stran 1
Papirnati kondenzatorji imajo kot dielektrik poseben kondenzatorski papir, njihove plošče pa so izdelane iz tanke aluminijaste folije. Najpogosteje uporabljeni papirni kondenzatorji so: KBG-I in K. BG-MP - hermetični kondenzatorji s papirnatim dielektrikom (razlikujejo se v konstrukciji); BGM - majhen zaprt papirni kondenzator; BM - majhen papirni kondenzator.
Papirnati kondenzatorji s papirjem, impregniranim s transformatorskim oljem ali sovolom, so glavna vrsta tako imenovanih močnostnih kondenzatorjev, ki se uporabljajo v električnih elektrarnah. Elektrolitski kondenzatorji, pri katerih je dielektrik zelo tanek oksidni film (oksidna plast) aluminija, imajo zelo veliko kapaciteto.
Papirni kondenzator je sestavljen iz dveh dolgih trakov aluminijaste ali kositrne folije, ločenih s tanko plastjo posebnega kondenzatorskega papirja, impregniranega s parafinom. Trakove skupaj s papirjem zvijemo v rolo in zapremo v kartonsko cev ali kovinsko škatlo ali stisnemo v plastiko. Odprti konci cevi ali kovinske škatle so napolnjeni s plastjo kita, odpornega na vlago. Trakovi imajo zunanje kovinske vodnike, ki prehajajo skozi plast mastike. Sponke se uporabljajo za priključitev kondenzatorja na električni tokokrog.
Papirni kondenzatorji so zasnovani za delovanje v nizkofrekvenčnih tokokrogih, saj ... V visokofrekvenčnih tokovnih tokokrogih se uporabljajo le v primerih, ko je potrebno ustvariti kratek stik za te tokove. Dielektrik v papirnatih kondenzatorjih so trakovi papirja, prepojeni z oljem ali voskastimi izolacijskimi snovmi, plošče pa so trakovi kovinske folije. Včasih se plast kovine nanese neposredno na papir. Strukturno so papirni kondenzatorji zasnovani na različne načine: v cilindričnih kartonskih, keramičnih in kovinskih ohišjih ter v pravokotnih kovinskih ohišjih. Izdelujejo se za kapacitete od 470 pF do 30 µF, v nekaterih primerih pa so v enem ohišju dva ali trije kondenzatorji.
| Zasnove kondenzatorjev tipa KBG. a - CBG-I. b - KBG-M. c - CBG-MP. d - CBG-MN. |
Papirnati kondenzatorji se uporabljajo v vezjih DC ali v verigah AC relativno nizka frekvenca (do 0 5 MHz); to je posledica znatnih izgub v dielektriku, ki se uporablja zanje visoke frekvence.
Papirnati kondenzatorji so veliko slabše kakovosti kot sljudni kondenzatorji. Ne bi jih smeli uporabljati v visokofrekvenčnih tokokrogih, ker so izgube v papirju velike. Ti kondenzatorji so uporabni samo v nizkofrekvenčnih tokokrogih in tudi kot kratkostični kondenzatorji za visokofrekvenčne tokove.
je električna (elektronska) komponenta, sestavljena iz dveh prevodnikov (plošč), ločenih z dielektrično plastjo. Obstaja veliko vrst kondenzatorjev, ki se v glavnem delijo glede na material samih plošč in vrsto dielektrika, uporabljenega med njimi.
Vrste kondenzatorjev
Papirni in kovinsko-papirni kondenzatorji
V papirnatem kondenzatorju je dielektrik, ki ločuje folijske plošče, poseben kondenzatorski papir. V elektroniki se lahko papirnati kondenzatorji uporabljajo v nizkofrekvenčnih in visokofrekvenčnih tokokrogih.
Dobra kakovost električna izolacija Povečano specifično kapacitivnost imajo tudi zaprti kovinsko-papirni kondenzatorji, ki namesto folije (kot pri papirnatih kondenzatorjih) uporabljajo vakuumsko nanašanje kovine na papirni dielektrik.
Papirni kondenzator nima velike mehanske trdnosti, zato je njegovo polnilo nameščeno v kovinskem ohišju, ki služi kot mehanska osnova njegove zasnove.
Elektrolitski kondenzatorji
V elektrolitskih kondenzatorjih je za razliko od papirnatih kondenzatorjev dielektrik tanka plast kovinskega oksida, ki nastane elektrokemično na pozitivnem pokrovu iz iste kovine.
Drugi pokrov je tekoči ali suhi elektrolit. Material, iz katerega je izdelana kovinska elektroda v elektrolitskem kondenzatorju, sta lahko predvsem aluminij in tantal. Tradicionalno se v tehničnem žargonu "elektrolit" nanaša na aluminijaste kondenzatorje s tekočim elektrolitom.
Toda v resnici tantalni kondenzatorji s trdnim elektrolitom spadajo tudi med elektrolitske kondenzatorje (s tekočim elektrolitom so manj pogosti). Skoraj vsi elektrolitski kondenzatorji so polarizirani, zato lahko delujejo le v tokokrogih z enosmerno napetostjo ob ohranjanju polarnosti.
V primeru zamenjave polarnosti nepovratno kemična reakcija znotraj kondenzatorja, kar vodi do uničenja kondenzatorja, do njegove eksplozije zaradi plina, ki se sprošča v njem.
Med elektrolitske kondenzatorje spadajo tudi tako imenovani superkondenzatorji (ionistorji) z električno kapaciteto, ki včasih doseže več tisoč faradov.
Aluminijasti elektrolitski kondenzatorji
Kot pozitivna elektroda se uporablja aluminij. Dielektrik je tanka plast aluminijevega trioksida (Al 2 O 3),
Lastnosti:
- delujejo pravilno le pri nizkih frekvencah
- imajo veliko kapaciteto
Zanje je značilno visoko razmerje med kapacitivnostjo in velikostjo: elektrolitski kondenzatorji imajo običajno velike velikosti, vendar bi bili kondenzatorji drugačne vrste z enako kapacitivnostjo in prebojno napetostjo veliko večji.
Značilen po visoki tokovi puščanje,
imajo zmerno nizek upor in induktivnost.
Tantalovi elektrolitski kondenzatorji
To je vrsta elektrolitskega kondenzatorja, v katerem je kovinska elektroda izdelana iz tantala, dielektrična plast pa je sestavljena iz tantalovega pentoksida (Ta 2 O 5).
Lastnosti:
- visoka odpornost na zunanje vplive,
- kompaktna velikost: pri majhnih (od nekaj sto mikrofaradov) je velikost primerljiva ali manjša od aluminijastih kondenzatorjev z enako največjo prebojno napetostjo,
- nižji tok uhajanja v primerjavi z aluminijastimi kondenzatorji.
Polimerni kondenzatorji
Za razliko od običajnega elektrolitski kondenzatorji, sodobni polprevodniški kondenzatorji imajo namesto oksidnega filma, ki se uporablja kot ploščni separator, polimerni dielektrik. Ta vrsta kondenzatorja ni izpostavljena nabrekanju in uhajanju naboja.
Fizikalne lastnosti polimera prispevajo k dejstvu, da imajo takšni kondenzatorji visoko impulzni tok, nizka ekvivalentna upornost in stabilen temperaturni koeficient tudi pri nizke temperature.
Polimerni kondenzatorji lahko nadomestijo elektrolitske ali tantalove kondenzatorje v mnogih vezjih, kot so filtri za stikalne napajalnike ali v DC-DC pretvornikih.
Filmski kondenzatorji
V tej vrsti kondenzatorja je dielektrik plastična folija, na primer poliester (KT, MKT, MFT), polipropilen (KP, MKP, MFP) ali polikarbonat (KC, MKC).
