Схемы на все случаи жизни » Номинальное, рабочее и испытательное напряжение конденсатора

Под номинальным напряжением конденсатора понимается предельно допустимое напряжение постоянного тока (или сумма напряжений постоянного и переменного токов), при котором конденсатор может работать в течение гарантируемого срока службы при максимально допустимой рабочей температуре.

Номинальное напряжение постоянного тока устанавливается с необходимым запасом по отношению к длительной электрической прочности диэлектрика, исключающим возникновение в течение гарантируемого срока службы сильного старения конденсатора, вызывающего существенное ухудшение его электрических характеристик.

Допускаемые значения амплитуды переменного тока выбираются таким образом, чтобы исключить возможность развития ионизации в конденсаторе и его нагрев сверх допускаемой предельной температуры.

Эти значения обычно приводятся в технических условиях на конденсатор. При эксплуатации конденсаторов на переменном или постоянном с переменной составляющей напряжениях следует придерживаться следующих правил:

• Сумма постоянной составляющей и амплитуды пульсации не должна превышать номинального рабочего напряжения.

• Амплитуда переменного напряжения не должна превышать величины, определяемой формулой: U=400*10³*√(P_p/fC), где U — амплитуда переменного напряжения,В; P_p — допустимая реактивная мощность, Вар; С — емкость, пф; f — частота, гц.

• Ток, проходящий через конденсатор, не должен превышать допустимой по ТУ величины. Максимальным значением допустимого переменного напряжения, равным номинальному, обладают керамические низковольтные высокочастотные конденсаторы. Ограничение напряжения для этих конденсаторов обусловливается допустимыми значениями реактивной мощности и тока.

Для слюдяных конденсаторов допустимое значение амплитуды переменного напряжения в процентах от номинального в соответствии с действующими ТУ приведено ниже. Для конденсаторов типов КСО, СГМ:
• На номинальные напряжения до 500 В: 100% до 500 гц, 60% от 500 до 10000 гц, 20% более 10000 гц;

• На номинальные напряжения 500 В: 50% до 500 гц, 30% от 500 до 10000 гц, 10% более 10000 гц;

• На номинальные напряжения от 1000 до 3000 в: 30% до 50 гц, 20% от 500 до 10000 гц, 5% более 10000 гц;

• На номинальные напряжения 5000 в и выше: 15% до 500 гц, 20% от 500 до 10000 гц, 3% более 10000 гц.

Срок службы конденсаторов зависит от приложенного напряжения и окружающей температуры. Следовательно, существует принципиальная возможность в зависимости от времени, в течение которого будет эксплуатироваться конденсатор, и окружающей температуры устанавливать допустимые значения рабочих напряжений, значительно отличающиеся от номинальных. Это обстоятельство, расширяющее возможность применения конденсаторов, использовано в некоторых металлобумажных конденсаторах.

Во избежание повреждения конденсатора нельзя допускать, чтобы амплитудное значение переменной составляющей (любой формы, частоты и длительности воздействия) превышало величину приложенного постоянного напряжения, так как при этом на аноде периодически будет создаваться отрицательный потенциал.

Величина допускаемого значения переменной составляющей для электролитических конденсаторов зависит от типа конденсатора и уменьшается пропорционально частоте.

Некоторые типы конденсаторов нежелательно использовать при напряжениях, значительно ниже номинального (особенно ниже 1 в), так как могут возникнуть нарушения в работе схем из-за неустойчивости внутренних контактов между обкладками и выводами, роста потерь и развития окислительных процессов, приводящих к временной или постоянной потери емкости. Примером таких конденсаторов являются конденсаторы типа БМ-1.

При низких напряжениях наиболее надежными являются конденсаторы с припаянными или приваренными, контактами: керамические, стеклоэмалевые, стеклокерамические, бумажные (БМ-2, БМТ-2, К40У-9), металлобумажные (МБГ, МБГТ, МБМ, К42У-2), металлопленочные (МПГ, МПГО, К71П-2Б), фторопластовые (К72П-6).

Для отбраковки конденсаторов с заведомо низкой электрической прочностью, обусловленной грубыми случайными дефектами, заводы-изготовители проверяют конденсаторы испытательным напряжением, значительно превышающим номинальное. Конденсаторы должны выдерживать воздействие испытательного напряжения в течение короткого времени (обычно 10 сек) не пробиваясь.

Обычно испытательное напряжение выбирается, исходя из запаса кратковременной электрической прочности конденсатора.

Для слюдяных конденсаторов испытательное напряжение выбирается обычно в два раза больше номинального, для бумажных на напряжение до 1500 в 3 раза больше, а при 1500 в и выше в 2 раза больше.

Испытательным напряжением на заводах-изготовителях обычно проверяются все выпускаемые конденсаторы (испытание на электрическую прочность), что позволяет отбраковывать образцы с особо грубыми дефектами, но, однако, не обеспечивает безотказность при последующей эксплуатации конденсаторов, выдержавших это испытание. У конденсаторов, истинное пробивное напряжение которых превышало испытательное на сравнительно небольшую величину, воздействие испытательного напряжения может вызвать необратимое изменение в диэлектрике, снижающее запас электрической прочности.

При повторном испытании на электрическую прочность, такие конденсаторы могут выйти из строя. Эксперименты показывают, что если достаточно большую партию конденсаторов неоднократно испытывать одним и тем же испытательным напряжением, то при последующих испытаниях всегда будет иметься некоторое количество пробитых образцов.

Исходя из сказанного, проверки конденсаторов на электрическую прочность следует стремиться уменьшать до предела, например до двух: 1) на заводе-изготовителе конденсаторов и 2) при входном контроле на заводе-потребителе.

Однако при входном контроле рекомендуется проводить испытание конденсаторов всех типов

на кратковременную электрическую прочность при испытательном напряжении не выше 1.15*U_ном.

Список использованной литературы

1. Элементы радиоэлектронной аппаратуры. Электрические конденсаторы постоянной ёмкости. В.Н. Гусев, В.Ф.Смирнов. — М.: Советское радио, 1968.

Как определить не маркированный импортный электролитический SDM-конденсатор

При работе с SMD-конденсаторами многие радиолюбители сталкиваются с определёнными трудностями, поскольку с первой попытки разобраться с имеющимися на них обозначениями очень непросто. Существуют и такие конденсаторные изделия, на которых вообще нет маркировки.

Виды SMD-конденсаторов

Вследствие этого вопрос о том, как определить smd конденсатор без маркировки, представляется очень важным для всех любителей монтажа радиоаппаратуры. Но прежде чем научиться идентифицировать лишённые маркировки отечественные и импортные ёмкости, желательно ознакомиться с их разновидностями.

Виды SMD-конденсаторов

Различные наименования SMD-конденсаторов по своему функциональному назначению делятся на три класса:

• Керамические или плёночные неполярные изделия с номиналами от 10 пикофарад до 10 микрофарад, которые обычно не маркируются;
• Электролитические конденсаторы, имеющие форму алюминиевого бочонка, предназначенного для поверхностного монтажа;
• Танталовые конденсаторные детали, имеющие прямоугольный корпус различного размера. Выпускаются с цветовой (черной, желтой или оранжевой) маркировкой, дополненной специальным кодом.

Все перечисленные изделия должны иметь обозначение, выполненное в виде соответствующей стандарту маркировки. Но нередко она по той или иной причине отсутствует (стирается, смывается или не была нанесена при кустарном производстве). В этом случае необходимо предпринять какие-то шаги по их полной идентификации.

Как определить номинал и напряжение

Каждый миниатюрный конденсатор характеризуется двумя основными параметрами: номинальной ёмкостью и предельным напряжением, при котором он ещё может работать. Рассмотрим порядок выявления каждого из этих показателей более подробно.

Номинальное значение

Для определения первого из параметров можно воспользоваться следующими методами:

• Попытаться измерить их номинальную ёмкость посредством прибора (мультиметра), имеющего соответствующую функцию;
• Использовать для этих целей специальный измеритель RLC.

Измеритель RLC

Обратите внимание! Оба эти способа предполагают удаление конденсатора из платы или отпаивание хотя бы одной контактной площадки.

С порядком измерения SMD-конденсаторов тем и другим прибором можно ознакомиться в инструкции по их применению.

Рабочее напряжение

Для того чтобы проявить ситуацию с предельным рабочим напряжением данного элемента, существует всего лишь один надёжный способ. Он состоит в том, чтобы попытаться измерить напряжение между контактами, куда запаян неизвестный конденсатор (при включённой аппаратуре естественно).

После определения этого показателя можно предположить, что сам конденсатор рассчитан на напряжение, примерно в полтора раза превышающее полученное после измерения значение.

Электролитические компоненты

Известно, что маркировка электролитического конденсатора имеет свои особенности, проявляющиеся в указании ещё одного дополнительного параметра – полярности включения. В случае отсутствия этого обозначения единственный способ восстановить утерянную информацию – выпаять его из схемы и определить полярность напряжения на данном участке посредством мультиметра.

Дополнительная информация. Перед выпаиванием идентифицируемого изделия из платы следует пометить его ножки каким-либо способом, позволяющим зафиксировать их расположение в схеме.

В заключение отметим, что при любых разновидностях конденсаторных изделий для определения номинала или рабочего напряжения потребуется умение обращаться со специальной измерительной аппаратурой.

Видео

Оцените статью:

Как подобрать и рассчитать гасящий конденсатор

Как подобрать и рассчитать гасящий конденсатор

Конденсатор — двухполюсник с постоянным или переменным значением ёмкости и малой проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля.

В самом начале темы, относительно подбора гасящего конденсатора, рассмотрим цепь, состоящую из резистора и конденсатора, последовательно подключенных к сети. Полное сопротивление такой цепи будет равно:

Эффективная величина тока, соответственно, находится по закону Ома, напряжение сети делить на полное сопротивление цепи:

В результате для тока нагрузки и входного и выходного напряжений получим следующее соотношение:

А если напряжение на выходе достаточно мало, то мы имеем право считать эффективное значение тока приблизительно равным:

Однако давайте рассмотрим с практической точки зрения вопрос подбора гасящего конденсатора для включения в сеть переменного тока нагрузки, рассчитанной на напряжение меньшее стандартного сетевого.

Допустим, у нас есть лампа накаливания мощностью 100 Вт, рассчитанная на напряжение 36 вольт, и нам по какой-то невероятной причине необходимо запитать ее от бытовой сети 220 вольт. Лампе необходим эффективный ток, равный:

Тогда емкость необходимого гасящего конденсатора окажется равна:

Имея такой конденсатор, мы обретаем надежду получить нормальное свечение лампы, рассчитываем, что она по крайней мере не перегорит. Такой подход, когда мы исходим из эффективного значения тока, приемлем для активных нагрузок, таких как лампа или обогреватель.

Но что делать, если нагрузка нелинейна и включена через диодный мост? Допустим, необходимо зарядить свинцово-кислотный аккумулятор. Что тогда? Тогда зарядный ток окажется для батареи пульсирующим, и его значение будет меньше эффективного значения:

Иногда радиолюбителю может быть полезным источник питания, в котором гасящий конденсатор включен последовательно с диодным мостом, на выходе которого имеется в свою очередь конденсатор фильтра значительной емкости, к которому присоединена нагрузка постоянного тока. Получается своеобразный бестрансформаторный источник питания с конденсатором вместо понижающего трансформатора:

Здесь нагрузка в целом будет нелинейной, а ток станет уже далеко не синусоидальным, и вести расчеты необходимо будет несколько иначе. Дело в том, что сглаживающий конденсатор с диодным мостом и нагрузкой внешне проявят себя как симметричный стабилитрон, ведь пульсации при значительной емкости фильтра станут пренебрежимо малыми.

Когда напряжение на конденсаторе будет меньше какого-то значения — мост будет закрыт, а если выше — ток пойдет, но напряжение на выходе моста расти не будет. Рассмотрим процесс более подробно с графиками:

В момент времени t1 напряжение сети достигло амплитуды, конденсатор C1 также заряжен в этот момент до максимально возможного значения минус падение напряжения на мосте, которое будет равно приблизительно выходному напряжению. Ток через конденсатор C1 равен в этот момент нулю. Далее напряжение в сети стало уменьшаться, напряжение на мосте — тоже, а на конденсаторе C1 оно пока не изменяется, да и ток через конденсатор C1 пока что нулевой.

Далее напряжение на мосте меняет знак, стремясь уменьшиться до минус Uвх, и в тот момент через конденсатор C1 и через диодный мост устремляется ток. Далее напряжение на выходе моста не меняется, а ток в последовательной цепочке зависит от скорости изменения питающего напряжения, словно к сети подключен только конденсатор C1.

По достижении сетевой синусоидой противоположной амплитуды, ток через C1 опять становится равным нулю и процесс пойдет по кругу, повторяясь каждые пол периода. Очевидно, что ток течет через диодный мост только в промежутке между t2 и t3, и величину среднего тока можно вычислить, определив площадь закрашенной фигуры под синусоидой, которая будет равна:

Если выходное напряжение схемы достаточно мало, то данная формула приближается к полученной ранее. Если же выходной ток положить равным нулю, то получим:

То есть при обрыве нагрузки выходное напряжение станет равно амплитуде сетевого!!! Значит следует применять такие компоненты в схеме, чтобы каждый из них выдержал бы амплитуду напряжения питания.

Кстати, при снижении тока нагрузки на 10%, выражение в скобках уменьшится на 10%, то есть напряжение на выходе увеличится примерно на 30 вольт, если изначально имеем дело, скажем, с 220 вольтами на входе и с 10 вольтами на выходе. Таким образом, использование стабилитрона параллельно нагрузке строго обязательно!!!

А что если выпрямитель однополупериодный? Тогда ток необходимо рассчитывать по такой формуле:

При небольших значениях выходного напряжения ток нагрузки станет вдвое меньшим, чем при выпрямлении полным мостом. А напряжение на выходе без нагрузки окажется вдвое большим, так как здесь мы имеем дело с удвоителем напряжения.

Итак, источник питания с гасящим конденсатором рассчитывается в следующем порядке:

• Первым делом выбирают, каким будет выходное напряжение.
• Затем определяют максимальный и минимальный токи нагрузки.
• Далее определяют максимум и минимум напряжения питания.
• Если ток нагрузки предполагается непостоянный, стабилитрон параллельно нагрузке обязателен!
• Наконец, вычисляют емкость гасящего конденсатора.

Для схемы с двухполупериодным выпрямлением, для сетевой частоты 50 Гц, емкость находится по следующей формуле:

Полученный по формуле результат округляют в сторону емкости большего номинала (желательно не более 10%).

Следующим шагом находят ток стабилизации стабилитрона для максимального напряжения питания и минимального тока потребления:

Для однополупериодной схемы выпрямления гасящий конденсатор и максимальный ток стабилитрона вычисляют по следующим формулам:

Выбирая гасящий конденсатор, лучше ориентироваться на пленочные и металлобумажные конденсаторы. Конденсаторы пленочные небольшой емкости — до 2,2 мкф на рабочее напряжение от 250 вольт хорошо работают в данных схемах при питании от сети 220 вольт. Если же вам нужна большая емкость (более 10 мкф) — лучше выбрать конденсатор на рабочее напряжение от 500 вольт.

Ранее ЭлектроВести писали, что в работе первого энергоблока Запорожской атомной электростанции (АЭС) произошел сбой.

По материалам: electrik.info.

Как проверить конденсатор | soundbass

При конструировании и ремонте электронной техники часто возникает необходимость в проверке радиоэлементов, в том числе и конденсаторов. О том, как с достоверной точностью проверить исправность конденсаторов перед их использованием и пойдёт речь.

Самым доступным и распространённым прибором, с помощью которого можно проверить практически любой конденсатор, является цифровой мультиметр, включенный в режим омметра.

Наиболее важным является проверка конденсатора на пробой.

Пробой конденсатора – это неисправность, связанная с изменением сопротивления диэлектрика между обкладками конденсатора вследствие превышения допустимого рабочего напряжения на обкладках конденсатора.

При значительном превышении рабочего напряжения на конденсаторе, между его обкладками происходит электрический пробой. На корпусе пробитых конденсаторов можно обнаружить потемнения, вздутия, тёмные пятна и другие внешние признаки неисправности элемента.

Поскольку конденсатор не пропускает постоянный ток, то сопротивление между его выводами (обкладками) должно быть очень большим и ограничиваться лишь так называемым сопротивлением утечки. В реальных конденсаторах диэлектрик, несмотря на то, что он является, по сути, изолятором, пропускает незначительный ток. Этот ток для исправного конденсатора очень мал и не учитывается. Он называется током утечки.

Проверка конденсаторов с помощью омметра

Данный способ подходит для проверки неполярных конденсаторов. В неполярных конденсаторах, в которых диэлектриком является слюда, керамика, бумага, стекло, воздух, сопротивление утечки бесконечно большое и если измерить сопротивление между выводами такого конденсатора цифровым мультиметром, то прибор зафиксирует бесконечно большое сопротивление.

