede værdier af kondensatorens elektriske egenskaber opnås, og driftsikkerheden, når til den laveste pris for sin produktion. I særlige tilfælde, hvis kondensatoren anvendes i særligt kritisk udstyr, kan dens omkostninger være af sekundær betydning, og hovedopmærksomheden skal lægges på at opnå de højest mulige egenskaber eller den mindste volumen og vægt. I de fleste tilfælde bestemmer typen af dielektrikum typen af konstruktion af kondensatoren - kondensatorsektionen: flad, cylindrisk eller spiral (viklet). Med samme dielektrikum kan flere designs bruges: i mangel af særlige overvejelser for at vælge en designmulighed er det nødvendigt at beregne flere muligheder og vælge den optimale. Det vigtigste ved beregning af en kondensator er rigtige valg dielektrisk tykkelse d, da både dimensionerne af kondensatoren og pålideligheden af dens drift afhænger af den. I bund og grund skal du hver gang indgå et kompromis mellem to modsatrettede krav: at give øget pålidelighed, hvilket kræver at øge d, eller at give mindste værdier vægt, volumen og omkostninger for kondensatoren, hvilket kræver reduktion d. Til en første tilnærmelse ændres volumenet af kondensatoren proportionalt med kvadratet på tykkelsen af dielektrikumet, så reduktion af tykkelsen d er en væsentlig måde at reducere omkostningerne ved kondensatoren og reducere dens overordnede dimensioner. For DC- og lavfrekvente kondensatorer indstilles værdien af d normalt ud fra beregningen af kondensatorens dielektriske styrke; for en række typer højfrekvente kondensatorer findes værdien d fra termisk beregning og derefter kun tjekket i forhold til den elektriske styrkemargin. Efter at have bestemt værdien af d, er det nødvendigt at vælge designet af kondensatorafsnittet - grundlaget for kondensatoren, som normalt bestemmes af den specificerede eller valgte type dielektrikum såvel som de nominelle parametre for kondensatoren specificeret i design opgave. Udvalgt efter designet beregningsformel, der forbinder kapacitansen med tykkelsen af dielektrikumet og pladernes hoveddimensioner. Ved hjælp af den valgte kapacitansformel, den specificerede nominelle kapacitansværdi , og den fundne værdi af d, samt at vælge ud fra designmæssige overvejelser forholdet mellem bredden og længden af pladerne, i tilfælde af en flad eller spiral kondensator, og angive længden af pladen eller diameteren af den cylindriske kondensator , kan du finde dimensionerne af den aktive del af dielektrikumet. For at bestemme dimensionerne af kondensatorsektionen er det nødvendigt yderligere at vælge dimensionerne af kanterne (afstanden fra kanten af pladen til kanten af dielektrikumet), baseret på fraværet af overlap eller baseret på teknologiske overvejelser, og tykkelsen af pladerne baseret på mekanisk styrke, dvs. af teknologiske årsager eller baseret på beregning af mængden af tab i pladerne (for højfrekvente eller højfrekvente kondensatorer). 3.2
Beregning af papirkondensator
Vi vælger tykt papir KON-3 (1,30 g/cm 3) og imprægnering med sovol for at øge dielektricitetskonstanten, da kondensatoren er designet til at fungere ved konstant spænding. Vi bruger formlen til at beregne dielektricitetskonstanten for imprægneret papir: Hvor - fibers dielektriske konstant ( ;
Dielektrisk konstant for imprægnering; Dielektrisk pressekoefficient (kan tages lig med 1); Tør papirdensitet ;
Fiberdensitet ( ).
Accepter dielektrisk styrke fra tabel 2.4, i dette tilfælde vil tykkelsen af dielektrikumet være lig med: Vi tager et dielektrikum fra tre lag 10 mikron papir. Vi accepterer vikling med skjult folie (fig. 3.1), find ud fra tabel 2.5 kantværdien på 2 mm. Til belægninger tager vi aluminiumsfolie med en bredde b = 40 mm og en tykkelse på 5 mikron. Derefter papirets bredde under hensyntagen til kanterne . Vælg diameteren på viklingsdornen .