Na ta film so lahko nanesene elektrode (MKT, MKP, MKC) ali izdelane v obliki ločene kovinske folije, zvite v zvitek ali stisnjene skupaj z dielektričnim filmom (KT, KP, KC). Sodoben material za kondenzatorski film je polifenilen sulfid (PPS).
Splošne lastnosti filmskih kondenzatorjev (za vse vrste dielektrikov):
- deluje pravilno pri visokem toku
- imajo visoko natezno trdnost
- imajo relativno majhno kapaciteto
- najmanjši tok uhajanja
- uporablja se v resonančnih tokokrogih in dušilcih RC
Posamezne vrste folije se razlikujejo:
- temperaturne lastnosti (vključno s predznakom temperaturnega koeficienta kapacitete, ki je za polipropilen in polistiren negativen, za poliester in polikarbonat pa pozitiven)
- najvišja delovna temperatura (od 125 °C za poliester in polikarbonat, do 100 °C za polipropilen in 70 °C za polistiren)
- odpornost na električni preboj in s tem največjo napetost, ki jo je mogoče uporabiti za določeno debelino filma brez preboja.
Keramični kondenzatorji
Ta vrsta kondenzatorja je izdelana v obliki ene plošče ali niza plošč iz posebnega keramičnega materiala. Kovinske elektrode so napršene na plošče in povezane s sponkami kondenzatorja. Uporabljeni keramični materiali imajo lahko zelo različne lastnosti.
Raznolikost vključuje predvsem širok razpon vrednosti relativne električne prepustnosti (do več deset tisoč in to vrednost najdemo samo v keramičnih materialih)
Tako visoka vrednost prepustnosti omogoča izdelavo keramičnih kondenzatorjev (večplastnih) majhne velikosti, katerega kapacitivnost lahko tekmuje s kapacitivnostjo elektrolitskih kondenzatorjev, hkrati pa deluje s katero koli polarizacijo in je značilno manjše puščanje.
Za keramične materiale je značilna kompleksna in nelinearna odvisnost parametrov od temperature, frekvence in napetosti. Zaradi majhnosti ohišja - ta tip kondenzatorji imajo posebno
Zračni dielektrični kondenzatorji
Tu je dielektrik zrak. Takšni kondenzatorji dobro delujejo pri visokih frekvencah in so pogosto zasnovani kot spremenljivi kondenzatorji (za uglaševanje).
Kondenzator je naprava, ki lahko shranjuje električni naboji. Najenostavnejši kondenzator sta dve kovinski plošči (elektrodi), ločeni z nekakšnim dielektrikom. Kondenzator 2 lahko napolnite tako, da njegove elektrode povežete z virom 1 električna energija DC (slika 181, a).
Ko je kondenzator napolnjen, prosti elektroni, ki so prisotni na eni od njegovih elektrod, hitijo proti pozitivnemu polu vira, zaradi česar ta elektroda postane pozitivno nabita. Elektroni z negativnega pola vira tečejo na drugo elektrodo in na njej ustvarijo presežek elektronov, zato postane negativno nabita. Zaradi pretoka polnilnega toka i3 se na obeh elektrodah kondenzatorja oblikujejo enaki, a nasprotni naboji in med njima nastanejo naboji. električno polje, ki ustvarja določeno potencialno razliko med elektrodama kondenzatorja. Ko ta potencialna razlika postane enaka napetosti tokovnega vira, se gibanje elektronov v kondenzatorskem vezju, tj. prehod toka i3 skozi njega ustavi. Ta trenutek ustreza koncu postopka polnjenja kondenzatorja.
Ko je odklopljen od vira (slika 181,b), je kondenzator sposoben dolgo časa shraniti akumulirane električne naboje. Nabit kondenzator je vir električne energije, ki ima določeno npr. d.s. es. Če povežete elektrode napolnjenega kondenzatorja z nekakšnim prevodnikom (slika 181, c), se bo kondenzator začel prazniti. V tem primeru bo tok praznjenja kondenzatorja iр tekel skozi vezje. Tudi potencialna razlika med elektrodama se bo začela zmanjševati, to pomeni, da bo kondenzator prenesel akumulirano električno energijo v zunanji tokokrog. V trenutku, ko postane število prostih elektronov na vsaki elektrodi kondenzatorja enako, bo električno polje med elektrodama izginilo in tok bo postal enak nič. To pomeni, da se je kondenzator popolnoma izpraznil, torej je sprostil nakopičeno električno energijo.
Kapaciteta kondenzatorja. Sposobnost kondenzatorja, da kopiči in zadržuje električne naboje, je značilna njegova kapacitivnost. Večja kot je kapacitivnost kondenzatorja, večji je naboj, ki ga nabira, tako kot se s povečanjem prostornine posode ali plinske jeklenke poveča prostornina tekočine ali plina v njej.
Kapacitivnost C kondenzatorja je opredeljena kot razmerje naboja q, nabranega v kondenzatorju, in potencialne razlike med njegovima elektrodama (priložena napetost) U:
C=q/U (69)
Kapacitivnost kondenzatorja se meri v faradih (F). Kondenzator ima kapaciteto 1 F, ki ob polnjenju
v 1 C se potencialna razlika poveča za 1 V. V praksi se uporabljajo predvsem manjše enote: mikrofarad (1 μF = 10 -6 F), pikofarad (1 pF = 10 -12 μF).
Kapacitivnost kondenzatorja je odvisna od oblike in velikosti njegovih elektrod, njihovih relativni položaj in lastnosti dielektrika, ki ločuje elektrode. Razlikovati ploščati kondenzatorji, katerih elektrode so ravne vzporedne plošče (slika 182, a) in cilindrične (slika 182, b).
Lastnosti kondenzatorja nimajo le naprave, ki so bile posebej izdelane v tovarni, ampak tudi katera koli dva prevodnika, ločena z dielektrikom. Njihova zmogljivost pomembno vpliva na delovanje električnih instalacij z izmeničnim tokom. Na primer, kondenzatorja z določeno kapacitivnostjo sta dva električne žice, žica in tla (slika 183, a), vodniki električni kabel, vodniki in kovinski plašč kabla (slika 183.6).
Zasnova kondenzatorjev in njihova uporaba v tehniki. Glede na uporabljeni dielektrik so lahko kondenzatorji papirni, sljudni ali zračni (slika 184). Če kot dielektrik namesto zraka uporabimo sljudo, papir, keramiko in druge materiale z visoko dielektrično konstanto, je mogoče pri enakih dimenzijah kondenzatorja večkrat povečati njegovo kapaciteto. Da bi povečali površino elektrod kondenzatorja, je običajno večplastna.
IN električne inštalacije AC napajanje običajno uporablja močnostne kondenzatorje. Pri njih so elektrode dolgi trakovi aluminijaste, svinčene ali bakrene folije, ločeni z več plastmi posebnega (kondenzatorskega) papirja, prepojenega z naftnimi olji ali sintetičnimi impregnacijskimi tekočinami. Trakovi iz folije 2 in papirja 1 so naviti v zvitke (slika 185), posušeni, impregnirani s parafinom in postavljeni v obliki enega ali več odsekov v kovinsko ali kartonsko škatlo. Zahtevana delovna napetost kondenzatorja se zagotovi s serijsko, vzporedno ali zaporedno vzporedno vezavo posameznih odsekov.