Обычно, если у конденсатора присутствует электрический пробой, то сопротивление между его обкладками составляет довольно малую величину – несколько единиц или десятки Ом. Пробитый конденсатор, по сути, является обычным проводником.

На практике проверить на пробой любой неполярный конденсатор можно так:

Переключаем цифровой мультиметр в режим измерения сопротивления и устанавливаем самый большой из возможных пределов измерения сопротивления. Для цифровых мультитестеров серий DT-83x, MAS83x, M83x это будет предел 2M (2000k), то бишь, 2 Мегаома.

Далее подключаем измерительные щупы к выводам проверяемого конденсатора. При исправном конденсаторе прибор не покажет никакого значения и на дисплее засветиться единичка. Это свидетельствует о том, что сопротивление утечки конденсатора более 2 Мегаом. Этого достаточно, чтобы в большинстве случаев судить об исправности конденсатора. Если цифровой мультиметр чётко зафиксирует какое-либо сопротивление, меньшее 2 Мегаом, то, скорее всего, конденсатор неисправен.

Следует учесть, что держаться обеими руками выводов и щупов мультиметра при измерении нельзя. Так как в таком случае прибор зафиксирует сопротивление Вашего тела, а не сопротивление утечки конденсатора. Поскольку сопротивление тела человека меньше сопротивления утечки, то ток потечёт по пути наименьшего сопротивления, то есть через ваше тело по пути рука – рука. Поэтому не стоит забывать о правилах при проведении измерения сопротивления.

Проверка полярных электролитических конденсаторов с помощью омметра несколько отличается от проверки неполярных.

Сопротивление утечки полярных конденсаторов обычно составляет не менее 100 килоОм. Для более качественных полярных конденсаторов это значение не менее 1 Мегаом. При проверке таких конденсаторов омметром следует сначала разрядить конденсатор, замкнув выводы накоротко.

Далее необходимо установить предел измерения сопротивления не ниже 100 килоОм. Для упомянутых выше конденсаторов это будет предел 200k (200.000 Ом). Далее соблюдая полярность подключения щупов, измеряют сопротивление утечки конденсатора. Так как электролитические конденсаторы имеют довольно высокую емкость, то при проверке конденсатор начнёт заряжаться. Этот процесс занимает несколько секунд, в течение которых сопротивление на цифровом дисплее будет расти, и будет расти до тех пор, пока конденсатор не зарядится. Если значение измеряемого сопротивления перевалило за 100 килоОм, то в большинстве случаев можно с достаточной уверенностью судить об исправности конденсатора.

Ранее, когда среди радиолюбителей были распространены стрелочные омметры, проверка конденсаторов проводилась аналогичным образом. При этом конденсатор заряжался от батареи омметра и сопротивление, показываемое стрелочным прибором росло, в конечном итоге достигая значения сопротивления утечки.

По скорости отклонения стрелки измерительного прибора от нуля и до конечного значения оценивали емкость электролитического конденсатора. Чем дольше проходила зарядка (дольше отклонялась стрелка прибора), тем соответственно, была больше ёмкость конденсатора. Для конденсаторов с небольшой ёмкостью (1 – 100 мкф) стрелка измерительного прибора отклонялась достаточно быстро, что свидетельствовало о небольшой ёмкости конденсатора, а вот при проверке конденсаторов с большой ёмкостью (1000 мкф и более), стрелка отклонялась значительно медленнее.

Проверка конденсаторов с помощью омметра является косвенным методом. Более точную и правдивую оценку об исправности конденсатора и его параметрах позволяет получить мультиметр с возможностью измерения ёмкости конденсатора.

При проверке электролитических конденсаторов необходимо перед проведением измерения ёмкости полностью разрядить проверяемый конденсатор. Особенно этого правила стоит придерживаться при проверке полярных конденсаторов, имеющих большую ёмкость и высокое рабочее напряжение. Если этого не сделать, то можно испортить измерительный прибор.

Например, часто приходиться проверять исправность конденсаторов, которые выполняют роль фильтрующих, и применяются в импульсных блоках питания. Их ёмкость и рабочее напряжение достаточно велики и при неполном разряде могут привести к порче измерительного прибора.

Поэтому такие конденсаторы перед проверкой следует разрядить, закоротив выводы накоротко (для низковольтных конденсаторов с малой ёмкостью), либо подсоединив к выводам резистор, сопротивлением 5-10 килоОм (для высоковольтных конденсаторов).

При проведении данной операции не стоит касаться руками выводов конденсатора, иначе можно получить неприятный удар током при разряде обкладок. При закорачивании выводов заряженного электролитического конденсатора проскакивает искра. Чтобы исключить появление искры, выводы высоковольтных конденсаторов и закорачивают через резистор.

Одной из существенных неисправностей электролитических конденсаторов является частичная потеря ёмкости, вызванная повышенной утечкой. В таких случаях ёмкость конденсатора заметно меньше, чем указанная на корпусе. Определить такую неисправность при помощи омметра довольно сложно. Для точного обнаружения такой неисправности, как потеря ёмкости потребуется измеритель ёмкости, который есть не в каждом мультиметре.

Также с помощью омметра трудно обнаружить такую неисправность конденсатора как обрыв. При обрыве конденсатор электрически представляет собой два изолированных проводника не имеющих никакой ёмкости.

Для полярных электролитических конденсатором косвенным признаком обрыва может служить отсутствие изменения показаний на дисплее мультиметра при замере сопротивления. Для неполярных конденсаторов малой ёмкости обнаружить обрыв практически невозможно, поскольку исправный конденсатор также имеет очень высокое сопротивление.

Обнаружить обрыв в конденсаторе возможно лишь с помощью приборов для измерения ёмкости конденсатора.

На практике обрыв в конденсаторах встречается довольно редко, в основном при механических повреждениях. Куда чаще при ремонте аппаратуры приходиться заменять конденсаторы, имеющие электрический пробой либо частичную потерю ёмкости.
Например, люминесцентные компактные лампы частенько выходят из строя по причине электрического пробоя конденсаторов в электронной схеме преобразователя.

Причиной неисправности телевизора может служить потеря ёмкости электролитического конденсатора в схеме источника питания.

Потеря ёмкости электролитическими конденсаторами легко обнаруживается при замере ёмкости таких конденсаторов с помощью мультиметров с функцией измерения ёмкости. К таким мультиметрам относиться мультиметр Victor VC9805A+, который имеет 5 пределов измерения ёмкости:

20 нФ (20nF)
200 нФ (200nF)
2 мкФ (2uF)
20 мкФ (20uF)
200 мкФ (200uF)

Данный прибор способен измерять ёмкость в диапазоне от 20 нанофарад (20 нФ) до 200 микрофарад (мкФ). Как видно, с помощью этого прибора есть возможность замерить ёмкость, как обычных неполярных конденсаторов, так и полярных электролитических. Правда, максимальный предел измерения ограничен значением в 200 микрофарад (мкФ).

Измерительные щупы прибора подключаются к гнёздам измерения ёмкости (обозначается как Cx). При этом нужно соблюдать полярность подключения щупов. Как уже упоминалось, перед измерением ёмкости следует в обязательном порядке полностью разрядить проверяемый конденсатор. Несоблюдение этого правила может привести к порче прибора.

Неисправность конденсатора можно определить при внешнем осмотре, например, корпус электролитических конденсаторов имеет разрыв насечки в верхней части корпуса. Это свидетельствует о том, что на конденсатор действовало завышенное напряжение, вследствие чего и произошёл, так называемый «взрыв” конденсатора. Корпуса неполярных конденсаторов при значительном превышении рабочего напряжения имеют свойство раскалываться, на поверхности образуются расколы и трещины.

Такие дефекты конденсаторов появляются, например, при воздействии мощного электрического разряда на электронный прибор во время грозовых разрядов и сильных скачков напряжения электроосветительной сети.

Источник: go-radio.ru

Как определить номинал керамического конденсатора

Сегодня на рынке электронных компонентов существует много разных типов конденсаторов, и каждый тип обладает своими собственными преимуществам и недостатками. Некоторые способны работать при высоких напряжениях, другие отличаются значительной емкостью, у третьих мала собственная индуктивность, а какие-то характеризуются исключительно малым током утечки. Все эти факторы определяют области применения конденсаторов конкретных типов.

Рассмотрим, какие же бывают типы конденсаторов. Вообще их очень много, но здесь мы рассмотрим основные популярные типы конденсаторов, и разберемся, как этот тип определить.

Конденсаторы алюминиевые электролитические, например К50-35 или К50-29, состоят из двух тонких полосок алюминия, скрученных в рулон, между которыми в качестве диэлектрика помещается пропитанная электролитом бумага. Рулон помещается в герметичный алюминиевый цилиндр, на одном из торцов которого (радиальный тип корпуса) или на двух торцах которого (аксиальный тип корпуса) располагаются контактные выводы. Выводы могут быть под пайку либо под винт.

Ёмкость электролитических конденсаторов измеряется микрофарадами, и может быть от 0.1 мкф до 100 000 мкф. Значительная емкость электролитических конденсаторов, по сравнению с другими типами конденсаторов, и является их главным преимуществом. Максимальное рабочее напряжение электролитических конденсаторов может достигать 500 вольт. Максимально допустимое рабочее напряжение, как и емкость конденсатора, указываются на его корпусе.

Есть у этого типа конденсаторов и недостатки. Первый из которых — полярность. На корпусе конденсатора отрицательный вывод помечен знаком минус, именно этот вывод должен быть, при работе конденсатора в схеме под более низким потенциалом, чем другой, или конденсатор не сможет нормально накапливать заряд, и скорее всего взорвется, или будет в любом случае испорчен, если долго держать его под напряжением неверной полярности.

Именно по причине полярности, электролитические конденсаторы применимы лишь в цепях постоянного или пульсирующего тока, но никак не напрямую в цепях переменного тока, только выпрямленным напряжением можно заряжать электролитические конденсаторы.

Второй недостаток конденсаторов этого типа — высокий ток утечки. По этой причине не получится использовать электролитический конденсатор для длительного хранения заряда, но он вполне подойдет в качестве промежуточного элемента фильтра в активной схеме.

Третьим недостатком является то, что емкость конденсаторов этого типа снижается с ростом частоты (пульсирующего тока), но эта проблема решается установкой на платах параллельно электролитическому конденсатору еще и керамического конденсатора сравнительно небольшой емкости, обычно в 10000 меньшей, чем у стоящего рядом электролитического.

Теперь поговорим о танталовых конденсаторах. Примером могут служить К52-1 или smd А. В их основе пентаоксид тантала. Суть в том, что при окислении тантала образуется плотная не проводящая оксидная пленка, толщину которой можно технологически контролировать.

Твердотельный танталовый конденсатор состоит из четырех основных частей: анода, диэлектрика, электролита (твердого или жидкого) и катода. Технологическая цепочка при производстве довольно сложна. В начале создают анод из чистого прессованного танталового порошка, который спекают в глубоком вакууме при температуре от 1300 до 2000°C, чтобы получилась пористая структура.

Затем, путем электрохимического окисления, на аноде формируют диэлектрик в виде пленки пентаоксида тантала, толщину которой регулируют меняя напряжение в процессе электрохимического окисления, в результате толщина пленки получается всего от сотен до тысяч ангстрем, но пленка имеет такую структуру, что обеспечивает высокое электрическое сопротивление.

Следующий этап — формирование электролита, которым выступает полупроводник диоксид марганца. Солями марганца пропитывают танталовый пористый анод, затем его подвергают нагреву, чтобы диоксид марганца появился на поверхности; процесс повторяют несколько раз до получения полного покрытия. Полученную поверхность покрывают слоем графита, затем наносят серебро — получается катод. Структуру затем помещают в компаунд.

Танталовые конденсаторы похожи свойствами на алюминиевые электролитические, однако имеют особенности. Их рабочее напряжение ограничено 100 вольтами, емкость не превышает 1000 мкф, собственная индуктивность у них меньше, поэтому применяются танталовые конденсаторы и на высоких частотах, достигающих сотен килогерц.

Недостаток их заключается в крайней чувствительности к превышению максимально допустимого напряжения, по этой причине танталовые конденсаторы выходят из строя чаще всего из-за пробоя. Линия на корпусе танталового конденсатора обозначает положительный электрод — анод. Выводные или SMD танталовые конденсаторы можно встретить на современных печатных платах многих электронных устройств.

Керамические однослойные дисковые конденсаторы, например типов К10-7В, К10-19, КД-2, отличаются относительно большой емкостью (от 1 пф до 0,47 мкф) при малых размерах. Их рабочее напряжение лежит в диапазоне от 16 до 50 вольт. Их особенности: малые токи утечки, низкая индуктивность, дающая им возможность работать при высоких частотах, а также малые размеры и высокая температурная стабильность емкости. Такие конденсаторы успешно работают в цепях постоянного, переменного и пульсирующего тока.

Тангенс угла потерь tgδ не превышает обычно 0,05, а максимальный ток утечки – не более 3 мкА. Керамические конденсаторы устойчивы в внешним факторам, таким как вибрация с частотой до 5000 Гц с ускорением до 40 g, многократные механические удары и линейные нагрузки.

Керамические дисковые конденсаторы широко применяются в сглаживающих фильтрах источников питания, при фильтрации помех, в цепях межкаскадной связи, и почти во всех радиоэлектронных устройствах.

Маркировка на корпусе конденсатора обозначает его номинал. Три цифры расшифровываются следующим образом. Если две первые цифры умножать на 10 в степени третьей цифры, то получится значение емкости данного конденсатора в пф. Так, конденсатор с маркировкой 101 имеет емкость 100 пф, а конденсатор с маркировкой 472 — 4,7 нф.

Керамические многослойные конденсаторы, например К10-17А или К10-17Б, в отличие от однослойных, имеют в своей структуре чередующиеся тонкие слои керамики и металла. Их емкость поэтому больше, чем у однослойных, и может легко достигать нескольких микрофарад. Максимальное напряжение также ограничено здесь 50 вольтами. Конденсаторы этого типа способны, так же как и однослойные, исправно работать в цепях постоянного, переменного и пульсирующего тока.

Высоковольтные керамические конденсаторы способны работать при высоком напряжении от 50 до 15000 вольт. Их емкость лежит в диапазоне от 68 до 100 нф, и работать такие конденсаторы могут в цепях постоянного, переменного или пульсирующего тока.

Их можно встретить в сетевых фильтрах в качестве X/Y конденсаторов, а также в схемах вторичных источников питания, где они используются для устранения синфазных помех и поглощения шума если схема высокочастотная. Порой без применения этих конденсаторов, выход из строя устройства может угрожать жизни людей.

Особый тип высоковольтных керамических конденсаторов — конденсатор высоковольтный импульсный, применяемый для мощных импульсных режимов. Примером таких высоковольтных керамических конденсаторов являются отечественные К15У, КВИ и К15-4. Эти конденсаторы способны работать под напряжением до 30000 вольт, а высоковольтные импульсы могут следовать с высокой частотой, до 10000 импульсов в секунду. Керамика обеспечивает надежные диэлектрические свойства, а особая форма конденсатора и расположение обкладок препятствует пробою снаружи.

Такие конденсаторы весьма популярны в качестве контурных в мощной радиоаппаратуре и очень приветствуются, например, тесластроителями (для конструирования катушек Тесла на искровом промежутке или на лампах, – SGTC, VTTC).

Полиэстеровые (полиэтилентерефталат, лавсан) конденсаторы, например K73-17 или CL21, на основе металлизированной пленки широко применяются в импульсных блоках питания и электронных балластах. Их корпус из эпоксидного компаунда придает конденсаторам влагостойкости, теплостойкости и делает их устойчивыми к воздействию агрессивных сред и растворителей.

Полиэстеровые конденсаторы выпускаются емкостью от 1 нф до 15 мкф, и рассчитаны на напряжение от 50 до 1500 вольт. Их отличает высокая температурная стабильность при высокой емкости и небольших размерах. Цена полиэстеровых конденсаторов не высока, поэтому они весьма популярны во многих электронных устройствах, в частности в балластах энергосберегающих ламп.

Маркировка конденсатора содержит на конце букву, обозначающую допуск по отклонению емкости от номинальной, а также букву и цифру в начале маркировки, обозначающие допустимое максимальное напряжение, например 2А102J – конденсатор на максимальное напряжение 100 вольт, емкостью 1 нф, допустимое отклонение емкости +-5%. Таблицы для расшифровки маркировки можно легко найти в интернете.

Широкий диапазон емкостей и напряжений, дает возможность использования полиэстеровых конденсаторов в цепях постоянного, переменного и импульсного токов.

Полипропиленовые конденсаторы, например К78-2, в отличие от полиэстеровых, в качестве диэлектрика имеют полипропиленовую пленку. Конденсаторы этого типа выпускаются емкостью от 100 пф до 10 мкф, а напряжение может достигать 3000 вольт.