Hvor ;
Nominel kapacitet, µF; Diameter, ved hvilken vikling af aktive drejninger begynder, cm;
Belægningstykkelse, mikron; Aktiv bredde af dæksler, cm; Antallet af omdrejninger i sektionen findes ved formlen: Figur 3.1 Dimensioner af en kondensatorsektion Vi bruger en stålkasse til at rumme ni kondensatorsektioner. Ved at tage tykkelsen af husets vægge til at være 0,3 mm og tykkelsen af isoleringen af sektionerne til at være 0,3 mm, opnår vi den nødvendige bredde af huset , afrund værdien til se Lad os vælge standard højde hus 54 mm, gange 10 mm mere højde kondensatordel til placering af plader og isolering under låget. Dækslet er fastgjort til kroppen ved lodning; for at isolere terminalerne bruger vi plastikkrympning (fig. 3.2). Figur 3.2 Kondensatorhus For at beregne lækstrømme er det nødvendigt at finde pladernes areal og dielektrikumets resistivitet. Lad os tage modstanden af imprægneret papir som gennemsnitsværdien mellem modstanden af tørt papir og Sovol . For at finde den dielektriske modstand i et afsnit bruger vi formlen: Hvor ;
Nominel kapacitet, µF; Dielektrisk tykkelse, mikron; Resistivitet af imprægneret papir .
Lad os finde modstanden for alle sektioner, da de alle er ens og forbundet parallelt, vil modstanden være 9 gange mindre og lig Ohm. Lad os finde lækstrømmen: Lad os beregne vægten af kondensatoren. Dækningsvægt: Papirvægt: Det frie volumen af kondensatorlegemet fyldt med imprægneringsmassen er omtrent lig med , imprægneringstæthed , får vi den omtrentlige vægt af imprægneringsmassen . Krops- og dækvægt (stål, vægtfylde ) er lig med: .
Tager vi den omtrentlige vægt af en isoleret terminal til at være 10 g, får vi vægten af terminalerne til at være 20 g. Så bliver den omtrentlige samlede vægt af kondensatoren .
Kondensatorens volumen er .
En sammenligning af den beregnede kondensator med rigtige analoger er præsenteret i tabel 3.1. Tabel 3.1 Sammenligning af kondensatorkarakteristika Parameter Beregnede kondensatorKBG-MNKBG-MNE Kapacitet, µF222 Nominel spænding, V500400600Volume, 86.478.3145.3Vægt, g132250360 Konklusion
Papirkondensatoren blev beregnet, og dens følgende dimensioner blev opnået: kvadratisk basisbredde 40 mm, højde 54 mm. Kondensatorvægt 132,2 g, volumen . KON-3 kondensatorpapir blev brugt som et dielektrikum. pladematerialet var aluminiumsfolie. Kondensatorkapacitet 2 µF, driftsspænding 500 V, lækstrømme overstiger ikke . Denne kondensator har rigtige analoger af KBG-MN-typen. Papirkondensatorer bruges hovedsageligt i kredsløb, hvor høje tab og lav stabilitet ikke er signifikante. Referencer
1.Petrov K.S. Radiomaterialer, radiokomponenter og elektronik: Tutorial. - Sankt Petersborg: Peter, 2003. - 506 s. 2.Volgov V.A. Dele og komponenter til radioelektronisk udstyr. - M.: Energi, 1977. - 656 s. .GOST 1908-88 Kondensatorpapir. Generel tekniske specifikationer
.Renne V.T., Bagalei Yu.V., Fridberg I.D. Beregning og design af kondensatorer: Lærebog for universiteter - K.: Tekhnika, 1966. - 324 s. .Renne V.T. Elektriske kondensatorer. - L.: Energi, 1969. - 592 s. .Bodilovsky V.G. Håndbog for en ung radiooperatør. - M.: Højere skole, 1983. - 322 s. .GOST 618-73* Aluminiumsfolie til tekniske formål. Specifikationer Startkondensatoren Sp skal være 1,5-2 gange større end driftskondensatoren Av. Kondensatorernes driftsspænding skal være 1,5 gange større end netværksspændingen, og kondensatoren skal fx være papir som MBGO, MBGP mv. Passiv dielektrik Når papir imprægneres, øges dielektricitetskonstanten og den elektriske styrke, og kondensatorens dimensioner, vægt og omkostninger reduceres. Kabelolier bruges til at imprægnere papirisolering af strømkabler.