Vsak kondenzator je označen ne samo z vrednostjo njegove kapacitivnosti, temveč tudi z vrednostjo napetosti, ki jo lahko prenese njegov dielektrik. Ko je napetost previsoka, se elektroni dielektrika ločijo od atomov, dielektrik začne prevajati tok in pride do kratkega stika kovinskih elektrod kondenzatorja (kondenzator se pokvari). Napetost, pri kateri se to zgodi, se imenuje prebojna napetost. Napetost, pri kateri lahko kondenzator zanesljivo deluje neomejeno dolgo za dolgo časa, imenovan delavec. Je nekajkrat manjša od prodorne.
Kondenzatorji se pogosto uporabljajo v napajalnih sistemih industrijskih podjetij in elektrificiranih železnice izboljšati izrabo električne energije z izmeničnim tokom. Na e. p.s. in dizelske lokomotive se kondenzatorji uporabljajo za izravnavo pulzirajočega toka, prejetega iz usmernikov in prekinjevalnikov impulzov, za boj proti iskrenju kontaktov električnih naprav in radijskih motenj, v krmilnih sistemih za polprevodniške pretvornike, pa tudi za ustvarjanje
simetrično trifazna napetost potrebni za napajanje elektromotorjev pomožni stroji. V radijski tehniki se kondenzatorji uporabljajo za ustvarjanje visokofrekvenčnih elektromagnetnih nihanj, ločevanje električnih tokokrogov enosmernega in izmeničnega toka itd.
Elektrolitski kondenzatorji so pogosto nameščeni v enosmernih tokokrogih. Izdelani so iz dveh tankih aluminijastih trakov 3 in 5, zvitih v zvitek (slika 185,b), med katerimi je položen papir 4, impregniran s posebnim elektrolitom (raztopina borova kislina z amoniakom v glicerinu). Aluminijasti trak 3 je prevlečen s tanko plastjo aluminijevega oksida; ta film tvori dielektrik z visoko dielektrično konstanto. Elektrode kondenzatorja so trak 3, prevlečen z oksidnim filmom in elektrolit; drugi trak 5 je namenjen samo ustvarjanju električnega stika z elektrolitom. Kondenzator je nameščen v cilindričnem aluminijastem ohišju.
Pri priključitvi elektrolitskega kondenzatorja na enosmerni tokokrog je treba strogo upoštevati polarnost njegovih polov; elektroda, prevlečena z oksidnim filmom, mora biti povezana s pozitivnim polom tokovnega vira. Če je vklopljen nepravilno, se dielektrik prebije. Iz tega razloga elektrolitskih kondenzatorjev ni mogoče priključiti na AC tokokroge. Prav tako jih ni mogoče uporabiti v napravah, ki delujejo pri visokih napetostih, saj ima oksidni film relativno nizko električno trdnost.
Spremenljivi kondenzatorji se uporabljajo tudi v radijskih napravah (slika 186). Tak kondenzator je sestavljen iz dveh skupin plošč: fiksne 2 in premične 3, ločene z zračnimi režami. Premične plošče se lahko premikajo glede na fiksne; Ko se os 1 kondenzatorja vrti, se območje medsebojnega prekrivanja plošč spremeni in s tem kapacitivnost kondenzatorja.
Metode povezovanja kondenzatorjev. Kondenzatorje lahko povežemo zaporedno ali vzporedno. S sekvenčnim
povezava več (na primer treh) kondenzatorjev (slika 187, a) enakovredna zmogljivost
1 /C eq = 1 /C 1 + 1 /C 2 + 1 /C 3
ekvivalentna kapacitivnost
X C eq = X C 1 + X C 2 + X C 3
nastala kapacitivnost
C eq = C 1 + C 2 + C 3
pri vzporedna povezava kondenzatorji (slika 187, b) njihova posledična kapacitivnost
1 /X C enk = 1 /X C 1 + 1 /X C 2 + 1 /X C 3
Vklop in izklop enosmernih tokokrogov s kondenzatorjem. Ko je povezan R-C vezja na vir enosmernega toka in ko se kondenzator izprazni na upor, pride tudi do prehodnega procesa z aperiodično spremembo toka i in napetosti u c Ko je vezje priključeno na vir enosmernega toka R-C stikalo B1 (slika 188, a) kondenzator je napolnjen. V začetnem trenutku polnilni tok Začnem =U/R. Ko pa se naboji kopičijo na elektrodah kondenzatorja, se bosta njegova napetost in c povečala, tok pa se bo zmanjšal (slika 188,b). Če je upor R majhen, se v začetnem trenutku priključitve kondenzatorja pojavi velik tokovni sunek, ki znatno presega nazivni tok ta veriga. Ko se kondenzator izprazni na upor R (stikalo B1 se odpre na sliki 189, a), se napetost na kondenzatorju u c in tok i postopoma zmanjšata na nič (slika 189, b).
Hitrost spremembe toka i in napetosti i med prehodnim procesom je ločena s časovno konstanto
Višja kot sta R in C, počasneje se kondenzator polni.
Procesi polnjenja in praznjenja kondenzatorja se pogosto uporabljajo v elektroniki in avtomatizaciji. Z njihovo pomočjo dobimo periodična nesinusoidna nihanja, imenovana sprostitev, in zlasti žagasta napetost, potrebna za delovanje tiristorskih krmilnih sistemov, osciloskopov in drugih naprav. Za pridobitev žagaste napetosti (slika 190) občasno priključite kondenzator na vir napajanja in nato na razelektritveni upor. Obdobja T 1 in T 2, ki ustrezata polnjenju in praznjenju kondenzatorja, sta določena s časovnimi konstantami polnilnih tokokrogov T 3 in praznjenja T p, tj. uporov uporov, vključenih v ta vezja.
Nepolarni kondenzatorji
Mica
Slavni sljudni kondenzatorji KSO so bili prisotni v skoraj vseh radijskih napravah - radijskih in radijskih sprejemnikih, televizorjih.
kliknite za povečavo
Starejši CSO imajo oznako zmogljivosti - mmF ali v obliki barvnega kodiranja.
Visokonapetostni kondenzatorji KSO.
Kondenzator K31-11-3, tudi sljuda. Kondenzatorje te vrste je mogoče uporabiti v vrhunskih izvedbah za obhod elektrolitskih kondenzatorjev. Čeprav obstajajo tudi nasprotniki takih odločitev.
In tukaj je SGM-3 - sljuda + srebro, sanje avdiofila.
Papir
Skoraj povsod so našli tudi nič manj znane kovinsko-papirne kondenzatorje MBM.
OSBM22 - posebno stabilen BM-2 (majhen papir). Kondenzacijski papir v parafinu + folija.
Papirni kondenzatorji BMT-2 so po videzu podobni MBM. Pogosto so izgubili zmogljivost ali pa je začelo močno puščati.
Kondenzator KBG-I. Papirni dielektrik impregniran s cerezinom (podobno kot parafin), obloga - aluminijeva prevleka. Kondenzatorji te vrste se pogosto uporabljajo v cevnih ojačevalnikih.
Tip KB, zelo stari kondenzatorji s papirnatim dielektrikom. Kondenzatorji, prikazani na fotografiji, so datirani iz leta 1949.
Papirni kondenzatorji K40P-3, papir. Podobni so zgoraj predstavljenim CB, vendar nimajo bitumenskega polnila na koncih.
Kondenzatorji K40P-1, papir, vliti v plastično ohišje, 1963.
Kondenzator K42U-2 izgleda bolj sodobno, vendar je še vedno kovinski...
Papirnati kondenzatorji so za primerjavo zaprti, lahko jih preizkusimo kot izolacijske kondenzatorje v ojačevalniku. MBGP-1, OMBG-2:
MBGO-2, metaliziran papir zaprt enoslojno, enako kot OMBG-2.