Преимущество этих конденсаторов заключается не только в высоком напряжении, но и в чрезвычайно низком тангенсе угла потерь, поскольку tgδ может не превышать 0,001. Такие конденсаторы широко используются, например, в индукционных нагревателях, и могут работать на частотах измеряемых десятками и даже сотнями килогерц.

Отдельного упоминания заслуживают пусковые полипропиленовые конденсаторы, такие например, как CBB-60. Эти конденсаторы используют для пуска асинхронных двигателей переменного тока. Они наматываются металлизированной полипропиленовой пленкой на пластиковый сердечник, затем рулон заливается компаундом.

Корпус конденсатора выполнен из материала не поддерживающего горение, то есть конденсатор полностью пожаробезопасный и подходит для работы в тяжелых условиях. Выводы могут быть как проводными, так и под клеммы и под болт. Очевидно, конденсаторы этого типа предназначены для работы на промышленной сетевой частоте.

Пусковые конденсаторы выпускаются на переменное напряжение от 300 до 600 вольт, а диапазон типичных емкостей — от 1 до 1000 мкф.

Огромное разнообразие конденсаторов позволяет использовать их практически в любой схеме. Для правильного подбора параметров электрической сети необходимо четко владеть знаниями маркировки конденсаторов, которые имеют ключевое значение. Сложность возникает из-за того, что она разнится в большом количестве случаев – на нее влияет производитель, страна-экспортер, вид и параметры самого конденсатора, и даже его размеры.

В данной статье рассмотрим основные параметры конденсаторов, которые влияют на их маркировку, а также научимся правильно читать значения, нанесенные производителем даже на самые крохотные изделия.

Параметры конденсаторов

Эти устройства предназначены для накопления электрического заряда. Емкость измеряется в специальных единицах, именуемых фарадами (Ф, или F). Однако 1 фарад – колоссальная величина, которая не используется в радиотехнике. Для конденсаторов применяется микрофарад (мкФ, µF) – фарад, разделенный на миллион. Единица обозначается как мкФ практически на всех типах конденсаторов. В теоретических расчетах иногда можно увидеть миллифарад (мФ, mF), что равняется фараду, деленному на тысячу. В маленьких конденсаторах применяется нанофарад (нФ, nF) и пикофарад (пФ, pF), что соответственно равняется 10 -9 и 10 -12 фарад. Это обозначение очень важно, так как используется в маркировке либо напрямую, либо с помощью заменяемых значений.

Типы маркировок

На данный момент производителями используется несколько типов, которые могут располагаться на корпусе как по отдельности, так и взаимозаменяемыми значениями. Все значения ниже будут исключительно теоретическими, предоставленными для наглядного примера.

• Самый простой тип маркировки – никаких шифров и табличных замещений, емкость напрямую пишется на корпусе, что без лишних движений сразу предоставляет конечному пользователю реальные параметры. И такой способ использовался бы везде, если бы не его громоздкость – полностью написать емкость получится только на довольно больших изделиях, иначе рассмотреть надпись будет невозможно даже с помощью лупы. Например: запись 100 µF±6% означает, что данный конденсатор имеет емкость 100 микрофарад с амортизацией в 6% от общей емкости, что равно значению 94–106 микрофарад. Также допускается использование маркировки вида 100 µF +8%/-10%, что означает неравнозначную амортизацию, равную 90–108 микрофарад. Это самый простой и понятный способ, однако такая маркировка очень громоздкая, поэтому применяется на больших и очень емких конденсаторах.

• Цифровая маркировка конденсаторов (а также численно-буквенная) используется в тех случаях, когда маленькая площадь изделия не позволяет поместить подробную запись о емкости. Поэтому определенные значения заменяются обычными цифрами и латинскими буквами, которые поочередно расшифровываются для получения полной информации.

Все очень просто – если используются только цифры (а на подобных изделиях их обычно три штуки), то расшифровывать нужно следующим образом:

• первые две цифры обозначают первые две цифры емкости;
• третья цифра обозначает количество нулей, которое необходимо дописать после первых двух цифр;
• такие конденсаторы всегда измеряются в пикофарадах.

Возьмем для примера первый вариант с картинки выше с записью 104. Первые две цифры так и оставляем – 10. К ним приписываем количество нулей, обозначенных третьей цифрой, то есть 4. Получаем значение в 100 000 пикофарад. Возвращаемся к таблице в начале статьи, уменьшаем количество нулей и получаем приемлемое значение в 100 микрофарад.

Если используется одна или две цифры, они так и остаются. Например, обозначения 5 и 15 обозначают 5 и 15 пикофарад соответственно. Маркировка .55 равна 0.55 микрофарад.

Интересная запись выполняется с использованием букв либо вместо точки, либо как другой величины. Например, 8n2 обозначает 8.2 нанофарад, когда как n82 означает 0.82 нанофарад. Для определенного класса конденсаторов в конце может дописываться дополнительная кодовая маркировка, например, 100V.

• Маркировка керамических конденсаторов численно-буквенным способом является стандартом для этих изделий. Здесь используются точно такие же алгоритмы шифрования, а сами надписи физически наносятся производителем на керамическую поверхность.

• Устаревшим, однако все еще используемым вариантом, считается цветовая индикация. Она применялась в советском производстве для упрощения считывания маркировки даже на очень маленьких изделиях. Минус в том, что запомнить сходу такую таблицу достаточно проблематично, поэтому желательно иметь ее под рукой, по крайней мере, поначалу. Цвета наносятся на конденсаторы, где маркировка выполняется в виде монотонных полосок. Считываются следующим образом:

• первые два цвета означают емкость в пикофарадах;
• третий цвет показывает количество нулей, которые необходимо дописать;
• четвертый и пятый цвета соответственно показывают возможный допуск и номинал подаваемого напряжения на изделие.

Цвет	Значение
Черный
Коричневый	1
Красный	2
Оранжевый	3
Желтый	4
Зеленый	5
Голубой	6
Фиолетовый	7
Серый	8
Белый	9

• Маркировка импортных конденсаторов выполняется аналогичными способами, только вместо кириллицы может использоваться латиница. Например, на отечественных вариантах может встречаться 5мк1, что означает 5.1 микрофарад. Тогда как на импортных это значение будет выглядеть как 5µ Если запись совершенно непонятна, то можно обратиться к официальному производителю за разъяснениями, скорее всего на сайте есть таблицы или программа, которые расшифровывают его маркировку. Однако это встречается только в исключительных случаях и редко попадается.

Заключение

Чем меньше конденсатор, тем более компактной записи он требует. Однако современное производство способно нанести на корпус достаточно маленькие значения, расшифровка которых выполняется вышеописанными способами. Внимательно проверяйте полученные значения во избежание поломки собранной электрической цепи.

1. Маркировка тремя цифрами.

В этом случае первые две цифры определяют мантиссу, а последняя — показатель степени по основанию 10, для получения номинала в пикофарадах. Последняя цифра «9» обозначает показатель степени «-1». Если первая цифра «0», то емкость менее 1пФ (010 = 1.0пФ).

код	пикофарады, пФ, pF	нанофарады, нФ, nF	микрофарады, мкФ, μF
109	1.0 пФ
159	1.5 пФ
229	2.2 пФ
339	3.3 пФ
479	4.7 пФ
689	6.8 пФ
100	10 пФ	0.01 нФ
150	15 пФ	0.015 нФ
220	22 пФ	0.022 нФ
330	33 пФ	0.033 нФ
470	47 пФ	0.047 нФ
680	68 пФ	0.068 нФ
101	100 пФ	0.1 нФ
151	150 пФ	0.15 нФ
221	220 пФ	0.22 нФ
331	330 пФ	0.33 нФ
471	470 пФ	0.47 нФ
681	680 пФ	0.68 нФ
102	1000 пФ	1 нФ
152	1500 пФ	1.5 нФ
222	2200 пФ	2.2 нФ
332	3300 пФ	3.3 нФ
472	4700 пФ	4.7 нФ
682	6800 пФ	6.8 нФ
103	10000 пФ	10 нФ	0.01 мкФ
153	15000 пФ	15 нФ	0.015 мкФ
223	22000 пФ	22 нФ	0.022 мкФ
333	33000 пФ	33 нФ	0.033 мкФ
473	47000 пФ	47 нФ	0.047 мкФ
683	68000 пФ	68 нФ	0.068 мкФ
104	100000 пФ	100 нФ	0.1 мкФ
154	150000 пФ	150 нФ	0.15 мкФ
224	220000 пФ	220 нФ	0.22 мкФ
334	330000 пФ	330 нФ	0.33 мкФ
474	470000 пФ	470 нФ	0.47 мкФ
684	680000 пФ	680 нФ	0.68 мкФ
105	1000000 пФ	1000 нФ	1 мкФ

2. Маркировка четырьмя цифрами.

Эта маркировка аналогична описанной выше, но в этом случае первые три цифры определяют мантиссу, а последняя — показатель степени по основанию 10, для получения емкости в пикофарадах. Например:

1622 = 162*10 2 пФ = 16200 пФ = 16.2 нФ.

3. Буквенно-цифровая маркировка.

При такой маркировке буква указывает на десятичную запятую и обозначение (мкФ, нФ, пФ), а цифры — на значение емкости:

15п = 15 пФ , 22p = 22 пФ , 2н2 = 2.2 нФ , 4n7 = 4,7 нФ , μ33 = 0.33 мкФ

Очень часто бывает трудно отличить русскую букву «п» от английской «n».

Иногда для обозначения десятичной точки используется буква R. Обычно так маркируют емкости в микрофарадах, но если перед буквой R стоит ноль, то это пикофарады, например:

0R5 = 0,5 пФ , R47 = 0,47 мкФ , 6R8 = 6,8 мкФ

4. Планарные керамические конденсаторы.

Керамические SMD конденсаторы обычно или вообще никак не маркируются кроме цвета (цветовую маркировку не знаю, если кто расскажет — буду рад, знаю только, что чем светлее — тем меньше емкость) или маркируются одной или двумя буквами и цифрой. Первая буква, если она есть обозначает производителя, вторая буква обозначает мантиссу в соответствии с приведенной ниже таблицей, цифра — показатель степени по основанию 10, для получения емкости в пикофарадах. Пример:

N1 /по таблице определяем мантиссу: N=3.3/ = 3.3*10 1 пФ = 33пФ

S3 /по таблице S=4.7/ = 4.7*10 3 пФ = 4700пФ = 4,7нФ

маркировка	значение	маркировка	значение	маркировка	значение	маркировка	значение
A	1.0	J	2.2	S	4.7	a	2.5
B	1.1	K	2.4	T	5.1	b	3.5
C	1.2	L	2.7	U	5.6	d	4.0
D	1.3	M	3.0	V	6.2	e	4.5
E	1.5	N	3.3	W	6.8	f	5.0
F	1.6	P	3.6	X	7.5	m	6.0
G	1.8	Q	3.9	Y	8.2	n	7.0
H	2.0	R	4.3	Z	9.1	t	8.0

5. Планарные электролитические конденсаторы.

Электролитические SMD конденсаторы маркируются двумя способами:

1) Емкостью в микрофарадах и рабочим напряжением, например: 10 6.3V = 10мкФ на 6,3В.

2) Буква и три цифры, при этом буква указывает на рабочее напряжение в соответствии с приведенной ниже таблицей, первые две цифры определяют мантиссу, последняя цифра — показатель степени по основанию 10, для получения емкости в пикофарадах. Полоска на таких конденсаторах указывает положительный вывод. Пример:

, по таблице «A» — напряжение 10В, 105 — это 10*10 5 пФ = 1 мкФ, т.е. это конденсатор 1 мкФ на 10В

буква	e	G	J	A	C	D	E	V	H (T для танталовых)
напряжение	2,5 В	4 В	6,3 В	10 В	16 В	20 В	25 В	35 В	50 В

Кодовая маркировка, дополнение

В соответствии со стандартами IEC на практике применяется четыре способа кодировки номинальной емкости.

А. Маркировка 3 цифрами

Первые две цифры указывают на значение емкости в пигофарадах (пф), последняя — количество нулей. Когда конденсатор имеет емкость менее 10 пФ, то последняя цифра может быть «9». При емкостях меньше 1.0 пФ первая цифра «0». Буква R используется в качестве десятичной запятой. Например, код 010 равен 1.0 пФ, код 0R5 — 0.5 пф.

Код	Емкость [пФ]	Емкость [нФ]	Емкость [мкФ]
109	1,0	0,001	0,000001
159	1,5	0,0015	0,000001
229	2,2	0,0022	0,000001
339	3,3	0,0033	0,000001
479	4,7	0,0047	0,000001
689	6,8	0,0068	0,000001
100*	10	0,01	0,00001
150	15	0,015	0,000015
220	22	0,022	0,000022
330	33	0,033	0,000033
470	47	0,047	0,000047
680	68	0,068	0,000068
101	100	0,1	0,0001
151	150	0,15	0,00015
221	220	0,22	0,00022
331	330	0,33	0,00033
471	470	0,47	0,00047
681	680	0,68	0,00068
102	1000	1,0	0,001
152	1500	1,5	0,0015
222	2200	2,2	0,0022
332	3300	3,3	0,0033
472	4700	4,7	0,0047
682	6800	6,8	0,0068
103	10000	10	0,01
153	15000	15	0,015
223	22000	22	0,022
333	33000	33	0,033
473	47000	47	0,047
683	68000	68	0,068
104	100000	100	0,1
154	150000	150	0,15
224	220000	220	0,22
334	330000	330	0,33
474	470000	470	0,47
684	680000	680	0,68
105	1000000	1000	1,0

* Иногда последний ноль не указывают.

В. Маркировка 4 цифрами

Возможны варианты кодирования 4-значным числом. Но и в этом случае последняя цифра указывает количество нулей, а первые три — емкость в пикофарадах.

Код	Емкость[пФ]	Емкость[нФ]	Емкость[мкФ]
1622	16200	16,2	0,0162
4753	475000	475	0,475

С. Маркировка емкости в микрофарадах

Вместо десятичной точки может ставиться буква R.

Код	Емкость [мкФ]
R1	0,1
R47	0,47
1	1,0
4R7	4,7
10	10
100	100

D. Смешанная буквенно-цифровая маркировка емкости, допуска, ТКЕ, рабочего напряжения

В отличие от первых трех параметров, которые маркируются в соответствии со стандартами, рабочее напряжение у разных фирм имеет различную буквенно-цифровую маркировку.

Код	Емкость
p10	0,1 пФ
Ip5	1,5 пФ
332p	332 пФ
1НО или 1nО	1,0 нФ
15Н или 15n	15 нФ
33h3 или 33n2	33,2 нФ
590H или 590n	590 нФ
m15	0,15мкФ
1m5	1,5 мкФ
33m2	33,2 мкФ
330m	330 мкФ
1mO	1 мФ или 1000 мкФ
10m	10 мФ

Кодовая маркировка электролетических конденсаторов для поверхностного монтажа

Приведенные ниже принципы кодовой маркировки применяются такими известными фирмами, как «Panasonic», «Hitachi» и др. Различают три основных способа кодирования

А. Маркировка 2 или 3 символами

Код содержит два или три знака (буквы или цифры), обозначающие рабочее напряжение и номинальную емкость. Причем буквы обозначают напряжение и емкость, а цифра указывает множитель. В случае двухзначного обозначения не указывается код рабочего напряжения.

Код	Емкость [мкФ]	Напряжение [В]
А6	1,0	16/35
А7	10	4
АА7	10	10
АЕ7	15	10
AJ6	2,2	10
AJ7	22	10
AN6	3,3	10
AN7	33	10
AS6	4,7	10
AW6	6,8	10
СА7	10	16
СЕ6	1,5	16
СЕ7	15	16
CJ6	2,2	16
CN6	3,3	16
CS6	4,7	16
CW6	6,8	16
DA6	1,0	20
DA7	10	20
DE6	1,5	20
DJ6	2,2	20
DN6	3,3	20
DS6	4,7	20
DW6	6,8	20
Е6	1,5	10/25
ЕА6	1,0	25
ЕЕ6	1,5	25
EJ6	2,2	25
EN6	3,3	25
ES6	4,7	25
EW5	0,68	25
GA7	10	4
GE7	15	4
GJ7	22	4
GN7	33	4
GS6	4,7	4
GS7	47	4
GW6	6,8	4
GW7	68	4
J6	2,2	6,3/7/20
JA7	10	6,3/7
JE7	15	6,3/7
JJ7	22	6,3/7
JN6	3,3	6,3/7
JN7	33	6,3/7
JS6	4,7	6,3/7
JS7	47	6,3/7
JW6	6,8	6,3/7
N5	0,33	35
N6	3,3	4/16
S5	0,47	25/35
VA6	1,0	35
VE6	1,5	35
VJ6	2,2	35
VN6	3,3	35
VS5	0,47	35
VW5	0,68	35
W5	0,68	20/35

В. Маркировка 4 символами

Код содержит четыре знака (буквы и цифры), обозначающие емкость и рабочее напряжение. Буква, стоящая вначале, обозначает рабочее напряжение, последующие знаки — номинальную емкость в пикофарадах (пФ), а последняя цифра — количество нулей. Возможны 2 варианта кодировки емкости: а) первые две цифры указывают номинал в пикофарадах, третья — количество нулей; б) емкость указывают в микрофарадах, знак m выполняет функцию десятичной запятой. Ниже приведены примеры маркировки конденсаторов емкостью 4.7 мкФ и рабочим напряжением 10 В.