MBGP-2, 1963:
OMBG-1, kovina-papir, visoka napetost: 1,6 kV, 10 µF. Za tokokroge enosmernega, izmeničnega in pulzirajočega toka. Morda uporaben v usmerniškem filtru z visoko anodno napetostjo.
Stranski pogled na kondenzator:
V povezavi z elektromotorji gramofonov EPU je bil uporabljen precej star tip kondenzatorjev K40-11.
Zatesnjeni papirnati kondenzatorji KBG-MN, 1962
Kondenzator LSE1-400, folija, uporablja se v svetilkah z žarnicami dnevna svetloba. Vsebuje snov sovtol, ki velja za zelo strupeno: je zmes sovola (polikloriranega bifenila) s triklorobenzenom.
Precej stari papirnati kratkostični kondenzatorji. Omemba o njih je bila najdena v knjigi iz leta 1969 " Električni kondenzatorji"Renne (str.414-415), 1975. Sodeč po informacijah iz knjige, je to posebna vrsta papirnatih kondenzatorjev: zaščitni. Uporabljajo se za zatiranje radijskih motenj, delujejo tako pri konstantnih kot pri izmeničnih 50 Hz. varovalka je nameščena znotraj kondenzatorja v primeru okvare. Omenjeno je tudi, da so zasnova in značilnosti kratkega stika blizu CBG.
Polietilen tereftalat
Kondenzator K73-15A, polietilen tereftalat, folija. Najdeno na TV ploščah.
In K73-15 brez indeksa "A" je že v kovinskem ohišju.
K73-11: polietilen tereftalat (metaliziran poliester). Za enosmerne, izmenične in pulzirajoče tokove, kot tudi za delovanje v impulznih načinih.
Bolgarski MPT-96, metaliziran, enak dielektrik.
K73P-3. Tako izgledajo, ker je bila plošča, na katero so bili nameščeni, lakirana. Moral sem ga odtrgati.
Kondenzatorji K77-1, film, polikarbonat. Dober kondenzator za hi-end modele.
Polistiren
Kondenzatorji PSO so odprti filmski stirofleks (polistiren), ki se pogosto uporablja v radijskih in radijskih sprejemnikih, 1963.
In tudi polistiren ... Na levi - naš, tip - PO, na desni - "njihov". Morda nepogrešljiv pri sestavljanju merilnikov induktivnosti in kapacitivnosti. Posebnost tega dielektrika je visoka natančnost in stabilnost parametrov.
Filmski kondenzatorji PM-2 so po videzu podobni MBM. Dielektrični material, nenavadno, je tudi polistiren.
Precizni kondenzatorji K71-7. Kondenzatorji so metalizirani in tudi polistirenski. Zanimivi so kot izolacijske naprave v ojačevalniku.
In ta kondenzator K70-7 je popolnoma v jeklenem ohišju. Bodite pozorni na natančnost, odstopanje je le pol odstotka:
Tankoplastni kondenzatorji K26-1
Kombinirano
Velik in težek kondenzator K75-15, visoka napetost: 16 kV, 0,25 µF. To je kondenzator s kombiniranim dielektrikom; plošče so izdelane iz folije. Uporablja se v tokokrogih z enosmernim in pulzirajočim tokom.
K75-10: kombinirane dielektrične, metalizirane plošče. Oznake so se odlepile, vendar je nazivna vrednost zgornjih znana: 0,1 µF 500V. Spodnja: 0,1 µF 250V.
K75-37, kondenzator omrežnega filtra za dušenje hrupa. V enem zaprtem ohišju je nameščenih več kondenzatorjev.
Poljski Unitra Telpod MPHP-2 2uF 160V, 1975. Parametri so odlični: ni izgube zmogljivosti, ESR je majhen.
Češkoslovaški kondenzatorji TESLA WK 710 52 MP. 3 kosi po 1uF 160V in eden po 0,5uF. Največji, ki je 4uF, ima odtrgan zatič, lahko ga razstavite in vidite, kaj je notri, saj je ohišje spajkano. Poglejmo, kdo je za. Tam je tudi prejšnji.
Strašljivi dvojni kondenzatorji ISKRA 2X2,5nF 250V 50Hz, s tremi priključki. Domnevno – Slovenija.
IPEE 0,47 10 % 100_
O njem ni bilo mogoče najti ničesar.
K42-19 kondenzatorske tovarne v Novosibirsku, sodeč po podatkovnih listih, je začetni ali fazni kondenzator za elektromotorje izmeničnega toka s frekvenco 50 Hz. Navedeno je tudi, da je v zgornjem delu kondenzatorja določen "cik", ki skupaj z določenim prekinjevalnikom služi za izklop kondenzatorja, ko je med okvarami presežen notranji tlak plina. Impregniran je, kot piše, z nekakšnim "kondenzacijskim oljem". Ta kopija je bila izdelana leta 1993 in ima nazivno moč 10uF 250V. Napetost je označena s spremenljivko.
Še dva impresivna lepotca z dvakrat večjo kapaciteto - 20 µF 250 V vsak. Izdelano leta 1993 v isti tovarni, zanimivo je, da je na koncu natisnjeno odstopanje ±10%. Glede na meritve so parametri normalni.
In še en nepolarni, verjetno sprožilni ali fazno premikajoči se »sod«, o katerem nam še ni uspelo najti podatkov. Na dnu kozarca piše MK 4uF ±10% 380V~ BDS8351-82.
K75-49, obstaja samo ena ocena - 47 µF 4 kV. Sodeč po podatkovnem listu je kombiniran dielektrik z metaliziranimi ploščami. Izpustni tok - 80 amperov. Teža kondenzatorja je 1,5 kg. Girikond, 1985.
2. avgust 2017
Kondenzatorji iz papirne folije K41-1A v zaprtem kovinskem ohišju z vodi v porcelanskih visokonapetostnih izolatorjih. Zdi se kot primerna možnost za iskro Tesla, vendar ne: med odmori ne delujejo. Tako so primerni le za visokonapetostne napajalne filtre za nekaj.
Ministrstvo za izobraževanje in znanost Ruske federacije
Zvezni državni proračun izobraževalna ustanova visoka strokovna izobrazba
Tomsk državna univerza krmilni sistemi in radijska elektronika
Katedra za fizikalno elektroniko
TEČAJNO DELO
v disciplini "Elektronski materiali"
Papirni kondenzator
Študent skupine 311
Pilipec I.V.
Vodja Bitner L.R.
Izredni profesor Oddelka za fiziko
Uvod
1. Pregled zasnov kondenzatorjev in izbira smeri oblikovanja
Izbira materialov za papirni kondenzator
2.1 Osnovni dielektrični materiali
2 Načrti za zaščito kondenzatorja
2.3 Pokrivni materiali
3. Izračun kondenzatorja
3.1 Osnovna načela izračuna
3.2 Izračun papirnatega kondenzatorja
Zaključek
Reference
Uvod
IN sodobna tehnologija Kondenzatorji najdejo izjemno široko in raznoliko uporabo, na primer v radijski in televizijski opremi, v radarski tehniki, v električni merilni opremi itd., zato so kondenzatorji pomemben del radioelektronska in gospodinjska oprema. Zaradi tega sta kakovost elektronske opreme in kondenzatorjev neločljivo povezana. Glavna faza, na kateri so nastavljeni parametri kondenzatorjev, je faza načrtovanja. Pri projektiranju so upoštevani konstrukcijski in tehnološki dejavniki. Izbrati morate pravo možnost oblikovanja, pri čemer se strinjate z minimumom splošne dimenzije in zahtevano tehnične specifikacije.
Namen tega tečajno delo je razvoj papirnatega kondenzatorja z določenimi parametri ter nabava osebna izkušnja razvoj radioelementov.
1.