С. Маркировка в две строки

Если величина корпуса позволяет, то код располагается в две строки: на верхней строке указывается номинал емкости, на второй строке — рабочее напряжение. Емкость может указываться непосредственно в микрофарадах (мкФ) или в пикофарадах (пф) с указанием количества нулей (см. способ В). Например, первая строка — 15, вторая строка — 35V — означает, что конденсатор имеет емкость 15 мкФ и рабочее напряжение 35 В.

Удивительный конденсатор SMD 1206 10мкФ / 50В

Простейший электронный компонент, который меня удивил.
Информация может быть полезной для схемотехников и самоделкиных.

Прислали конденсаторы в таком виде


Всего положили 102шт

Заявлено продавцом:
Тип CL31A106KBHNNNE
Размер SMD 1206 (3,2х1,6х1,6)
Номинальная ёмкость 10мкФ
Максимальное рабочее напряжение 50В
Температурный коэффициент X5R
Точность + / — 10%

Одно из применений этих конденсаторов — в качестве блокировочных по цепям питания, например

Начальная проверка: ёмкость 7,80мкФ, ESR 0,07Ом (1кГц)
После пайки (нагрева до 300°С) и остывания, ёмкость возрастает до 9,8мкФ, ESR 0,09Ом, однако, со временем от простого лежания на столе, ёмкость опять снижается почти до исходного значения (за сутки до 8,3мкФ). Также заметил, что после прикладывания и снятия рабочего напряжения, ёмкость также уменьшается. Повторный нагрев опять восстанавливал ёмкость на некоторое время.
Это был для меня первый сюрприз. Почему так происходит — я не знаю, но это факт, раньше такой феномен не замечал.

Ёмкость конденсатора сильно зависит от температуры.
При комнатной температуре ёмкость 9,8мкф, при повышении температуры до 80°С, ёмкость возрастает до 10,5мкф, а при дальнейшем нагреве снижается до 6мкФ (при температуре 300°С).

Имеющийся измеритель Е7-8 не позволяет измерять ёмкость при напряжении поляризации свыше 20В, поэтому собирал на коленке простенькую схему для подачи внешнего напряжения до 50В и использовал более удобный измеритель Е7-22

Переменным резистором устанавливается напряжение на конденсаторе 0-50В. Диоды нужны для ограничения напряжения на измерителе ёмкости на безопасном уровне, они на показания не влияют.
Зависимость: Напряжение — Ёмкость
0В — 8,3мкФ
1В — 8,0мкФ
2В — 7,5мкФ
3В — 7,0мкФ
5В — 5,6мкФ
7В — 4,5мкФ
9В — 3,5мкФ
12В — 2,7мкФ
15В — 1,9мкФ
20В — 1,45мкФ
25В — 1,16мкФ
30В — 0,97мкФ
35В — 0,83мкФ
40В — 0,72мкФ
45В — 0,63мкФ
50В — 0,56мкФ

Нетрудно заметить сильную зависимость ёмкости от приложенного напряжения. Это нормальное явление для керамических конденсаторов класса X5V (X7V) и Y5V
Дополнительную информацию можно глянуть тут

Я решил пойти ещё немного дальше и измерил ток утечки при напряжениях сверх номинала, а заодно узнать напряжение пробоя этих конденсаторов.
Для проверки, была собрана ещё одна простейшая схема

Резистор 100кОм защищает микроамперметр от перегрузки при коммутации и возможном пробое конденсатора.
В качестве источника напряжения использован мегомметр BM500A на пределе 500В
Зависимость: Напряжение — Ток утечки
50В — 0,1мкА
100В — 0,2мкА
150В — 0,4мкА
200В — 0,7мкА
250В — 1,5мкA
300В — 3,9мкA
350В — 9,4мкA
400В — 23мкА
450В — 65мкА, ток постепенно увеличивался (видимо за счёт нагрева) и по достижении 150мкА, конденсатор тихо пробился на короткое замыкание.
Это был ещё один сюрприз — напряжение пробоя оказалось в 9 раз выше максимально допустимого.

Я проверил таким образом ещё несколько конденсаторов и результат был сравним.

Вывод: конденсаторы нормальные, но надо обязательно учитывать сильное снижение их ёмкости при работе под напряжением, т.к. она реально может снижаться до неприличной неприемлемой величины. Также не стоит использовать их в качестве частотозадающих в схемах генераторов и таймеров.

Как узнать smd конденсатор — MOREREMONTA

Беда такая сгорел керамический SMD, но на нем была надпись S470, когда он бахнул. Так вот какой покупать и что обозначают это S470? Помогите советом.

Смотрите также

Комментарии 35

я думаю емкость у него была 4,7 мкф. С напряжением легко определиться. Выпаяй его, включи и померяй напряжение между площадками на которых был установлен кондер. А после подбери кондер с емкостью 4.7 мкф и напряжение превышающим то которое намерял.

Вообще выпаяй и померь что на его ногах, а потом подберешь .

SMD конденсаторы просто так в магнитолах не бахают, не те условия, проверяй в первую очередь свой генератор и систему зажигания, у тебя похоже дикие скачки напряжения в системе питания.
А пока он был цел, работал саббером и эти скачки гасил, но прочности не хатило вот и бахнул. Танталовый конденсатор, как раз они очень не любят завышенного питания, вместо него можно поставить почти любой конденсатор подходящей емкости на напряжение 25в

находишь на плате такую же деталь и замеряешь ее тестером, потом ищешь на какой нибудь плате, выпаиваешь и ставишь себе, на прошлой неделе я себе так блок питания М4-АТХ восстанавливал, только кондер без обозначений, пришлось писать в службу поддержки, а от туда пришел ответ с параметрами

судя по размерам — максимум 1-3 мкФ. реальнее — 200-470нФ

А почему он бахнул ?

Руки не надо совать куда не следует)))

А почему он бахнул ?

Да беда какая то с этой магнитолой. Купил с Китая проработала 3 дня и писец, поработает и начинает уходить в защиту, ни кто не может ее сделать, один говорит что проблема из за усилителя, который в нем стоит. Самый прикол в том что если на него ставишь вентилятор, она работает и не уходит в защиту. Я в монтировал его, но в режиме ожидания она опять уходит в защиту и не знаю куда уже копать.))))

Очень многие начинающие радиолюбители сталкиваются с проблемой определения характеристик таких накопительных устройств, как смд конденсаторы. Имеющие небольшой размер и используемые при такой технологии установки, как поверхностный монтаж, эти компоненты многих печатных плат имеют маркировку, отличающуюся от той, которая используется у более крупных аналогов для сквозного монтажа. В данной статье будут рассмотрены основные виды данных радиодеталей, их обозначение и его расшифровка.

Виды SMD-конденсаторов

Все используемые для поверхностного монтажа накопительные устройства бывают трех основных видов: керамические, электролитические и танталовые.

Электролитические

Такие компоненты для поверхностного монтажа состоят из:

• Алюминиевого цилиндрического корпуса, диаметром от 4 до 10 мм и высотой от 5,4 до 10,5 мм;
• Двух обкладок из тонкой фольги, разделенных пропитанной электролитом бумагой и скрученных в небольшой рулончик;
• Двух контактов (выводов), которые располагаются перпендикулярно осевой линии компонента. Так как электролитические смд накопители являются полярными, то к одному из контактов, обозначенному специальной полосой на торце корпуса, подключают отрицательный потенциал, ко второму – положительный.
• Монтажной площадки, предназначенной для фиксации компонента на рабочей поверхности.

Различные модели данных компонентов, имеющие номинал от 1 до 1000-150 мкФ, способны работать при напряжении от 4 до 1000 В.

Керамические

Наиболее часто применяемый керамический многослойный накопитель для поверхностного монтажа имеет следующее строение:

• Керамическое тело – большое количество тонких слоев керамического диэлектрика;
• Внутренние электроды – никелевые тонкие пластинки, расположенные между слоями керамического диэлектрика;
• Торцевые контактные электроды – два вывода, к каждому из которых подключена половина внутренних электродов.

В отличие от электролитических, такие компоненты имеют уплощенную прямоугольную форму, небольшие размеры (длина и ширина самых мелких радиодетали этого вида составляют всего 0,8 и 1,5-1,6 мм, соответственно). Однако, несмотря на небольшие размеры, такие смд компоненты могут работать при напряжении от 25 до 700-1000В, накапливая при этом заряд, величиной от 0,5-1,пФ до 3-3,3 мкФ.

Танталовые

Основными составными частями танталовых полярных накопительных смд устройств являются:

• Анод – контакт, на который подается электрический ток с отрицательным потенциалом;
• Катод – расположенный на противоположной стороне корпуса контакт, запитываемый положительным потенциалом;
• Диэлектрик – слой не проводящего электрический ток материала, располагающегося между анодом и катодом;
• Электролит – находящееся в жидком или твёрдом агрегатном состоянии, проводящее электрический ток вещество. Для предотвращения высыхания конденсатора чаще всего в качестве электролита используют гранулированный оксид марганца.
• Диэлектрик – оксид тантала, которым покрыт располагающийся в корпусе гранулированный анод.

Применяют такие небольшие по размерам накопительные устройства при рабочем напряжении от 6 до 32-35 В. Величина накапливаемого при этом заряда колеблется от 1 до 600-680 мкФ.

Как определить номинал и напряжение

Очень многие производители не указывают на своих изделиях такие основные для любого конденсатора характеристики, как рабочее напряжение и номинал (номинальная емкость).

Определение номинала данных электронных компонентов производится следующими способами:

• С помощью такого имеющего функцию измерения номинала контрольно-измерительного прибора, как мультиметр. Для измерения значения номинала контрольные щупы прибора подключают к специальным разъемам. Затем переключатель устанавливается на самый большой по значению предел измерения (в большинстве мультиметров это 200 мкФ). После этого щупы прикладывают к контактам конденсатора, спустя несколько секунд на дисплее прибора получают значение номинала накопительного устройства.

Важно! Перед измерением емкости смд накопитель обязательно разряжают – оставшийся в обкладках заряд может повредить электронные схемы мультиметра.

• С помощью специализированного измерительного прибора RLC.

Для того чтобы узнать рабочее напряжение накопительного SMD устройства, пользуются следующей простой методикой:

• При помощи мультиметра измеряют напряжение между выводами включенного в схему компонента;
• Полученное значение умножают на 1,5.

Рассчитанное таким способом рабочее напряжение будет примерным, более точное значение данной характеристики можно узнать из маркировочного кода конденсатора или его описания.

Маркировка конденсаторов: расшифровка цифр и букв

В зависимости от вида накопительного смд устройства, различают несколько методик их маркировки.

Маркировка керамических устройств

Устройства данного вида маркируются с помощью одной или двух латинских букв и цифры. Первая буква при этом обозначает производителя компонента, вторая – его номинальную ёмкость. Цифра в маркировочном коде указывает на степень номинала конденсатора в пикофарадах.

Пример. Маркировка накопительного смд компонента KG3 расшифровывается как изделие, произведенное компанией «Kemet» и имеющее емкость 1,8×103 пкФ.

Маркировка электролитических SMD накопителей

Электролитические накопительные устройства для поверхностного монтажа маркируются 4 основными способами:

• В виде одной буквы, обозначающей рабочее напряжение, и трех цифр, две из которых указывают на значение емкости конденсатора, а третья – на степень номинала в пикофарадах.
• В виде двух букв, обозначающих рабочее напряжение и емкость, одной цифры, указывающей на степень номинала в пикофарадах.

• Четырьмя символами – это обозначение, состоящее из одной буквы, означающей рабочее напряжение, двух цифр, указывающих на емкость компонента, и последней цифры, определяющей количество нулей после значения емкости.
• Двухстрочная – верхняя часть маркировки в виде цифры означает емкость компонента, нижняя – его рабочее напряжение.

Маркировка танталовых накопительных смд устройств

Маркировка танталовых смд накопителей состоит из следующих частей:

• Большой латинской буквы, указывающей на рабочее напряжение компонента;
• Трёхзначного числа, первые две цифры которого означают емкость накопителя, а последняя – количество нулей после значения емкости.

Пример. Маркировка танталового накопителя G103 означает, что он имеет рабочее напряжение 4 В и емкость 10 000 пикофарад.

Важно! При подключении танталовых и электролитических накопителей необходимо соблюдать полярность. Для этого на их корпуса наносится специальная полоса, имеющая черный цвет и обозначающая положительный (у танталовых накопителей) или отрицательный (у электролитических устройств) вывод. Неправильное подключение с игнорированием данных меток приведет к тому, что накопитель выйдет из строя.

Как маркируются большие конденсаторы

Большие накопительные смд устройства маркируются по тем же принципам, что их более мелкие аналоги. При больших размерах корпуса на таких компонентах часто пишется полное значение их емкости и рабочего напряжения.

На заметку. По поисковому запросу «smd конденсаторы без маркировки как определить», помимо сайтов, на первой странице выдачи полезную информацию по данной тематике содержат различные форумы радиолюбителей и специалистов, занимающихся ремонтом компьютерной и бытовой техники.Обозначение в схемах.

На электрических схемах накопительные смд устройства имеют такое же обозначение, как и у их используемых для сквозного монтажа аналогов.

Таким образом, умение читать и расшифровывать маркировочные коды позволяет правильно определять характеристики данных накопителей. Такие навыки очень важны при замене вышедших из строя накопителей, пайке сложных схем, чувствительных к перепадам вольт-амперных характеристик электрического тока.

Видео

В наш бурный век электроники главными преимуществами электронного изделия являются малые габариты, надежность, удобство монтажа и демонтажа (разборка оборудования), малое потребление энергии а также удобное юзабилити (от английского – удобство использования). Все эти преимущества ну никак не возможны без технологии поверхностного монтажа – SMT технологии (Surface Mount Technology), и конечно же, без SMD компонентов.

Что такое SMD компоненты

SMD компоненты используются абсолютно во всей современной электронике. SMD (Surface Mounted Device), что в переводе с английского – “прибор, монтируемый на поверхность”. В нашем случае поверхностью является печатная плата, без сквозных отверстий под радиоэлементы:

В этом случае SMD компоненты не вставляются в отверстия плат. Они запаиваются на контактные дорожки, которые расположены прямо на поверхности печатной платы. На фото ниже контактные площадки оловянного цвета на плате мобильного телефона, на котором раньше были SMD компоненты.

Плюсы SMD компонентов

Самыми большим плюсом SMD компонентов являются их маленькие габариты. На фото ниже простые резисторы и SMD резисторы:

Благодаря малым габаритам SMD компонентов, у разработчиков появляется возможность размещать большее количество компонентов на единицу площади, чем простых выводных радиоэлементов. Следовательно, возрастает плотность монтажа и в результате этого уменьшаются габариты электронных устройств. Так как вес SMD компонента в разы легче, чем вес того же самого простого выводного радиоэлемента, то и масса радиоаппаратуры будет также во много раз легче.

У простых радиоэлементов всегда есть паразитные параметры. Это может быть паразитная индуктивность или емкость. Вот, например, эквивалентная схема простого конденсатора, где сопротивление диэлектрика между обкладками, R – сопротивление выводов, L – индуктивность между выводами.

В SMD компонентах эти параметры минимизированы, потому как их габариты очень малы. Вследствие этого улучшается качество передачи слабых сигналов, а также возникают меньшие помехи в высокочастотных схемах, благодаря меньшим значениям паразитных параметров.

SMD компоненты намного проще выпаивать. Для этого нам потребуется паяльная станция с феном. Как выпаивать и запаивать SMD компоненты, можете прочитать в статье как правильно паять SMD. Запаивать их намного труднее. На заводах их располагают на печатной плате специальные роботы. Вручную на производстве их никто не запаивает, кроме радиолюбителей и ремонтников радиоаппаратуры.

Многослойные платы

Так как в аппаратуре с SMD компонентами очень плотный монтаж, то и дорожек в плате должно быть больше. Не все дорожки влезают на одну поверхность, поэтому печатные платы делают многослойными. Если аппаратура сложная и имеет очень много SMD компонентов, то и в плате будет больше слоев. Это как многослойный торт из коржей. Печатные дорожки, связывающие SMD компоненты, находятся прямо внутри платы и их никак нельзя увидеть. Пример многослойных плат – это платы мобильных телефонов, платы компьютеров или ноутбуков (материнская плата, видеокарта, оперативная память и тд).

На фото ниже синяя плата – Iphone 3g, зеленая плата – материнская плата компьютера.