Pregled zasnov kondenzatorjev in izbira smeri oblikovanja
Kondenzator je element električni tokokrog, sestavljen iz prevodnih elektrod (plošč), ločenih z dielektrikom in namenjenih uporabi njegove kapacitivnosti. Kapacitivnost kondenzatorja je razmerje med nabojem kondenzatorja in potencialno razliko, ki jo naboj daje kondenzatorju.
Kondenzatorje, ki se uporabljajo v elektronskih napravah, lahko razdelimo na fiksne kondenzatorje, spremenljive kondenzatorje in nastavitvene kondenzatorje. V tem delu bomo obravnavali konstantne kondenzatorje. Stalni kondenzatorji so tako kot upori še posebej pogosto uporabljeni elementi vezja, ki imajo zelo različne zahteve.
Glavni parametri kondenzatorjev: nazivna kapacitivnost, dovoljena odstopanja dejanske kapacitivnosti od nominalne, nazivna napetost, izolacijska upornost, tangens izgube, temperaturni koeficient kapacitivnosti.
Konstantne kondenzatorje lahko glede na uporabljeni dielektrik razdelimo na kondenzatorje z zračnim in trdnim dielektrikom. Kondenzatorje s trdnim dielektrikom lahko razdelimo na kondenzatorje z anorganskim dielektrikom - sljuda, keramika, steklo, steklokeramika, stekleni emajl itd. in za kondenzatorje z organskim dielektrikom - iz papirja in filmov iz polistirena, fluoroplastike itd.
Kondenzatorji imajo različne oblike, na primer, zasnova embalaže (slika 1.1) se uporablja v sljudi, steklo-emajlu, steklokeramiki in nekaterih vrstah keramični kondenzatorji in je paket dielektričnih plošč (1) debeline cca 0,04 mm, na katere so nabrizgane metalizirane plošče (2), povezane v skupni kontakt s trakovi folije (3). Sestavljen paket je stisnjen z gubami (4), na katere so pritrjeni gibljivi vodniki (5), in prekrit z vlago odpornim emajlom. Število plošč v paketu doseže 100,4
Slika 1.1 Zasnova paketa kondenzatorjev
Cevna oblika (slika 1.2) je značilna za visokofrekvenčne cevaste kondenzatorje in je keramična cev (1) z debelino stene približno 0,25 mm, na notranji in zunanji površini katere sta srebrni plošči (2) in (3) nanašajo se z žganjem. Za povezavo gibkih žičnih vodnikov (4) se notranja obloga pripelje na zunanjo površino cevi in med njo in zunanjo oblogo se ustvari izolacijski pas (5); zaščitno folijo iz izolacijske snovi.
Slika 1.2 Zasnova cevastega kondenzatorja
Zasnova diska (slika 1.3) je značilna za visokofrekvenčne keramične kondenzatorje: na keramični disk (1) sta obojestransko vžgani srebrni plošči (2) in (3), na katere sta priključena gibljiva vodila (4).
Slika 1.3 Zasnova disk kondenzatorja
Za monolitne večslojne keramične kondenzatorje je značilna ulita prerezna konstrukcija (slika 1.4), izdelani so z ulivanjem vroče keramike, kar ima za posledico keramični surovec (1) z debelino stene približno 100 mikronov in režami (utori) (2) med njimi; njih, katerih debelina je približno 130-150 mikronov. Ta surovec se nato potopi v srebrno pasto, ki zapolni utore, nato pa se srebro vžge v keramiko.
Slika 1.4 Zasnova litega sekcijskega kondenzatorja
Zasnova zvitka (slika 1.5) je značilna za nizkofrekvenčne kondenzatorje iz papirne folije z visoko zmogljivostjo. Strukturno so papirni kondenzatorji izdelani iz dveh dolgih trakov aluminijaste ali svinčeno-kositrne folije (2), ločenih z več plastmi papirja (1) z debelino od 4-5 do 12-15 mikronov in zvitih v okrogel ali ovalni zvitek. .
Slika 1.5 Zasnova valjastega kondenzatorja
Za povečanje električne trdnosti in stabilnosti je kondenzator impregniran s parafinom, cerezinom, vazelinom, oljem ali različnimi spojinami. Glavna naloga impregnacije je zapolniti pore v papirju in praznine med plastmi papirja in platnicami.
Število slojev papirja n in debelina papirja d sta določena z delovno napetostjo in pogoji delovanja kondenzatorja. Kondenzatorji z enoslojnimi dielektriki in folijskimi ploščami so manjši, vendar ne zagotavljajo visoke električne trdnosti in zanesljivosti.
Kar zadeva električno zmogljivost, so papirni kondenzatorji bistveno slabši od sljude ali keramike. Imajo velike izgube ( , ki se hitro povečujejo s frekvenco, in nižajo izolacijsko upornost. Njihovi parametri so odvisni od podnebne razmere in se sčasoma spreminjajo. Zato so papirnati kondenzatorji običajno zapečateni. Za tesnjenje kondenzatorjev relativno majhne kapacitete (do 0,1 μF) se uporablja cilindrično porcelansko ohišje z več velike vrednosti kondenzatorji imajo cilindrično kovinsko ohišje, za kondenzatorje z visoko zmogljivostjo pa ravno ali pravokotno kovinsko ohišje. Pomembna pomanjkljivost papirnatih kondenzatorjev je njihova visoka samoinduktivnost, ki je posledica dejstva, da so plošče kondenzatorja zvite v obliki spirale. riž. 1.6 - Vzorci navijanja za papirnate kondenzatorje: a - z ofsetno folijo; b - z vtičnimi sponkami; 1 - folija; 2 - kondenzatorski papir; 3 - štrleči konci folije; 4 - vstavljeni zaključki. Neinduktivni kondenzatorji so zasnovani tako, da imajo sponke najkrajšo možno povezavo z vsemi odseki plošč (slika 1.6, a). Da bi zmanjšali induktivnost na cenejši način, so vodniki nameščeni v odseku, ko so naviti skozi določeno število ovojev, povezani skupaj na skupni terminal (slika 1.6, b). 2.