Все ремонтники радиоаппаратуры знают, что если перегреть многослойную плату, то она вздувается пузырем. При этом межслойные связи рвутся и плата приходит в негодность. Поэтому, главным козырем при замене SMD компонентов является правильно подобранная температура.

На некоторых платах используют обе стороны печатной платы, при этом плотность монтажа, как вы поняли, повышается вдвое. Это еще один плюс SMT технологии. Ах да, стоит учесть еще и тот фактор, что материала для производства SMD компонентов уходит в разы меньше, а себестоимость их при серийном производстве в миллионах штук обходится, в прямом смысле, в копейки.

Основные виды SMD компонентов

Давайте рассмотрим основные SMD элементы, используемые в наших современных устройствах. Резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности с малым номиналом, предохранители, диоды и другие компоненты выглядят как обычные маленькие прямоугольники, а точнее, параллелепипеды))

На платах без схемы невозможно узнать, то ли это резистор, то ли конденсатор то ли вообще катушка. Китайцы метят как хотят. На крупных SMD элементах все-таки ставят код или цифры, чтобы определить их принадлежность и номинал. На фото ниже в красном прямоугольнике помечены эти элементы. Без схемы невозможно сказать, к какому типу радиоэлементов они относятся, а также их номинал.

Типоразмеры SMD компонентов могут быть разные. Вот здесь есть описание типоразмеров для резисторов и конденсаторов. Вот, например, прямоугольный SMD конденсатор желтого цвета. Еще их называют танталовыми или просто танталами:

А вот так выглядят SMD транзисторы:

Есть еще и такие виды SMD транзисторов:

Катушки индуктивности, которые обладают большим номиналом, в SMD исполнении выглядят вот так:

Ну и конечно, как же без микросхем в наш век микроэлектроники! Существует очень много SMD типов корпусов микросхем, но я их делю в основном на две группы:

1) Микросхемы, у которых выводы параллельны печатной плате и находятся с двух сторон или по периметру.

2) Микросхемы, у которых выводы находятся под самой микросхемой. Это особый класс микросхем, называется BGA (от английского Ball grid array – массив из шариков). Выводы таких микросхем представляют из себя простые припойные шарики одинаковой величины.

На фото ниже BGA микросхема и обратная ее сторона, состоящая из шариковых выводов.

Микросхемы BGA удобны производителям тем, что они очень сильно экономят место на печатной плате, потому что таких шариков под какой-нибудь микросхемой BGA могут быть тысячи. Это значительно облегчает жизнь производителям, но нисколько не облегчает жизнь ремонтникам.

Резюме

Что же все-таки использовать в своих конструкциях? Если у вас не дрожат руки, и вы хотите сделать, маленького радиожучка, то выбор очевиден. Но все-таки в радиолюбительских конструкциях габариты особо не играют большой роли, да и паять массивные радиоэлементы намного проще и удобнее. Некоторые радиолюбители используют и то и другое. Каждый день разрабатываются все новые и новые микросхемы и SMD компоненты. Меньше, тоньше, надежнее. Будущее, однозначно, за микроэлектроникой.

Напряжение на конденсаторе — Обмен электротехнического стека

Решение ckt # 3 сложным путем с использованием дифференциальных уравнений:

Начнем с того, что это уравнение всегда выполняется для любого конденсатора. $$ i = CdV / dt $$

В схеме, которую вы предоставили, у нас есть два неизвестных напряжения (V1 на C1 и V2 на C2). Их можно решить, применяя текущие законы Кирхгофа к двум узлам.

Для узла V1: $$ (V_s-V_1) / R_1 = C_1 dV_1 / dt + (V_1-V_2) / R_2

$

А для узла V2: $$ (V_1-V_2) / R_2 = C_2 dV_2 / dt

$

Теперь у нас есть два дифференциальных уравнения с двумя неизвестными.Решите их одновременно, и мы получим выражения для V1 и V2. После вычисления V1 и V2 вычисление токов в ответвлениях становится тривиальным.

Конечно, решение дифференциальных уравнений нетривиально, поэтому обычно мы используем преобразование Лапласа или преобразование Фурье, чтобы преобразовать их в простые алгебраические уравнения в частотной области, решить для неизвестных, а затем выполнить обратное преобразование Лапласа / Фурье, чтобы вернуть неизвестные. во временную область.

Метод 2: Используйте правило делителя напряжения:

Если мы вспомним, что импеданс конденсатора C равен $$ Z = 1 / jwC $$ и обозначив импеданс двух конденсаторов C1 и C2 как Z1 и Z2, мы можем вычислить V2, используя формулу для деления напряжения на два импеданса (http: // en.wikipedia.org/wiki/Voltage_divider): $$ V_2 = V_1 R_2 / (R_2 + Z_2) $$ V1 также можно рассчитать с использованием того же правила, единственная проблема заключается в том, что импеданс на правой стороне узла 1 немного сложен: это параллельная комбинация Z1 и (R2 + Z2). V1 теперь становится $$ V_1 = V_s (Z_1 * (R_2 + Z_2) / (Z_1 + R_2 + Z_2)) / (R_1 + (Z_1 * (R_2 + Z_2) / (Z_1 + R_2 + Z_2))) $$

Что делать дальше, так это расширить Z1 и Z2, используя формулу емкостного импеданса, чтобы получить V1 и V2 через w. Если вам нужен полный временной отклик переменных, вы можете выполнить обратное преобразование Фурье и получить V1 и V2 как функции времени.Однако, если вам нужно только окончательное (установившееся) значение, просто установите $$ w = 0 $$ и оцените V1 и V2.

Более простой способ:

Этот метод может дать только окончательные установившиеся значения, но он удобен для быстрых вычислений. Загвоздка в том, что как только цепь перешла в устойчивое состояние, ток через каждый конденсатор будет равен нулю. Возьмем, к примеру, первую схему (простой RC). Тот факт, что ток через C равен нулю, диктует, что ток через R (и, следовательно, падение напряжения на нем) также равняется нулю.Следовательно, напряжение на C будет равно Vs.

Для второй цепи весь ток должен проходить по пути R1-> R2-> R3, если конденсатор не потребляет ток. Это означает, что напряжение на C (равное напряжению на R2) составляет $$ V_s R_2 / (R_1 + R_2 + R_3) $$

В последней схеме ток через C2, равный нулю, означает, что ток через R2 равен нулю (и, следовательно, любое падение напряжения на нем). Это означает, что любой протекающий ток должен проходить по пути R1-> C1.Однако ток через C1 также равен нулю, что означает, что R1 также не пропускает ток. Таким образом, оба напряжения V1 и V2 будут равны Vs в установившемся режиме

.

Видео с вопросом: Расчет максимального рабочего напряжения для конденсатора

Стенограмма видеозаписи

Две параллельные проводящие пластины разделены воздушным зазором толщиной 0,384 см. Если наибольшая величина электрического поля, при котором воздух может действовать как изолятор, равна 3.00 умноженное на 10 до шестой вольт на метр, какова максимальная разность потенциалов, которая может быть приложена к пластинам, что позволяет им функционировать как конденсатор?

Если мы нарисуем эти параллельные проводящие пластины, мы сможем понять, что здесь происходит. Идея состоит в том, что между этими двумя пластинами, которые отделены друг от друга расстоянием, которое мы назовем, находится воздух. Вопрос задает вопрос о максимальной разности потенциалов, которая может быть приложена к пластинам, что позволяет им действовать как конденсатор.

А как конденсатор действует? Что ж, напомним, конденсатор — это типичный элемент цепи, где заряд противоположных типов накапливается на противоположных сторонах конденсатора. Таким образом, если бы у нас был обычный ток, текущий слева, это означало бы, что положительные заряды накапливаются на нашей левой пластине конденсатора, а отрицательные заряды накапливаются на правой пластине конденсатора.

Теперь, нормально, все было бы хорошо. Но что, если заряд будет накапливаться все больше и больше по мере того, как этот ток продолжает течь? В какой-то момент, когда на этих пластинах конденсатора накоплен достаточный заряд, притяжение между положительными и отрицательными зарядами становится настолько сильным, что преодолевает тот факт, что эти две пластины даже не соединены проводником.

В этот момент заряды буквально перепрыгивают через этот промежуток, даже если между ними есть изолирующий воздух. Но до этого момента воздух действительно действует как эффективный изолятор, удерживая положительные заряды от отрицательных и наоборот. Пока эти противоположные заряды остаются на противоположных сторонах конденсатора, между ними создается постоянное электрическое поле между этими пластинами.

Обозначим электрическое поле между этими двумя пластинами заглавной.И мы знаем, что эта напряженность поля будет увеличиваться по мере увеличения количества заряда на пластинах конденсатора. Однако мы говорили, что в какой-то момент после того, как накопится достаточное количество заряда, он перескочит через этот воздушный зазор, и воздух больше не будет эффективен как изолятор.

Непосредственно перед этой точкой — то есть точно так же, как конденсатор имеет максимальное количество заряда, для которого воздух может служить изолятором — нам говорят, что электрическое поле имеет определенную максимальную величину, и мы назовем это 𝐸 sub Максимум; это самое сильное электрическое поле, которое мы когда-либо встречали между пластинами конденсатора.Что-нибудь большее, пластины перестанут работать как конденсатор.

Зная это, мы хотим найти максимальную разность потенциалов, которая может существовать между этими двумя пластинами. Чтобы понять, что это такое, давайте начнем с напоминания о соотношении, которое связывает электрическое поле с разностью потенциалов и расстоянием между двумя параллельными проводящими пластинами.

В этой ситуации мы можем сказать, что разность потенциалов на наших пластинах равна электрическому полю между ними, умноженному на расстояние, разделяющее пластины.Это говорит нам тогда, что 𝑉 sub max — эта максимальная разность потенциалов, которую мы хотим найти, — равна произведению 𝐸 sub max и расстояния между пластинами.

Мы хорошо настроены для этого, потому что нам дали 𝐸 sub max, а также 𝑑, расстояние между пластинами; это 0,384 сантиметра. Единственное, что мы хотим сделать, прежде чем вводить эти числа и вычислять 𝑉 sub max, — это преобразовать единицы 𝑑 из сантиметров в метры. Таким образом, его единицы будут согласованы с единицами 𝐸 sub max, а единицы для всего выражения будут согласованы.

Мы знаем, что для преобразования сантиметров в метры нужно переместить десятичную точку на два пробела влево, что говорит нам, что 𝑑 в метрах равно 0,00384. Теперь мы готовы вставить эти значения в наше выражение для 𝑉 sub max. Прежде чем записать результат, обратите внимание, что когда мы умножаем эти числа, единицы измерения будут сокращаться, и мы останемся только с единицами измерения вольт, что хорошо, потому что это единицы разности потенциалов.

Для трех значащих цифр наш ответ дает 11.5 тысяч вольт или 11,5 киловольт. Это максимальная разность потенциалов, которая может существовать на этих пластинах конденсатора, когда пластины все еще работают как конденсатор.

Цепи постоянного тока

, содержащие резисторы и конденсаторы

1. Устройство синхронизации в системе стеклоочистителей прерывистого действия автомобиля основано на постоянной времени RC и использует конденсатор емкостью 0,500 мкФ и переменный резистор. В каком диапазоне должно изменяться R для достижения постоянной времени от 2.От 00 до 15,0 с?

2. Кардиостимулятор срабатывает 72 раза в минуту, каждый раз, когда конденсатор емкостью 25,0 нФ заряжается (батареей, включенной последовательно с резистором) до 0,632 от его полного напряжения. В чем ценность сопротивления?

3. Продолжительность фотографической вспышки связана с постоянной времени RC , которая составляет 0,100 мкс для определенной камеры. (а) Если сопротивление импульсной лампы составляет 0,0400 Ом во время разряда, каков размер конденсатора, обеспечивающего его энергию? (б) Какова постоянная времени зарядки конденсатора, если сопротивление зарядки составляет 800 кОм?

4.Конденсатор емкостью 2,00 и 7,50 мкФ можно подключать последовательно или параллельно, а также резисторы на 25,0 и 100 кОм. Вычислите четыре постоянные времени RC , которые можно получить при последовательном соединении полученной емкости и сопротивления.

5. После двух постоянных времени, какой процент конечного напряжения, ЭДС, находится на первоначально незаряженном конденсаторе C , заряженном через сопротивление R ?

6. Резистор на 500 Ом, незаряженный конденсатор емкостью 1,50 мкФ и 6.ЭДС 16 В. включены последовательно. а) Каков начальный ток? (b) Какова постоянная времени RC ? (c) Каков ток через одну постоянную времени? (d) Какое будет напряжение на конденсаторе после одной постоянной времени?

7. Дефибриллятор сердца, используемый на пациенте, имеет постоянную времени RC 10,0 мс из-за сопротивления пациента и емкости дефибриллятора. (a) Если дефибриллятор имеет емкость 8,00 мкФ, каково сопротивление пути, проходящего через пациента? (Вы можете пренебречь емкостью пациента и сопротивлением дефибриллятора.) (b) Если начальное напряжение составляет 12,0 кВ, сколько времени потребуется, чтобы упасть до 6,00 × 10 ² В?

8. Монитор ЭКГ должен иметь постоянную времени RC менее 1,00 × 10 ² мкс, чтобы иметь возможность измерять изменения напряжения за небольшие промежутки времени. (а) Если сопротивление цепи (в основном из-за сопротивления груди пациента) составляет 1,00 кОм, какова максимальная емкость цепи? (б) Будет ли сложно на практике ограничить емкость до значения, меньшего, чем значение, указанное в (а)?

9.На рис. 7 показано, как истекающий резистор используется для разряда конденсатора после отключения электронного устройства, что позволяет человеку работать с электроникой с меньшим риском поражения электрическим током. а) Что такое постоянная времени? (b) Сколько времени потребуется, чтобы снизить напряжение на конденсаторе до 0,250% (5% от 5%) от его полного значения после начала разряда? (c) Если конденсатор заряжен до напряжения В ₀ через сопротивление 100 Ом, рассчитайте время, необходимое для повышения до 0,865 В ₀ (Это примерно две постоянные времени.)

Рисунок 7.

10. Используя точную экспоненциальную обработку, найдите, сколько времени требуется, чтобы разрядить конденсатор емкостью 250 мкФ через резистор 500 Ом до 1,00% от его первоначального напряжения.

11. Используя точную экспоненциальную обработку, найдите, сколько времени требуется для зарядки первоначально незаряженного конденсатора 100 пФ через резистор 75,0 МОм до 90,0% от его конечного напряжения.

12. Integrated Concepts Если вы хотите сфотографировать пулю, движущуюся со скоростью 500 м / с, то очень короткая вспышка света, производимая разрядом RC через импульсную трубку, может ограничить размытие.Предполагая, что движение на 1,00 мм за одну постоянную RC является приемлемым, и учитывая, что вспышка приводится в действие конденсатором емкостью 600 мкФ, какое сопротивление в импульсной лампе?

13. Integrated Concepts Мигающая лампа в рождественской серьге основана на разряде конденсатора RC через его сопротивление. Эффективная продолжительность вспышки составляет 0,250 с, в течение которых она дает в среднем 0,500 Вт при среднем 3,00 В. а) Какую энергию она рассеивает? б) Сколько заряда проходит через лампу? (c) Найдите емкость.(г) Какое сопротивление лампы?

14. Integrated Concepts Конденсатор емкостью 160 мкФ, заряженный до 450 В, разряжается через резистор 31,2 кОм. (а) Найдите постоянную времени. (b) Рассчитайте повышение температуры резистора, учитывая, что его масса составляет 2,50 г, а его удельная теплоемкость [латекс] 1,67 \ frac {\ text {кДж}} {\ text {кг} \ cdotº \ text {C}} \\ [/ latex], учитывая, что большая часть тепловой энергии сохраняется за короткое время разряда. (c) Рассчитайте новое сопротивление, предполагая, что это чистый углерод.(d) Кажется ли это изменение сопротивления значительным?

15. Необоснованные результаты (a) Рассчитайте емкость, необходимую для получения постоянной времени RC 1,00 × 10 ³ с резистором 0,100 Ом. б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие допущения ответственны?

16. Создай свою проблему Рассмотрим вспышку фотоаппарата. Составьте задачу, в которой вы вычисляете размер конденсатора, который накапливает энергию для лампы-вспышки.Среди факторов, которые необходимо учитывать, — это напряжение, приложенное к конденсатору, энергия, необходимая для вспышки, и соответствующий заряд, необходимый для конденсатора, сопротивление импульсной лампы во время разряда и желаемая постоянная времени RC .

17. Создайте свою проблему Рассмотрим перезаряжаемый литиевый элемент, который будет использоваться для питания видеокамеры. Постройте задачу, в которой вы вычисляете внутреннее сопротивление ячейки во время нормальной работы. Кроме того, рассчитайте минимальное выходное напряжение зарядного устройства, которое будет использоваться для зарядки литиевого элемента.Среди факторов, которые следует учитывать, — ЭДС и полезное напряжение на клеммах литиевого элемента, а также ток, который он должен обеспечивать в видеокамере.