Izbira materialov za papirni kondenzator
2.1
Osnovni dielektrični materiali
V papirnatih kondenzatorjih z visoko zmogljivostjo - do nekaj mikrofaradov ali majhnih kondenzatorjih z zmogljivostjo do nekaj desetin mikrofaradov je dielektrik kondenzatorski papir (GOST 1908-88). Po GOST 1908-88 se papir proizvaja v 4 vrstah: KON - navaden kondenzatorski papir, ki se uporablja kot dielektrik v elektronski in radiotehnični industriji, predvsem za izdelavo majhnih električnih kondenzatorjev za industrijske in gospodinjske aparate; SKON - specialni kondenzacijski papir, ki se uporablja pri izdelkih, ki zahtevajo več visoki ravni električna trdnost, papir ima manjši tangens dielektrične izgube pri temperaturi 100°C; MKON - papir z nizkimi dielektričnimi izgubami, namenjen za impregnacijo s sintetičnimi impregnacijskimi spojinami, odlikuje visoka kemična čistost in visoke vrednosti električne trdnosti, nizke dielektrične izgube; EMKON - papir visoke električne trdnosti z majhnimi dielektričnimi izgubami, se uporablja v visokotokovni in visokonapetostni tehniki za izdelavo močnostnih in impulznih kondenzatorjev, ki delujejo v pogojih povečanih električnih obremenitev. Ker posebni pogoji ni navedeno v nalogi, za izračun uporabimo kondenzatorski papir KOH. V skladu z GOST 1908-88 je predvidena proizvodnja papirja z različnimi gostotami glede na debelino (tabela 2.2). Tabela 2.1 Ujemanje med vrstami žigov in debelino papirja Vrsta in tip papirja Debelina papirja, mikronov za znamke 0,81233.5KON--4-308-15-SKON-10-307-308-128-12MKON10-208-306-308-15-EMKON10-2010-306-308-12 - Tabela 2.2 Ustrezna debelina in gostota papirja Znamka papirja Gostota, g/cm 30,80,80 ± 0,0511,00 ± 0,0521,20 ± 0,0531,30 ± 0,053.51,35 ± 0,05 Ko se spremeni volumetrična teža papirja, se spremenijo njegove električne lastnosti. Čim debelejši je papir, tj. večji kot je delež njegove prostornine napolnjen z vlakni, večja je dielektrična konstanta in električna trdnost. Z večanjem gostote se povečuje tudi vrednost tangensa dielektrične izgube suhega papirja. Kondenzatorski papir je heterogeni dielektrik, sestavljen iz vlaken, ki glede na gostoto papirja zavzemajo 51 - 87% njegove prostornine. Preostali del obsega sestavljajo pore, ki vsebujejo zrak in so delno napolnjene z vlago. V zračno suhem stanju količina vlage doseže 10 % teže papirja. Za povečanje električne trdnosti in dielektrične konstante se papir posuši in impregnira z različnimi tekočimi ali trdimi polarnimi ali nepolarnimi spojinami (tabela 2.3). Če je potrebno, se uporabljajo nepolarne impregnacijske spojine visoke vrednosti električne lastnosti(visoko in majhne ) in majhno odstopanje kapacitivnosti pri ekstremnih delovnih temperaturah. Z uporabo polarnih dielektrikov za impregnacijo papirnih kondenzatorjev je mogoče zmanjšati skupne dimenzije kondenzatorjev in s tem prihraniti aktivne materiale. Na primer, lahko uporabite ricinusovo olje, vendar bo to povečalo kot izgube. Glavna prednost tekočih impregnacijskih mas je popolna zapolnitev vseh por v papirju, v nasprotju s trdnimi masami, ki se skrčijo, kar povzroči nastanek ostankov plinskih vključkov v dielektriku kondenzatorja. Zaradi krčenja se zmanjšata električna trdnost in dielektrična konstanta. Prednost utrjevalnih mas je možnost uporabe poceni, nezatesnjene strukture, vendar le pod pogojem, da kondenzator ne zahteva visoke odpornosti na vlago. Glavna vrsta impregnacijskih mas, ki se uporabljajo pri proizvodnji papirnih kondenzatorjev, so tekoče mase. Tabela 2.3 Značilnosti impregnacijskih sestavkov za papirne kondenzatorje Lastnosti Kondenzacijsko oljeSovol Kondenzator vazelin Ricinusovo oljeGostota, g/cm3, pri t=20 0,86-0,891,51-1,560,83-0,880,95-0,97 Tečišče, 0 -45+5 - +6+30 - +40-15÷ -17 Toplotna prevodnost, 0,00130,00101--Toplotna kapaciteta pri 20 - 100 , kcal/kg deg0,43 -0,580,36--temperaturni koeficient prostorninske ekspanzije, 0,0006-0,00070,001--Specifična volumska upornost pri 20 , Električna trdnost pri 50 Hz, 20 , sq/cm200170>200200Dielektrična konstanta pri 50 Hz, 20 2.1-2.34.6-5.22.1-2.24.2-4.7 Tangens dielektrične izgube pri 50 Hz, 90 0,0050,03-0,003<0,002>0,01
Vsak kondenzator ima omejeno življenjsko dobo. Običajno so radijski kondenzatorji zasnovani za zgornjo temperaturno mejo 70 °C in za življenjsko dobo med neprekinjenim delovanjem reda 5000-10000 ur Tabela 2.4 prikazuje vrednosti dovoljene delovne napetosti za navedene načine delovanja pri različne pomene debelina papirja in različne številke njene plasti med ploščami. Tabela 2.4 Dovoljene vrednosti obratovalne poljske jakosti Debelina sloja in število slojev papirja Dovoljena napetost kV/mmAt 70 Pri 85 Pri 100 8 mikronov 212,5--8 mikronov 316,712,58,310 mikronov 320--8 mikronov 4-18.712.510 mikronov 425251510 mk 530302010 mk 6-33,425
Razčlenitev kondenzatorja se lahko pojavi ne samo skozi debelino dielektrika, ampak tudi vzdolž površine robov (razdalja od roba plošče do roba dielektrika). Zato je treba velikost roba izbrati na podlagi preskusne napetosti, pri kateri ne bi smeli opaziti razelektritve vzdolž roba; takšne vrednosti širine roba so predstavljene v tabeli 2.5. Tabela 2.5 Izbira širine roba Testna napetost (enosmerni tok), V Širina roba, mm Navitje s skrito folijo Navitje s štrlečo folijo 1500 ali manj 231600-20002.542100-300035 Pri polnjenju pravega kondenzatorja tok sčasoma pade ne na nič, ampak na določeno končno vrednost - tok uhajanja Večja kot je izolacijska upornost, nižji so uhajajoči tokovi. Izolacijska upornost velikih kondenzatorjev je določena predvsem z uhajajočim tokom skozi debelino dielektrika in je zato odvisna od specifične volumske upornosti dielektrika. , na površino plošče in na debelino dielektrika. Volumska upornost papirja 2.2
Zaščitne strukture kondenzatorjev
obstajajo različna sredstva zaščita kondenzatorjev pred vlago, ki jih delimo na dve vrsti: zaščita pred vlago z organskimi dielektriki (zatesnitev strukture) in zaščita pred vlago z anorganskimi dielektriki in kovino (zatesnitev strukture kondenzatorja). Najenostavnejši način zaščite pred vlago impregniranega kondenzatorskega dela je prekrivanje s plastjo izolacijskega laka. Korak naprej v smeri izboljšanja odpornosti kondenzatorjev na vlago je bilo polnjenje impregniranih kondenzatorskih delov z vodoodporno maso, nameščenih v kovinsko ali izolacijsko ohišje. Pomanjkljivost takšnih struktur je njihova zmanjšana odpornost proti zmrzovanju, saj je pri nizkih temperaturah možno razpokanje livne mase. Dramatično izboljšanje zanesljivosti je bilo doseženo z uporabo spojin na osnovi epoksi smol za polnjenje. Plastično stiskanje se pogosto uporablja za kondenzatorje iz sljude. Za papirnate kondenzatorje se ta metoda zaščite pred vlago redko uporablja, saj je treba uporabiti relativno visoka temperatura stiskanje in visok specifični tlak lahko poškodujeta celovitost kondenzatorskega dela. Za zaščito papirnatih kondenzatorjev se uporablja metoda obloge z vodoodporno spojino ("pupation") (slika 2.1). Obloga se lahko izvede s potopitvijo kondenzatorskega dela v staljeno spojino ali z vlivanjem mase v zložljiv kalup. Slika 2.1 Obloga z vodoodporno maso Ena od možnosti za uporabo termoreaktivne plastike pri oblikovanju kondenzatorjev je stiskanje plastike na vodilnih kontaktih v kovinskem pokrovu kondenzatorja (slika 2.2), ki se nato spajka v kovinsko ohišje. Poleg tega je terminal namesto stiskanja s plastiko napolnjen z epoksidno zmesjo. Slika 2.2 Plastično stiskanje svinčenih kontaktov v kovinskem pokrovu kondenzatorja V nekaterih primerih se uporabljajo tudi keramični izolatorji, trdni (slika 2.3, a) ali kompozitni (slika 2.3, b), zatesnjeni z elastičnimi tesnili iz posebne gume. Slika 2.3 Keramični zatesnjeni izolatorji: a - trdni, b - kompozitni Nekateri materiali, odporni na vlago, so predstavljeni v tabeli 2.6. (P - koeficient prepustnosti vlage organske snovi, h - topnost, D - difuzijski koeficient) Tabela 2.6 Konstante nekaterih organskih materialov, odpornih na vlago Ime materiala g/cm h mmh g/cm 3mmD , cm 2/h Politrifluorokloroetilen (fluoroplast-3) Politetrafluoroetilen (fluoroplast-4) Parafin Ceresin Poliamid-68 Polietilen Poliuretan Epoksi smola Polivinil klorid Polistiren Bitumenske spojine Polimetil metakrilat Bakelit Benzilceluloza Celuloza acetat Polisiloksan kavčuk 0,6 4,5 4-6 6 21 30 50 50-80 33-110 100-200 100-200 360 500 800-1600 1000- 1600 24 001 1,5 - - 7 15 50 10 55 2 - 12 - - - 800,6 3 - - 3 2 1 5-8 0,6-2 50-100 - 30 - - - 30 Pomanjkljivost zaščite pred vlago na podlagi nanosa organski materiali, je, da imajo končno vrednost prepustnosti vlage. Zaprte strukture, ki so kombinacija kovine s keramiko ali steklom, z uporabo šivov, povezanih z mehkimi spajkami, so postale razširjene; ta sistem zaščite pred vlago je znan kot vakuumsko tesnjenje (slika 2.4). Slika 2.4 Vakuumsko tesnjenje a - keramični izolator, spajkan v kovinski pokrov; b - stekleni izolator, spajkan v kovinsko cev; d - izolator keramičnega diska, spajkan v kovinsko cev; d - kovinski pokrovček, prispajkan na keramično cev, e - keramični pokrovček, prispajkan na keramično telo Za kondenzatorje z visoko zmogljivostjo se uporabljajo kovinska ohišja s prispajkanimi pokrovi, v katere so spajkani keramični metalizirani izolatorji (slika 2.4, a) ali posebne steklene puše (slika 2.4, b). Za kondenzatorje, namenjene povečanju delovna temperatura približno 100 , uporabljajo se jeklena telesa, ki nimajo šiva, ki so s pokrovom povezana z varjenjem. 2.3 Pokrivni materiali
Plošče kondenzatorjev se segrevajo s tokom, ki teče skozi njih, in hkrati odvajajo toploto od dielektrika do telesa kondenzatorja. Med delovanjem kondenzatorja so folijske plošče podvržene mehanskim obremenitvam, ki jih povzročajo elektrodinamične sile, ki nastanejo, ko tokovi tečejo v tesno razporejenih elektrodah. Tudi materiali plošč so izpostavljeni mehanskim obremenitvam med navijanjem in sestavljanjem kondenzatorskih odsekov. Ti pogoji določajo zahteve za material obloge: imeti mora visoko električno prevodnost, toplotno prevodnost in mehansko trdnost. Za obloge se največkrat uporablja aluminijasta folija. Sodobna proizvodnja kondenzatorjev uporablja za izdelavo plošč različne vrste kondenzatorji veliko število različne kovine. Značilnosti nekaterih kovin so podane v tabeli 2.7. kapacitivnost kondenzatorja dielektrična obloga Tabela 2.7 Značilnosti nekaterih prevodnih materialov ZnačilnostiSrebroBakerZlatoAluminijKositerTantal Upornost, µOhm cm1,621,752,42,813,414,6 Temperaturni koeficient upora, 364438424435Gostota, g/cm310.58,919.32.77.416.6Koeficient linearne razteznosti, 19.716.514.223.826.76.5 Toplotna kapaciteta (0-100 ) kcal/deg h0.0560.1000.0620.1680.5590.036 Toplotna prevodnost, W/cm deg4.203.93-2.220.630.54 Baker ima nizko upornost, visoko mehansko trdnost, zadovoljivo odpornost proti koroziji, se enostavno spajka, vari in dobro obdeluje, kar omogoča zvijanje v plošče, trakove in vlečenje v žico. Običajno se bakrena folija uporablja pri izdelavi navitih kondenzatorjev majhne kapacitete, ko je potrebna povečana trdnost plošč. Takšna folija se včasih uporablja tudi pri izdelavi sljudnih kondenzatorjev, ko je treba uporabiti plošče z nizko upornostjo. Glavna vrsta kovinske folije, ki se uporablja pri proizvodnji kondenzatorjev, je aluminijasta folija. Aluminij je približno 3,5-krat lažji od bakra, ima nizko upornost, visoko toplotno prevodnost, zlahka se valja na majhne debeline in je relativno poceni. Za električne namene se uporablja aluminij tehnične čistosti, ki vsebuje do 0,5% primesi. Aluminij visoke čistosti (nečistoče do 0,03%) se uporablja za izdelavo tanke (do 6 mikronov) folije, elektrod in ohišij elektrolitskih kondenzatorjev. Včasih se namesto tanke aluminijaste folije uporablja kositrna folija (natančneje kositer-svinec z dodatkom antimona) kot material, ki je enostaven za spajkanje in se zaradi svoje mehkobe tesneje prilega dielektriku. Ta folija se proizvaja v majhnih serijah debeline do 7 mikronov. Slabost te folije, razen povečan strošek in povečana upornost, je slabša toplotna prevodnost in povečana specifična teža. Zlato ima visoko duktilnost (natezna trdnost 150 MPa, raztezek ob pretrgu približno 40 %) in se uporablja v elektronski tehnologiji za nanos protikorozijsko odpornih premazov na mikrovalovne resonatorje, notranje površine valovod, elektrode svetilke itd. Srebro je kovina, odporna na oksidacijo (z normalna temperatura), ki ima najnižjo upornost (tabela 2.7). Uporablja se za izdelavo elektrod in kontaktov za nizke tokove, za neposredno nanašanje na dielektrike, pa tudi pri proizvodnji keramičnih in sljudnih kondenzatorjev. Pri izdelavi elektrolitskih kondenzatorjev se uporablja tanka tantalova folija debeline 10-15 mikronov, tako kot je aluminijasta folija nosilec oksidne plasti (dielektrika). Zaradi nizkih stroškov je najpogostejši material z visoko električno prevodnostjo aluminij. V skladu z GOST 618-73* "Aluminijasta folija, valjana za električne namene", se folija proizvaja v debelini od 0,005 do 0,2 mm s širino zvitka od 10 do 200 mm. Tolerance debeline se gibljejo od ±10 do ±20%, kar lahko med projektiranjem povzroči opazno odstopanje dejanske debeline in teže profila od izračunanih vrednosti, dobljenih z nazivnimi dimenzijami. 3.