Расчеты напряжения и тока | Постоянные времени RC и L / R

Существует надежный способ рассчитать любое из значений в реактивной цепи постоянного тока с течением времени.

Расчет значений в реактивной цепи постоянного тока

Первым шагом является определение начального и конечного значений для любого количества конденсатора или катушки индуктивности, которое препятствует изменению; то есть, какое бы количество реактивный компонент ни пытался поддерживать постоянным.Для конденсаторов это количество составляет , напряжение ; для катушек индуктивности это количество составляет , текущий . Когда переключатель в цепи замкнут (или разомкнут), реактивный компонент будет пытаться поддерживать это количество на том же уровне, что и до переключения переключателя, так что это значение должно использоваться в качестве «начального» значения.

Окончательное значение этого количества будет тем, каким оно будет по прошествии бесконечного времени. Это можно определить путем анализа емкостной цепи, как если бы конденсатор был разомкнутой цепью, и индуктивной цепи, как если бы индуктор был коротким замыканием, потому что именно так ведут себя эти компоненты, когда они достигли «полного заряда», через бесконечное количество времени.

Следующим шагом является вычисление постоянной времени схемы: количество времени, которое требуется для изменения значений напряжения или тока примерно на 63 процента от их начальных значений до их конечных значений в переходной ситуации.

В последовательной RC-цепи постоянная времени равна полному сопротивлению в омах, умноженному на общую емкость в фарадах. Для последовательной цепи L / R это общая индуктивность в генри, деленная на общее сопротивление в омах.В любом случае постоянная времени выражается в единицах секунд и обозначается греческой буквой «тау» (τ):

Повышение и понижение таких значений схемы, как напряжение и ток, в ответ на переходный процесс, как упоминалось ранее, равны асимптотике . При этом значения начинают быстро меняться вскоре после переходного процесса и со временем стабилизируются. При нанесении на график приближение к конечным значениям напряжения и тока образуют экспоненциальные кривые.

Как было сказано ранее, одна постоянная времени — это время, необходимое для того, чтобы любое из этих значений изменилось примерно на 63 процента от их начальных значений до их (конечных) конечных значений. Для каждой постоянной времени эти значения приближаются (приблизительно) на 63 процента к их конечной цели. Математическая формула для определения точного процента довольно проста:

Буква e обозначает постоянную Эйлера, которая приблизительно равна 2.7182818. Он получен из методов исчисления после математического анализа асимптотического подхода значений схемы. По истечении времени, равного одной постоянной времени, процент изменения от начального значения до конечного значения составляет:

После двух постоянных времени процент изменения от начального значения до конечного значения:

По истечении десяти постоянных времени это процентное соотношение:

Чем больше времени проходит с момента подачи переходного напряжения от батареи, тем больше значение знаменателя дроби, что приводит к меньшему значению для всей дроби, что составляет общий итог (1 минус дробь) приближается к 1 или 100 процентам.

Формула универсальной постоянной времени

Из этой формулы мы можем составить более универсальную формулу для определения значений напряжения и тока в переходных цепях, умножив эту величину на разницу между конечным и пусковым значениями цепи:

Давайте проанализируем рост напряжения в цепи последовательного резистора-конденсатора, показанной в начале главы.

Обратите внимание, что мы решили анализировать напряжение, потому что это количество конденсаторов, как правило, остается постоянным.Хотя формула довольно хорошо работает для тока, начальные и конечные значения тока фактически выводятся из напряжения конденсатора, поэтому расчет напряжения является более прямым методом. Сопротивление 10 кОм, емкость 100 мкФ (микрофарад). Поскольку постоянная времени (τ) для RC-цепи является произведением сопротивления и емкости, мы получаем значение в 1 секунду:

Если конденсатор запускается в полностью разряженном состоянии (0 вольт), то мы можем использовать это значение напряжения в качестве «начального» значения.Конечным значением, конечно же, будет напряжение аккумулятора (15 вольт). Наша универсальная формула для напряжения конденсатора в этой схеме выглядит так:

Итак, после 7,25 секунды подачи напряжения через замкнутый переключатель, напряжение конденсатора увеличится на:

Поскольку мы начали с напряжения конденсатора 0 вольт, это увеличение на 14,989 вольт означает, что у нас будет 14,989 вольт после 7.25 секунд.

Эта же формула будет работать и для определения тока в этой цепи. Поскольку мы знаем, что разряженный конденсатор изначально действует как короткое замыкание, пусковой ток будет максимально возможным: 15 вольт (от батареи), разделенные на 10 кОм (единственное противодействие току в цепи в начале):

Мы также знаем, что конечный ток будет равен нулю, поскольку конденсатор в конечном итоге будет вести себя как разомкнутая цепь, а это означает, что в конечном итоге электроны не будут течь по цепи.Теперь, когда мы знаем как начальное, так и конечное значения тока, мы можем использовать нашу универсальную формулу для определения тока через 7,25 секунды замыкания переключателя в той же RC-цепи:

Обратите внимание, что полученное значение изменения отрицательное, а не положительное! Это говорит нам о том, что ток уменьшился с течением времени, а не увеличился. Поскольку мы начали с тока 1,5 мА, это уменьшение (-1,4989 мА) означает, что у нас 0.001065 мА (1,065 мкА) через 7,25 секунды.

Мы также могли бы определить ток цепи в момент времени = 7,25 секунды, вычтя напряжение конденсатора (14,989 вольт) из напряжения батареи (15 вольт), чтобы получить падение напряжения на резисторе 10 кОм, а затем рассчитав ток через резистор (и всю последовательную цепь) по закону Ома (I = E / R). В любом случае мы должны получить тот же ответ:

Использование формулы универсальной постоянной времени для анализа индуктивных цепей

Формула универсальной постоянной времени также хорошо подходит для анализа индуктивных цепей.Давайте применим его к нашему примеру цепи L / R в начале главы:

При индуктивности 1 генри и последовательном сопротивлении 1 Ом наша постоянная времени равна 1 секунде:

Поскольку это индуктивная цепь, и мы знаем, что индукторы противодействуют изменению тока, мы создадим нашу формулу постоянной времени для начальных и конечных значений тока. Если мы начнем с переключателя в разомкнутом положении, ток будет равен нулю, поэтому ноль будет нашим начальным значением тока.

После того, как переключатель оставался замкнутым в течение длительного времени, ток стабилизируется до своего конечного значения, равного напряжению источника, деленному на полное сопротивление цепи (I = E / R), или 15 ампер в этом случае. схема.

Если бы мы хотели определить значение тока через 3,5 секунды, мы бы применили универсальную формулу постоянной времени как таковую:

Учитывая тот факт, что наш пусковой ток был равен нулю, мы получаем ток цепи равный 14.547 ампер за 3,5 секунды.

Для определения напряжения в индуктивной цепи лучше всего сначала рассчитать ток в цепи, а затем вычислить падение напряжения на сопротивлениях, чтобы определить, что осталось упасть на катушке индуктивности. С одним резистором в нашей примерной схеме (имеющим значение 1 Ом) это довольно просто:

Если вычесть из напряжения нашей батареи 15 вольт, на катушке индуктивности останется 0,453 вольт за время = 3,5 секунды.

ОБЗОР:

• Формула универсальной постоянной времени:
• Чтобы проанализировать RC или L / R цепь, выполните следующие действия:
• (1): Определите постоянную времени для цепи (RC или L / R).
• (2): Определите величину, которая должна быть вычислена (любая величина, изменение которой прямо противоположно реактивной составляющей. Для конденсаторов это напряжение; для катушек индуктивности это ток).
• (3): Определите начальное и конечное значения для этого количества.
• (4): Подставьте все эти значения (Конечное, Начало, время, постоянная времени) в универсальную формулу постоянной времени и найдите , измените количества.
• (5): Если начальное значение было нулевым, то фактическое значение в указанное время равно вычисленному изменению, заданному универсальной формулой.Если нет, добавьте изменение к начальному значению, чтобы узнать, где вы находитесь.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Ознакомьтесь с нашей коллекцией Вычислителей мощности в разделе Инструменты .

Рабочее напряжение конденсатора

и диэлектрическая прочность

НОВИНКА! ‣ — Пакеты электронных компонентов Amazon. Посетите страницу Amazon Electronic Component Packs.

Конденсатор рабочее напряжение

Один очень важный показатель конденсаторов — «рабочее напряжение». Это максимальное напряжение, при котором конденсатор работает без чрезмерной утечки или образования дуги. Это рабочее напряжение выражается в единицах постоянного тока, но эквивалент переменного тока составляет только половину этого номинального значения постоянного тока. По мере увеличения частоты переменного тока номинальное рабочее напряжение еще больше снижается.

Нагрев диэлектрика также снижает рабочее напряжение.

Электрическая прочность конденсатора

«Электрическая прочность» или количество вольт, которое диэлектрик выдерживает на 0,001 дюйма толщины диэлектрика, значительно варьируется в зависимости от материала. Вот некоторые приблизительные примеры:
Воздух 80 В, Стекло 200 — 300 В, Слюда 2000 В и Керамика 80 — 200 В.

Толщина диэлектрика зависит от расчетного рабочего напряжения. Некоторые электролитические конденсаторы, предназначенные для работы, скажем, при 450 В постоянного тока, но используемые при 300 В постоянного тока, могут преобразоваться в более низкое напряжение.

Некоторые меры предосторожности

Если электролитический конденсатор подключен к цепи с обратной полярностью, пленка будет деформироваться, конденсатор станет хорошим проводником, будет течь очень сильный ток, будет выделяться тепло, и электролит закипит, и конденсатор взорвется, часто с плачевными последствиями.

При установке поляризованных конденсаторов в цепи необходимо соблюдать полярность. Это означает, что средний электролитический конденсатор нельзя использовать в цепях переменного тока.Для этого изготавливаются специальные конденсаторы.

Ссылка на эту страницу

НОВИНКА! — Как перейти по прямой ссылке на эту страницу

Хотите создать ссылку на мою страницу со своего сайта? Нет ничего проще. Знания HTML не требуются; даже технофобы могут это сделать. Все, что вам нужно сделать, это скопировать и вставить следующий код. Все ссылки приветствуются; Искренне благодарю вас за вашу поддержку.

Скопируйте и вставьте следующий код для текстовой ссылки :

<а href = "https: // www.electronics-tutorials.com/basics/working-voltage-capacitance.htm "target =" _ top "> посетите страницу Ian Purdie VK2TIP" Учебное пособие по конденсаторам рабочего напряжения "

, и он должен выглядеть так:
посетите Ian Purdie VK2TIP «Учебное пособие по конденсаторам рабочего напряжения» Страница

ВЫ ЗДЕСЬ: ГЛАВНАЯ> ОСНОВНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА> ЕМКОСТЬ> РАБОЧЕЕ НАПРЯЖЕНИЕ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ КОНДЕНСАТОРА

автор Ян К.Purdie, VK2TIP сайта www.electronics-tutorials.com заявляет о моральном праве на быть идентифицированным как автор этого веб-сайта и всего его содержания. Copyright © 2000, все права защищены. См. Копирование и ссылки. Эти электронные учебные пособия предназначены для индивидуального частного использования, и автор не несет никакой ответственности за применение, использование, неправильное использование любого из этих проектов или учебных пособий по электронике, которое может привести к прямому или косвенному ущербу или убыткам, связанным с этими проектами или учебными пособиями. .Все материалы предоставляются для бесплатного частного и общественного использования.
Коммерческое использование запрещено без предварительного письменного разрешения www.electronics-tutorials.com.

---

Авторские права © 2000, все права защищены. URL — https://www.electronics-tutorials.com/basics/working-voltage-capacitance.htm

Обновлено 15 мая 2000 г.

Связаться ВК2ТИП

Последовательные и параллельные конденсаторы

: что это такое, формула, напряжение (со схемами)

Когда вы изучаете физику электроники и хорошо разбираетесь в основах, таких как значение таких ключевых терминов, как напряжение , ток и сопротивление , наряду с важными уравнениями, такими как закон Ома — изучение того, как работают различные компоненты схемы, является следующим шагом к овладению предметом.

Конденсатор — один из наиболее важных компонентов для понимания, поскольку они широко используются практически во всех областях электроники. От конденсаторов связи и развязки до конденсаторов, которые заставляют работать вспышку камеры или играют ключевую роль в выпрямителях, необходимых для преобразования переменного тока в постоянный, трудно переоценить огромный диапазон применений конденсаторов. Вот почему так важно знать, как рассчитать емкость и общую емкость конденсаторов различной конфигурации.

Что такое конденсатор?

Конденсатор — это простой электрический компонент, состоящий из двух или более проводящих пластин, которые удерживаются параллельно друг другу и разделены воздухом или изолирующим слоем. Две пластины обладают способностью накапливать электрический заряд, когда они подключены к источнику питания, причем одна пластина вырабатывает положительный заряд, а другая — отрицательный.

По сути, конденсатор похож на небольшую батарею, создающую разность потенциалов (т.е.например, напряжение) между двумя пластинами, разделенными изолирующим разделителем, называемым диэлектриком (который может быть из многих материалов, но часто из керамики, стекла, вощеной бумаги или слюды), который предотвращает протекание тока от одной пластины. пластину к другой, тем самым сохраняя накопленный заряд.

Для данного конденсатора, если он подключен к батарее (или другому источнику напряжения) с напряжением В , он будет хранить электрический заряд Q . Эта способность более четко определяется «емкостью» конденсатора.

Что такое емкость?

Имея это в виду, значение емкости является мерой способности конденсатора накапливать энергию в виде заряда. В физике и электронике емкость обозначается символом C и определяется как:

C = \ frac {Q} {V}

Где Q — это заряд, накопленный в пластинах, а В — это разность потенциалов подключенного к ним источника напряжения. Короче говоря, емкость — это мера отношения заряда к напряжению, и поэтому единицами емкости являются кулоны заряда / вольт разности потенциалов.Конденсатор с более высокой емкостью сохраняет больше заряда при заданном значении напряжения.

Концепция емкости настолько важна, что физики присвоили ей уникальную единицу, названную фарад (в честь британского физика Майкла Фарадея), где 1 F = 1 C / V. Немного похоже на кулон для заряда, фарад — это довольно большая величина емкости, при этом большинство значений емкости конденсаторов находятся в диапазоне от пикофарада (пФ = 10 ⁻¹² Ф) до микрофарада (мкФ = 10 ⁻⁶ ). F).

Эквивалентная емкость последовательных конденсаторов

В последовательной схеме все компоненты расположены на одном и том же пути вокруг контура, и таким же образом последовательные конденсаторы подключаются один за другим по единому пути вокруг схемы. Общая емкость для ряда конденсаторов, подключенных последовательно, может быть выражена как емкость одного эквивалентного конденсатора.

Формула для этого может быть получена из основного выражения для емкости из предыдущего раздела, перестроенного следующим образом:

В = \ frac {Q} {C}

Поскольку закон Кирхгофа утверждает, что сумма напряжений падение напряжения вокруг полного контура цепи должно быть равно напряжению от источника питания, для количества конденсаторов n , напряжения должны складываться следующим образом:

V_ {tot} = V_1 + V_2 + V_3 + … В_н

Где В _до — полное напряжение от источника питания, а В ₁ , В ₂ , В ₃ и таковы падения напряжения на первом конденсаторе, втором конденсаторе, третьем конденсаторе и так далее.В сочетании с предыдущим уравнением это приводит к:

\ frac {Q_ {tot}} {C_ {tot}} = \ frac {Q_1} {C_1} + \ frac {Q_2} {C_2} + \ frac {Q_3 } {C_3} +… \ frac {Q_n} {C_n}

Где нижние индексы имеют то же значение, что и раньше. Однако заряд на каждой из пластин конденсатора (т.е. значения Q ) исходит от соседней пластины (т.е. положительный заряд на одной стороне пластины 1 должен соответствовать отрицательному заряду на ближайшей стороне пластины 2. и так далее), поэтому вы можете написать:

Q_ {tot} = Q_1 = Q_2 = Q_3 = Q_n

Таким образом, начисления аннулируются, в результате остается:

\ frac {1} {C_ {tot}} = \ frac {1} {C_1} + \ frac {1} {C_2} + \ frac {1} {C_3} +… \ frac {1} {C_n}

Поскольку емкость комбинации равна эквивалентной емкости одиночный конденсатор, это можно записать так:

\ frac {1} {C_ {eq}} = \ frac {1} {C_1} + \ frac {1} {C_2} + \ frac {1} {C_3} +… \ frac {1} {C_n}

для любого количества конденсаторов n .{−6} \ text {F} \\ & = 1.41 \ text {мкФ} \ end {align}

Эквивалентная емкость параллельных конденсаторов

Для параллельных конденсаторов аналогичный результат получается из Q = VC, что означает, что падение напряжения на всех конденсаторах, соединенных параллельно (или любых компонентах в параллельной цепи), одинаково, и тот факт, что заряд на единственном эквивалентном конденсаторе будет полным зарядом всех отдельных конденсаторов в параллельной комбинации. Результатом является более простое выражение для общей емкости или эквивалентной емкости:

C_ {eq} = C_1 + C_2 + C_3 +… C_n

, где снова n — общее количество конденсаторов.{−5} \ text {F} \\ & = 15 \ text {мкФ} \ end {align}

Комбинации конденсаторов: проблема первая

Нахождение эквивалентной емкости для комбинаций конденсаторов, расположенных последовательно и просто параллельно. включает в себя применение этих двух формул по очереди. Например, представьте комбинацию конденсаторов с двумя последовательно включенными конденсаторами: C ₁ = 3 × 10 ⁻³ F и C ₂ = 1 × 10 ⁻³ F. , и еще один конденсатор параллельно с C ₃ = 8 × 10 ⁻³ F.{−3} \ text {F} \ end {align}

Комбинации конденсаторов: Проблема Два

Для другой комбинации конденсаторов, три при параллельном подключении (со значениями C ₁ = 3 мкФ , C ₂ = 8 мкФ и C ₃ = 12 мкФ) и один с последовательным подключением (с C ₄ = 20 мкФ):

Подход в основном такая же, как в последнем примере, за исключением того, что сначала вы обрабатываете параллельные конденсаторы.{−1}} \\ & = 10.7 \ text {мкФ} \ end {align}

Обратите внимание, что, поскольку все отдельные емкости были в микрофарадах, весь расчет может быть выполнен в микрофарадах без преобразования — если вы помните при цитировании ваших окончательных ответов!

Rap по замене электролитических конденсаторов

Rap по замене электролитических конденсаторов

Стратегии ремонта или замены старых электролитических конденсаторов

ПРИМЕЧАНИЕ. ПОЖАЛУЙСТА: эта веб-страница предоставляет только информацию; ты несешь ответственность для уверенности в том, что ваш ремонт безопасен, и что все ремонтные работы проводятся с надлежащей безопасностью.Ламповое оборудование работает при высоком напряжении который может быть смертельным , и если вы не совсем уверены в своем возможность обеспечить вашу личную безопасность и безопасную работу вашего отремонтированное оборудование пожалуйста, возьмите усилитель, радио или тестовое оборудование квалифицированному технику.

Что доступно для ремонта

К сожалению, сегодня выбор высоковольтных электролитических конденсаторов является как меньше и отличается от прошлого, так что, скорее всего, вы не найдете точной замены для вашего оригинального электролитического оборудования.Для низковольтных приложений, например, катода байпасные конденсаторы, большинство винтажных типов имеют осевую конфигурацию, которая встречается реже сегодня, но все еще доступен. Более современная радиальная конфигурация также может быть использована, если их выводы достаточно длинные, и они не нарушают ваше представление об эстетике.

Более проблематичны конденсаторы высоковольтных источников питания, обычно многосекционные. алюминиевые банки, установленные на верхней панели шасси. Чтобы отремонтировать их, у вас, возможно, есть четыре опции:

Рэп про электролитики

Колпачки электролитического источника питания, вероятно, представляют собой худшее ответственность за старое аудио, радио и тестовое оборудование.Объединив небольшие размер и очень низкая стоимость единицы емкости, электролитические конденсаторы (далее называемые электролитиками) — единственный экономичный выбор для дорогостоящие приложения, такие как фильтрация источников питания в большинстве потребительских механизм. Однако электролиты нельзя использовать для переменного напряжения (т. Е. изменение полярности не допускается), и по сравнению с другими типами конденсаторов, их электрические характеристики ужасно плохие. Они менее линейны, имеют огромную утечку и диэлектрическое поглощение, имеют очень слабые допуски (например, +/- 20% или хуже) и имеют ужасно короткие сроки хранения и службы по сравнению со всеми другими широко доступными типами конденсаторов.Если хочешь чтобы узнать больше о работе электролитических конденсаторов, вот Примечание по применению Nichicon (формат PDF), часть 1 и часть 2, в которой подробно рассматривается тема.

Электролитики бездействием не переносят. Они могут вызвать большие неприятности при простое в течение длительного времени, требуется периодическая подзарядка, чтобы оставаться «сформированным» и поддерживать оксидный слой, изолирующий проводящие пластины. Иногда их можно «реформировать», постепенно возвращаясь к работе. напряжение (см. ниже). Даже при регулярном использовании электролиты выходят из строя. из-за высыхания или утечки электролита в результате внутренней коррозии.Если электролит вздувается, показывает очевидную потерю электролита или просто не может быть реформирован, вы должны заменить его.

Обратите внимание, что есть два типа утечки; физические и электрические. Поскольку электролит представляет собой жидкость или пасту, когда электролит катастрофически при отказе обычно выделяется какая-то едкая грязь: физическая утечка. В отличие от идеальный конденсатор, электролиты слегка проводят при наличии напряжения пластины: утечка электричества. Помимо отклонения от идеала поведение, небольшая утечка в новом электролите не вызывает серьезных проблем; по мере старения электролита утечка увеличивается.Утечка выделяет тепло, что приводит к старению электролита и увеличивает утечку, вызывая больше тепла, и так далее. При достаточной утечке электролит закипает, и пар лопается. предохранительная заглушка контейнера, вызывающая физическую утечку и сигнализирующая кончина конденсатора.

Обратите внимание, что существуют и другие формы отказа клемм, в том числе: полная потеря емкости (разомкнутая) или замыкание проводящих пластин (короткая). Хотя вы можете реформировать свой 30-50-летний оригинал электролитические, они могут не работать так хорошо, как новые.Может быть частичная потеря емкости или может быть чрезмерная утечка ( колпачки действительно нагреваются), или и то, и другое. Если вы не хотите сохранить оригинал состояние вашего усилителя, превентивная «перепланировка» может быть лучшим решением восстановить оборудование до функционально первоначального состояния.

Реформирование

Тонкий слой оксида алюминия, образованный для изоляции конденсаторной фольги. составляет формация. Производители конденсаторов используют проприетарные смесь химикатов и электричества постоянного тока для создания этого изоляционного слоя, что портится со временем и бездействием.Часто оксидный слой находится в такое плохое состояние в старом оборудовании, что его необходимо реформировать или иначе конденсатор выйдет из строя. Все методы реформирования используйте медленное повторное применение электричества постоянного тока для восстановления оксидного слоя до первоначальной толщины и однородности. На мой взгляд никого нет проверенный способ реформирования — доступно много разных подходов, но все есть один общий элемент — медлительность. Реформирование должно происходить быстрее чем накопление тепла из-за низкого сопротивления неисправного оксида слой — это займет как минимум часы, а может и дни.

Метод ограничения тока (от Angela Instruments): Вот ссылка к инструкциям Angela instruments по переработке старых электролитов из их шасси с помощью внешнего источника питания. В этом методе используется большая серия резистор и высоковольтный источник питания для преобразования конденсаторов, которые не используются. (новый-старый сток) или конденсаторы, снятые с шасси оборудования.

Метод ограничения напряжения 1: Методы ограничения напряжения используют удобное устройство, называемое переменным автотрансформатором (a.к.а. Вариак, генерал Фирменное наименование радио). Используя внешний высоковольтный источник питания, каждый конденсатор медленно доводится до рабочего напряжения путем медленного повышения линейное напряжение к источнику питания. Это также можно сделать с помощью переменной DC питание с диапазоном примерно от 50 В до 500 В, но варианты дешевле и чаще. Резистор может быть установлен последовательно для контроля тока, но наблюдение за напряжением также может выявить прогресс реформирования; на каждом вариакте При установке, напряжение будет медленно расти, пока не произойдет преобразование при этом напряжении. полный.

Запас для этого легко сделать из мусорных коробок; Схема представляет собой пару трансформаторов 500 мА 24 В, подключенных вторично к вторичный, за которым следует цепь утроения напряжения. Общая стоимость составила около 10 долларов (правда), включая коробку из местного Radio Shack. Будучи напряжением утроение, регулирование слабое, и напряжение сильно падает с увеличением тока. Я использовал эту характеристику, чтобы дать приблизительную оценку текущего слейте воду, как показано в таблице вверху источника.(Значения были измерены используя реостат и мой цифровой мультиметр — источник питания с другим набором деталей будет иметь аналогичное поведение, но будет измерять по-другому). Обычно я подключил бы мою поставку через электролитики, которые нужно реформировать, вдоль с моим цифровым мультиметром, установленным на максимальное значение напряжения. Я подключаю питание к variac (выключен, установлен на ноль), включите variac и медленно увеличивайте на настройку 30 вольт. Если показание напряжения на цифровом мультиметре не повышается, или поднимается ниже 95 вольт, вероятно короткое замыкание.Если напряжение повышается, напряжение указывает ток, потребляемый источником питания. Как конденсатор начинает восстанавливаться, ток утечки будет уменьшаться, и напряжение будет продолжают расти. Как только утечка снизится до приемлемого уровня, Я пошагово поднимаюсь вверх с настройкой Variac до тех пор, пока рабочее напряжение не станет равным. для конденсатора достигается.

В шасси оборудования часто конденсаторы разного номинального напряжения соединены резисторами для падения напряжения, а в оборудовании используются текущие требования схемы для поддержания напряжения в рабочем диапазоне.Вы могли отключите каждый конденсатор от схемы и восстановите индивидуально, или, возможно, следуйте методу 2.

Метод ограничения напряжения 2: Используя двухступенчатый метод, мы можем используйте нагрузку цепи, чтобы поддерживать напряжение во всех цепях. конденсаторы источника питания в рабочем диапазоне. Это метод, который Я обычно использую, и это можно сделать с помощью собственного оборудования. источник питания. Посмотрите на схему и обратите внимание на самое низкое номинальное напряжение все конденсаторы, которые подключаются к источнику высокого напряжения (B +).Удалить лампы от шасси и, используя вариак, отремонтировать блок питания конденсаторы на это самое низкое напряжение. Теперь вставьте трубы в шасси и поднимите конденсатор с максимальным рабочим напряжением до этого минимального напряжения. Этот обычно дает около 60% B + и достаточное напряжение накала обеспечить нагрузку. Медленно повышайте напряжение в сети (используя вариак) преобразовать каждый конденсатор источника питания, подключенный через резистор, к своему собственному рабочее напряжение (или чуть выше).

Этот метод имеет несколько больший риск по сравнению с реформированием шасси. — вам нужно будет следить за общим потребляемым током и повышать напряжение еще медленно, так как у вас меньше информации о состоянии человека конденсаторы.Помните, что вполне вероятно, что все подключенные конденсаторы, за исключением одного, будут исправлены, но эта одна плохая секция потянет жребий тока. Вы не можете предположить, что , если допустимая утечка для одного электролита это 1 мА, то нормально для 4 подключенных электролитов вместе иметь утечку около 4 мА — ваша группа из 4 электролитов должна иметь суммарную утечку меньше, чем допустимо для одного электролитического иначе вы допустили возможность 3 хорошего качества и 1 драндулет.

Если в оборудовании есть ламповый выпрямитель, вы должны перемыть его кремниевые диоды для работы этого метода. Это действительно просто — удалить выпрямитель и используйте несколько зажимов и пару 1N4007s, как показано на этом рисунке. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ — этот метод, очевидно, оставляет провода незащищенными во время работы. Эти провода потенциально на ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ , которое может убить. Например, если вы положите правую руку на вариак (землю) и коснетесь открытые зажимы, которые образуют цепь от одной руки через вашу грудь, и вниз через другую руку, что может вызвать остановку сердца.Для меня это кажется не более опасным, чем работа с оборудованием, работающим под напряжением, с крышками выключено, хотя в обоих случаях требуется особая осторожность. Действуйте на свой страх и риск!

Некоторые последние предостережения:

• Избыточный ток: , вы должны внимательно следить за скорость нарастания напряжения, или вы должны измерить ток прямо при реформировании. Либо распаять соединение между выпрямитель и конденсатор и вставьте измеритель тока или вставьте резистор (при измерении напряжения на резисторе и вычислении ток), либо уже правильно использовать падение напряжения на резисторе помещен в цепь, чтобы следить за током.
• Вакуумные ламповые выпрямители : Они получают напряжение накала от того же силового трансформатора, что и блок питания B +. Таким образом, при низком начальном напряжения, при которых вы хотели бы начать реформирование, они не проводят. Соблюдая полярность, временно замените их кремниевыми диодами. с использованием старого цоколя лампы (с припаянными диодами) или с подключенными диодами клипсой.
• Плавкий предохранитель: Для защиты силового трансформатора во время риформинга, замените обычный предохранитель на 2 или 3 ампера на предохранитель очень низкого значения, например 0.25 или 0,5 А. Ваш variac предотвратит скачок включения, который обычно открывает этот размер предохранитель.
• Повышенное напряжение конденсаторов: Будьте осторожны при эксплуатации напряжение при снятии трубок с шасси; без нагрузки напряжение от трансформатора B + будет намного выше, чем при нормальной работе напряжение и может превышать номинальное напряжение конденсатора.

Замена на шасси

Насколько мне известно, доступны три типа замены крепления на шасси. сегодня; поворотные замки (новые или винтажные), колпачки для компьютеров и защелкивающиеся крепления.

Слева направо у нас есть компьютерный конденсатор LCR, Elna Cerafine. компьютерный тип (к сожалению, снят с производства), крепление на защелках Panasonic TSHA конденсатор, твистлок Aero-M нового производства, твистлок NOS Mallory, и хорошая, но бывшая в употреблении Элна, снятая с оборудования.

Twist-Locks можно приобрести NOS (новый старый-сток) через обычные по каналам розничной торговли и в обменных пунктах, из старых запасов электронных магазинов, и так далее. Большинство из этих типов имеют несколько разделов (т.е. больше, чем один конденсатор в банке) и были построены с множеством различных комбинаций секций как по емкости, так и по номинальному напряжению. Последнее, что я слышал, Aero M / Mallory имел прекратили производство электролитиков Twistlock на замену, но в недавнем сообщении группы новостей утверждалось, что производство будет возобновлено, если были востребованы. Антикварная электроника в настоящее время имеет ограниченный запас. Иногда удачно использованные твистлоки можно удалить из старое оборудование или найденное на свапе электроники встречается.

Бывшие в употреблении или замененные NOS должны быть восстановлены перед установкой.С разнообразие используемых товаров или типов БДУ становится все более и более ограниченным со временем вам, возможно, придется довольствоваться меньшим количеством разделов, чем в исходном конденсаторы. Это не должно быть проблемой, если вы можете скрыть оставшиеся разделы в шасси оборудования. Вы также можете принять замену на более высокую емкость, чем у оригинала, от 60% до 80% и, возможно, больше в зависимости от расположения в цепи. Однако не используйте замену с более низким номинальным напряжением, чем оригинальное оборудование (более высокое номинальное нормально, даже желательно).Разделы также могут быть параллельны, чтобы получить более высокую емкости; например, если вам нужен 40/20/20/25 мкФ @ 450/350/350/25 В, и вы нашли конденсатор на замену 20/20/20/20/20 мкФ @ 500/500/500/500 В, вы бы подключили две секции по 20 мкФ параллельно, чтобы получить 40 мкФ при 500 В, и используйте две оставшиеся секции 20uF @ 500V на 350V, затем поставьте 25uF / 25V конденсатор где-то в шасси.

Замена проста, но хорошо помните о проводе. места перед любой распайкой. Также обратите внимание на расположение клеммы заземления, чтобы при установке новой крышки все провода дойдут до их наконечников.

Корпуса компьютеров различаются по высоте и диаметру; если они может поместиться на вашем шасси, вы можете выбрать один из многих физических размеров для ваш проект. Разъемы с винтовыми зажимами и наконечниками (типа Faston) использовал. Несмотря на то, что доступно множество диаметров и номинальных напряжений, мы сосредоточить внимание на высоковольтных компьютерных крышках диаметром 1,3125 дюйма и кратным разделы. Этот диаметр соответствует обычному диаметру поворотных замков. обсуждалось выше, и, таким образом, может использоваться для замены без серьезных модификация оборудования.

Производство электролитов с синей пластиковой оболочкой производства LCR прекращено (некоторые на складе все еще есть), но аналогичные конденсаторы продолжают производить JJ Electronics в Словакии. Elna в черной куртке, ориентированная на аудиофилов Cerafines были прекращены, хотя аудиофилы были нацелены на Black Gates. можно купить по бешеной цене, но я не могу позволить себе владеть примерами из тех. Для JJs, Триодная электроника, Анджела Инструменты, Запчасти Экспресс. Для черных Gates, Handmade Electronics, Angela Instruments, поставщики других запчастей на моей домашней странице.Показан пример моего Scott 299C с LCR. справа.