Izračun kondenzatorja
.1 Osnovna načela izračuna
Izračun kondenzatorja se zmanjša na ugotovitev optimalne velikosti, ki zagotavlja, da so dosežene določene vrednosti električnih značilnosti kondenzatorja, in zanesljivost delovanja, ko po najnižji ceni za njegovo proizvodnjo. V posebnih primerih, če se kondenzator uporablja v posebej kritični opremi, je njegova cena lahko drugotnega pomena, zato je treba glavno pozornost nameniti doseganju čim višjih karakteristik oziroma najmanjše prostornine in teže. V večini primerov vrsta dielektrika določa vrsto konstrukcije kondenzatorja - kondenzatorski odsek: ravno, cilindrično ali spiralno (navito). Z istim dielektrikom je mogoče uporabiti več modelov: če ni posebnih premislekov za izbiro konstrukcijske možnosti, je treba izračunati več možnosti in izbrati optimalno. Glavna stvar pri izračunu kondenzatorja je prava izbira debelina dielektrika d, saj so od tega odvisne tako dimenzije kondenzatorja kot zanesljivost njegovega delovanja. V bistvu morate vsakič narediti kompromis med dvema nasprotujočima si zahtevama: zagotoviti povečano zanesljivost, ki zahteva povečanje d, ali zagotoviti najmanjše vrednosti teža, prostornina in cena kondenzatorja, ki zahteva zmanjšanje d. V prvem približku se prostornina kondenzatorja spreminja sorazmerno s kvadratom debeline dielektrika, zato je zmanjšanje debeline d pomemben način za zmanjšanje stroškov kondenzatorja in zmanjšanje njegovih splošnih dimenzij. Za enosmerne in nizkofrekvenčne kondenzatorje je vrednost d običajno nastavljena na podlagi izračuna dielektrične trdnosti kondenzatorja; za številne vrste visokofrekvenčnih kondenzatorjev se vrednost d določi iz toplotni izračun in nato le preverjen glede na mejo električne trdnosti. Po določitvi vrednosti d je treba izbrati zasnovo kondenzatorskega odseka - osnovo kondenzatorja, ki je običajno določena z določeno ali izbrano vrsto dielektrika, kot tudi nazivne parametre kondenzatorja, določene v oblikovalska naloga. Izbrano glede na dizajn formula za izračun, ki povezuje kapacitivnost z debelino dielektrika in glavnimi dimenzijami plošč. Z uporabo formule za izbrano kapacitivnost določite nazivno vrednost kapacitivnosti , in ugotovljeno vrednost d, kot tudi izbiro razmerja med širino in dolžino plošč v primeru ploščatega ali spiralnega kondenzatorja iz konstrukcijskih razlogov ter določitev dolžine plošče ali premera cilindričnega kondenzatorja , lahko najdete dimenzije aktivnega dela dielektrika. Za določitev dimenzij odseka kondenzatorja je potrebno dodatno izbrati dimenzije robov (razdalja od roba plošče do roba dielektrika) glede na odsotnost prekrivanja ali glede na tehnološke vidike in debelina plošč glede na mehansko trdnost, tj. zaradi tehnoloških razlogov ali na podlagi izračuna količine izgub v ploščah (za visokofrekvenčne ali visokofrekvenčne kondenzatorje). 3.2
Izračun papirnega kondenzatorja
Izberemo debel papir KON-3 (1,30 g/cm 3) in impregnacijo s sovolom za povečanje dielektrične konstante, saj je kondenzator zasnovan za delovanje pri konstantna napetost. Za izračun dielektrične konstante impregniranega papirja uporabimo formulo: kje - dielektrična konstanta vlakna ( ;
Dielektrična konstanta impregnacije; Koeficient dielektričnega stiskanja (lahko se vzame enak 1); Gostota suhega papirja ;
Gostota vlaken ( ).
Sprejmite dielektrično trdnost iz tabele 2.4 bo v tem primeru debelina dielektrika enaka: Vzamemo dielektrik iz treh plasti 10 mikronskega papirja. Sprejmemo navijanje s skrito folijo (sl. 3.1), iz tabele 2.5 poiščemo robno vrednost 2 mm. Za obloge vzamemo aluminijasto folijo širine b = 40 mm in debeline 5 mikronov. Nato širino papirja ob upoštevanju robov . Izberite premer trna za navijanje .
kje ;
Nazivna zmogljivost, µF; Premer, pri katerem se začne navijanje aktivnih zavojev, cm;
Debelina prevleke, mikronov; Aktivna širina pokrovov, cm; Število zavojev odseka najdemo po formuli: Slika 3.1 Mere enega odseka kondenzatorja Za namestitev devetih odsekov kondenzatorja uporabljamo jekleno ohišje. Če vzamemo debelino sten ohišja 0,3 mm in debelino izolacije odsekov 0,3 mm, dobimo zahtevano širino ohišja , zaokrožite vrednost na glej Izberimo standardna višina ohišje 54 mm, za 10 mm večjo višino kondenzatorski del za namestitev plošč in izolacije pod pokrov. Pokrov je pritrjen na telo s spajkanjem; Slika 3.2 Telo kondenzatorja Za izračun tokov uhajanja je potrebno najti površino plošč in upornost dielektrika. Vzemimo upornost impregniranega papirja kot povprečno vrednost med upornostjo suhega papirja in Sovol . Za iskanje dielektrične upornosti v enem odseku uporabimo formulo: kje ;
Nazivna zmogljivost, µF; Debelina dielektrika, mikronov; Upornost impregniranega papirja .
Poiščimo upor za vse odseke, ker so vsi enaki in povezani vzporedno, bo upor 9-krat manjši in enak Ohm. Poiščimo uhajajoči tok: Izračunajmo težo kondenzatorja. Teža pokrova: Teža papirja: Prosta prostornina telesa kondenzatorja, napolnjenega z impregnacijsko maso, je približno enaka , gostota impregnacije , dobimo okvirno težo impregnacijske mase . Teža telesa in pokrova (jeklo, specifična teža ) je enako: .
Če vzamemo približno težo enega izoliranega priključka za 10 g, dobimo težo priključkov 20 g. Potem bo približna skupna teža kondenzatorja .
Prostornina kondenzatorja je .
Primerjava izračunanega kondenzatorja z realnimi analogi je predstavljena v tabeli 3.1. Tabela 3.1 Primerjava karakteristik kondenzatorja Parameter Izračunani kondenzatorKBG-MNKBG-MNE Kapaciteta, µF222 Nazivna napetost, V500400600 Prostornina, 86.478.3145.3 Teža, g132250360 Zaključek
Izračunali smo papirnati kondenzator in dobili njegove dimenzije: kvadratna osnovna širina 40 mm, višina 54 mm. Teža kondenzatorja 132,2 g, prostornina . Kot dielektrik je bil uporabljen kondenzatorski papir, aluminijasta folija. Kapaciteta kondenzatorja 2 µF, delovna napetost 500 V, tokovi uhajanja ne presegajo . Ta kondenzator ima prave analoge tipa KBG-MN. Papirnati kondenzatorji se uporabljajo predvsem v tokokrogih, kjer visoke izgube in nizka stabilnost niso pomembni. Reference
1.Petrov K.S. Radijski materiali, radijske komponente in elektronika: Vadnica. - Sankt Peterburg: Peter, 2003. - 506 str. 2.Volgov V.A. Deli in komponente radioelektronske opreme. - M .: Energija, 1977. - 656 str. .GOST 1908-88 Kondenzatorski papir. Splošno tehnične specifikacije
.Renne V.T., Bagalei Yu.V., Fridberg I.D. Izračun in načrtovanje kondenzatorjev: Učbenik za univerze - K.: Tehnika, 1966. - 324 str. .Renne V.T. Električni kondenzatorji. - L.: Energija, 1969. - 592 str. .Bodilovski V.G. Priročnik mladega radijca. - M .: Višja šola, 1983. - 322 str. .GOST 618-73* Aluminijasta folija za tehnične namene. Specifikacije Začetni kondenzator Sp mora biti 1,5-2 krat večji od delovnega kondenzatorja Av. Delovna napetost kondenzatorjev mora biti 1,5-krat večja od omrežne napetosti, kondenzator pa mora biti papir, na primer MBGO, MBGP itd. Pasivni dielektriki Ko je papir impregniran, se dielektrična konstanta in električna trdnost povečata, dimenzije, teža in cena kondenzatorja pa se zmanjšajo. Kabelska olja se uporabljajo za impregniranje papirne izolacije električnih kablov.