Для установки этих крышек требуется зажим, прикрученный к корпусу, и вы обычно приходится добавлять несколько отверстий для крепления зажима, а возможно и увеличивать отверстие с зазором для соединительных наконечников. Зажимы можно найти в Mouser Electronics примерно за 50 центов. Обычно здесь меньше секций по сравнению с оригинальными поворотными замками, поэтому некоторые из секции необходимо переместить в шасси.

Заглушки Snap Mount обычно устанавливаются на печатную плату.В штифты защелкиваются в отверстиях на печатной плате и остаются там достаточно хорошо, чтобы их можно было волновать. припаял на место. Легко припаять прямо к контактам … и некоторые защелкивающиеся крепления имеют правильный диаметр (35 мм) для замены поворотных замков используя те же зажимы, которые использовались для крышек компьютеров выше. К несчастью, только с одним разделом, вам все равно нужно скрыть остальные разделы в шасси, хотя дают возможность залить некоторые площади шасси с качественной емкостью, а не с мертвым конденсатором.Проверьте Panasonic TSHA или TSHB (от Digikey Electronics) или Nichicon NT (Майкл Перси, но вероятно, другие производители тоже).

Установка под шасси

Из-за компактных размеров современных конденсаторов обычно можно найти достаточно места в шасси вашего оборудования, чтобы найти конденсаторы для замены. Если вы можете решить механические проблемы, современные стили конденсаторов также имеют гораздо более высокую производительность чем винтажные модели, поэтому вы можете наслаждаться звуком, используя только современные стили крышек для вашей замены, восстановления или ремонта.Механические проблемы включают

• Где поставить конденсаторы: нужно найти достаточно места для новые конденсаторы, в месте рядом с текущей проводкой и вдали от любые источники тепла, например, резисторы для падения напряжения.
• Как перенаправить проводку: возможно придется распаять имеющуюся проводку и замените на новую проводку, достаточно длинную, чтобы достать до новых конденсаторов, и проложите эту проводку вдали от источников шума (например, параллельная проводка переменного тока). Обязательно используйте провод, рассчитанный на допустимое напряжение.
• Как закрепить электролитические детали на шасси: Приклеивание непосредственно к Я считаю, что шасси следует избегать, хотя некоторые используют этот метод. Я предпочитаю построить подшасси или клеммную колодку, смонтировать электролитические элементы на держатель и установите держатель на шасси.

При выборе конденсаторов для монтажа под шасси помните о качество конденсатора, который вы планируете использовать. Я знаю по личному опыту что дешевые общие излишки электролитов взорвутся, если подвергнуться воздействию высоких пульсирующий ток.Специально для конденсатора, электрически ближайшего к выпрямитель, выберите новый конденсатор высокого качества, специально предназначенный для сильных пульсаций тока, например Panasonic EB (поставляется Digikey Electronics).

Выше 3 камеры Panasonic TSHA 47 мкФ / 400 В, смонтированные на куске стекловолокна. плату (FR4) с помощью втулок. Изготовлены втулки и установочный инструмент. компанией Keystone и доступен в Mouser Электроника. Вы также можете протравить печатные платы для этой цели; Шелдон Стоукс из SDS Labs построил несколько высококачественных заменяющих плат для Harmon-Kardon Citation II и Dynaco ST-70.Обидно не использовать занимаемое пространство шасси колпачками твистлок, но доски Sheldon — очень изящное решение. Немного досок Sheldon также продаются Триодная электроника.

СЕРИЙНЫЕ КОНДЕНСАТОРЫ: Недостаточное номинальное напряжение может быть проблемой, а последовательное соединение может быть единственным способ получения электролитов с достаточно высоким номинальным напряжением. Я знаю только несколько современных электролитов с номинальное напряжение выше 450 В, включая LCR (500 В) и атомы Sprague (600 В).Последовательное соединение требует добавления так называемых резисторов для выравнивания напряжения или , по одному на каждый конденсатор, проводящий ток, который поддерживает напряжение в серии конденсаторы симметричные. Некоторые из них описаны в заявке производителя. Примечания; Источниками здесь являются, в частности, примечания к приложениям Nichicon и Rifa.

Даже новейшие высококачественные электролитические конденсаторы в некоторой степени проводят ток. Этот ток утечки зависит от качества электролита, температуры и состояния электролита. конденсатор, и может быть представлен сопротивлением, параллельным конденсатору.На рисунке последовательно соединенные конденсаторы C1 и C2 имеют некоторое сопротивление утечке RL1 и RL2. Потому что широкие допуски электролитов, этот ток утечки варьируется от образца к пробе и по закону Ома влияет на баланс напряжений между электролитическими конденсаторы соединены последовательно. Обратите внимание, что мы рассматриваем только новые, идентичные конденсаторы, подключенные последовательно — пожалуйста, не смешивайте номиналы, типы или марки.

Балансные резисторы RB1 и RB2 поддерживают баланс напряжений между последовательными конденсаторами. в пределах допуска за счет включения другого большего тока параллельно с утечкой Текущий.Уравновешивающий ток выбран достаточно большим, чтобы подавить любую утечку. дисбаланс и тем самым гарантировать безопасную работу. Для расчета стоимости балансировочные резисторы, сначала определите приблизительную максимальную утечку последовательно соединенные конденсаторы. Ток утечки в мкА составляет от 1/5 кв. 1/2 sqrt (CV) согласно Nichicon, где C в мкФ, В в вольтах и ​​ток в мкА. Вы также можете получить характеристики утечки из вашего конденсатора. техническая спецификация. Общее практическое правило для балансировочного тока — 10-кратное превышение утечки. ток — таким образом, для двух конденсаторов 100 мкФ / 350 В, соединенных последовательно, чтобы сформировать 50 мкФ конденсатор, максимальная утечка 1/2 sqrt (100 * 350) = 94 мкА, умноженное на 10 составляет примерно 1 мА.Допустим, мы хотим, чтобы наш прикладной напряжение должно быть 650 В, тогда RB1 и RB2 = 325 кОм. Рассеиваемая мощность I * V = 0,325 Вт, поэтому минимальный резистор 1 Вт обеспечит достаточный запас прочности. Обязательно проверьте напряжение рейтинг любых балансировочных резисторов тоже.

Можно подумать, что два электролита 350 В, соединенные последовательно, будут иметь напряжение номинал 700В, но опять мешают слабые допуски электролитов. В качестве указано в инструкции по применению электролитического конденсатора Evox Rifa, последовательные конденсаторы действуют как емкостный делитель напряжения, а N электролитические элементы, подключенные последовательно с диапазоном допуска емкости от Cmin до Cmax имеют максимальное разделенное напряжение (на стыке двух конденсаторов) Vdiv = (Vapplied * Cmax) / (Cmax + (N — 1) * Cmin).Итак, в нашем примере с допуском емкости +/- 20% Cmax = 1,2 * 100 и Cmin = 0,8 * 100, при Vdiv = (650 * 120) / (120 + (2-1) * 80) = 390V. Это превышает номинальное напряжение электролитов на 40 вольт; с некоторой алгеброй мы можем видеть, что 350 + 350 дает максимум 583 В при допуске емкости 20%. Для наших прикладных напряжение 650 В, минимальное номинальное напряжение для каждого конденсатора должно быть 400 В.

В примечании к применению Nichicon представляет более точный расчет балансировочного тока, чем приведенное выше правило 10-кратной утечки.Пусть Vdif = (Vmax — Vmin) — разность рабочее напряжение в результате дисбаланса утечки для двух последовательно соединенных электролитов, а Idif = (Imax — Imin) — это максимальная разница в ток утечки между двумя конденсаторами, тогда RB1 = RB2 = Vdif / Idif (см. примечание по применению, хотя получить такой результат довольно просто). Используя текущий диапазон, указанный выше, Idif = 0,3 * sqrt (CV) * Tc * F, где Tc — температурный коэффициент и F — коэффициент выдумки. Электролитики проводят больше при повышении температуры с Tc при 20 ° C от 1 до 2 примерно при 60 ° C и 5 примерно при 85 ° C.Опять же, вы можете найти эту характеристику в своем паспорт конденсатора. Фактор выдумки — это произвольный коэффициент безопасности дополнительные 40%, например, для нашего примера при 60 ° C: 0,3 * sqrt (100 * 400) * 2 * 1,4 = 168 мкА. Ничикон выбирает произвольное значение Vdif, равное 10% от номинала конденсатора, но зная предполагаемое приложение, мы можем сделать лучшую оценку в худшем случае.

Учтите, что в худшем случае дисбаланс напряжения из-за тока утечки между Последовательные конденсаторы увеличиваются с уменьшением тока балансного резистора.Таким образом чем больше дисбаланс мы можем терпеть, тем меньше может быть ток баланса. Если мы не игнорируем емкостной допуск, мы должны добавьте эффекты емкости и утечки, чтобы получить действительную оценку для наихудшего случая дисбаланс напряжений. Используя 2 последовательных соединения при 400 В / 100 мкФ, работающих при 650 В, наихудший дисбаланс напряжения из-за с допуском по емкости 20% 390 — 260 = 130В. Этот дисбаланс может увеличение из-за утечки максимум на 20 В до 400 — 250 = 150 В и Vdif / Idif = 20 В / 168 мкА = 120 К Ом или 2.7 мА. Это 0,9 Вт на балансный резистор … требуется два 2 Вт или более мощные резисторы. Лучшее решение было бы увеличить номинальное напряжение до 450 В, что привело бы к небольшому увеличение разницы тока утечки (10uA) с увеличением напряжения допуск дисбаланса на 100В. Тогда Vdif / Idif = 120 В / 178 мкА = 675 кОм или 480 мкА при 0,16 Вт. Также может быть целесообразно сопоставить устройства, чтобы минимизировать емкостные дисбаланс, хотя должна оставаться некоторая терпимость, чтобы учесть возможные изменение характеристик стареющих конденсаторов.

Поскольку 450 В — это наивысшее доступное электролитическое напряжение, для напряжения намного выше 650 В, мы должны увеличить количество последовательно соединенных конденсаторы. С 3 последовательно соединенными конденсаторами по 450 В и емкостью 20% Допуск, максимальное рабочее напряжение 450 * (120 + 2 * 80) / 120 = 1050В. Выбор рабочего напряжения 900 В с номиналом 300 В на каждом конденсатор, если два конденсатора работают при самом низком напряжении, а один — при низком напряжении. наибольшее, тогда Vmax = 1,2 * 900 / (1,2 + 0.8 + 0,8) = 346В. Здесь Vdif = 2 * (450-346) а Idif по-прежнему 178 мкА, поэтому Vdif / Idif = 1,2 МОм или 250 мкА.

Сводя это к выводам, не требующим математики, для нескольких одинаковых последовательно соединенных электролитические конденсаторы:

• Сумма номинальных напряжений должна быть на 30-40% выше, чем приложенное напряжение.
• Требуется сеть резисторов, уравновешивающих напряжение, и ток баланса должен быть не более 1 мА.

Правило 10-кратной утечки не делает предположения о напряжениях используемых конденсаторов, обеспечивающие консервативное требование, но без учета дисбаланса напряжений из-за к допускам емкости и тока утечки.Для строителя / ремонтника-любителя, используя бит больший ток баланса, чем минимальный, как рекомендовано правилом 10-кратной утечки, не имеет значения. Более тщательный анализ гарантирует, что номинальное напряжение последовательно соединенных конденсаторы находятся в пределах наихудшего случая. Производитель Рекомендации указывают на факторы, влияющие на баланс конденсаторов — температура, диапазон тока утечки, емкостной допуск, диапазон напряжения — и эти факторы следует учитывать при выборе и установке.

Восстановление конденсаторов

Для электролитических банок с номиналом менее 450 В вы можете их восстановить. себя, сохраняя существующие связи. После перестройки останется «шрам» на банке, так что вы можете попробовать услугу восстановления для любого электролиты от сверхценного мятного аудиооборудования или радиоприемников. Вот объявление от Antique Radio ведомости для Frontier Capacitor:

Конденсатор можно восстановить, теперь с быстрым возвратом восстановленного может. Любой поворотный замок можно восстановить за 30 долларов, до четырех секций.Максимум 450 вольт по этой цене. Банки с гайкой, односекционные, $ 20, для многосекционных Добавьте 2 доллара за секцию только для банок с гайкой. Доставка добавляет $ 4 за заказ для приоритетной и застрахованной доставки через PO. Восстановленные банки возвращаются только после квитанция о чеке, денежном переводе или информации о кредитной карте. Наша гарантия на все восстановленные бидоны, 1 год. Мы проверим любую банку на утечку и емкость, при правильное напряжение за 2 доллара. Конденсатор Frontier, PO Box 218, Lehr, ND 58460 или 403 С. Макинтош, UPS. Бесплатный звонок (877) 372-2341.Тел .: (701) 378-2341. Факс: (701) 378-2551, запись голосовой почты в любое время

Я полагаю, что Frontier может открыть обжатое дно банки и замените пластины и электролит, затем закройте банку, чтобы восстановить оригинальный внешний вид.

Если вы ремонтируете электролит самостоятельно, вам нужно будет разрезать банку. и заменить существующее содержимое банки новыми электролитиками, направив новые провода к клеммам. Эта процедура требует некоторого мастерства, здравого смысла и планирования, поэтому остерегайтесь поражения электрическим током и / или возгорания, если вы сделаете какие-либо ошибки.Вот несколько пошаговых инструкций:

Сначала соберите новые электролиты, которые вы будете использовать для замены существующих. кишки банки. Они должны уместиться внутри банки, так что расставьте их как хотите. поместите в банку и убедитесь, что они не превышают высоту или диаметр банки, плюс немного места для маневра. Обратите внимание на совет по выбору крышки в предыдущий раздел.

Далее нужно разрезать банку. Я использовал широкую пилу X-acto, или зажал конденсатор в токарном станке по металлу и прорезал узким бит металлорежущий.Мой друг использует инструмент Dremel с отрезным диском. Конденсатор содержит катушку из алюминиевых пластин (фольги), разделенных электролитом и выводы из алюминиевой фольги от пластин подключаются к клеммам в фенольная плита основания. Капля смолы закрепляет пластины в алюминии. может (обычно). Монтажный фланец, банка и фенольное дно обжать вместе, чтобы закрыть банку.

После того, как банка открылась, удалите и выбросьте пластины. Обрежьте вывод как можно ближе к фенольной пластине.Соскребите смолу. Чистый Удалите посторонний электролит влажным ватным тампоном.

Хорошо, а теперь немного о планировании: поскольку вы сократили выводы, вы нужно подвести провода к клеммам от новых конденсаторов внутри банка. Вам также потребуется создать новое заземление, так как электролитики теперь будут изолированы от баллончика. Я начинаю с приклеивания конденсаторы вместе с небольшой каплей силиконового герметика (RTV) в ориентацию они будут принимать при установке в банку. Вам нужно планировать расположение выводов так, чтобы они могли проходить через фенольный диск и оберните вокруг основания существующих клемм.В зависимости от свинца длины, возможно, вам придется добавить дополнительный провод … обычно мне нужно только добавьте провод для заземления. Если вам нужно сложить новый электролитик внутри банки, чтобы они поместились, обязательно изолируйте все провода от других провода и банка с трубкой для спагетти или термоусадочной трубкой.

Что касается RTV, я использую для этой работы легко доступную торговую марку хозяйственного магазина. Обычный RTV выделяет уксусную кислоту при отверждении, поэтому он может вызвать коррозию любых металлов. он соприкасается с.У меня не было проблем с коррозией, но вы могли используйте RTV, не вызывающий коррозии, если это проблема. Клей-расплав может также можно использовать, но будьте осторожны с пальцами, так как он очень горячий и прилипает к коже нравится, ну и клей.

Используя сверло наименьшего размера, просверлите отверстие для каждого нового выводного провода рядом с каждый терминал, к которому он будет подключен. Протолкните провода через фенольный диск, размещение нового электролита на диске. Оберните провода вокруг их клеммы и протрите землю к банке, добавив немного спагетти. при необходимости трубку.Припаяйте новые выводы к клеммам.

Я предпочитаю добавить немного RTV вокруг конденсаторов, чтобы стабилизировать их в банке. Теперь вы должны закрыть банку, которую вы разрезали. Я закончил довольно много таких перестроек, просто склеив банку медью ленты, но недавно я добавил тонкую медную накладку, приклеенную к внутренней стороне банка. Больше клея на пластыре, и банку можно соединить вместе, как коробок спичек. Остается едва заметная тонкая линия на месте пореза. Тот же друг, упомянутый выше использует немного эпоксидной смолы или, может быть, жидкую сталь.Он также близко режет к основанию и удерживает верх с помощью эпоксидной смолы, которая может быть больше эстетически приемлемо.

Вот мой Eico HF-85 с восстановленным фильтрующим конденсатором блока питания. используя вышеуказанный метод. Этот ремонт был произведен на месте , хотя я не рекомендую оставив электролит в шасси, так как вам нужно припаять к все равно терминалы.

Тим Риз
Центр биомедицинской визуализации Мартиноса
Военно-морская верфь Чарлстауна
13-я улица, корп.

No related posts.