устройство, рабочая схема и расчет своими руками
Трансформатор Игоря Кулдошина представляет собой изобретение, которое используется для преобразования реактивной мощности. Этого эффекта добиваются увеличением емкости обмоток. Своими руками изготовить устройство довольно сложно, но вполне реально. Для этого потребуются определенные познания в данной сфере и подходящие материалы.
Описание патента
Игорь Павлович Кулдошин создал трансформатор, услышав историю об энергетике, который сконструировал прибор для оренбургской нефтеперерабатывающей компании. Патент на изобретение выдан в 2000 году. В нем сказано, что устройство способно решить проблему с недостатков топлива для выработки энергии, которая бы обеспечила потребности всего человечества.
Изобретение названо трансформатором с емкостным сопротивлением, работающим на токах смещения, тогда как все остальные трансформаторы функционируют на токах проводимости на основе ленточного конденсатора.
Конструкция и принцип работы изобретения
Так как емкость обмоток увеличена, то трансформатор выполняет процесс преобразования реактивной мощности. Устройство изобретено на основе резонансных стоячих электромагнитных волн, которые появляются на витках катушки. Он включает первичную обмотку, количество витков в которой меньше, чем у остальных трансформаторов, конденсатор и искровой промежуток.
Вторую катушку делают из прямого провода. Если контур первичной обмотки колеблется одновременно с частотой волн вторичной, то этот резонансный процесс приводит к возникновению стоячей электромагнитной волны.
Для создания емкостной конструкции необходимо воспользоваться входным трансформатором, катушкой индуктивности, прерывателем или разрядником, конденсатором, терминалом.
Первичную обмотку, подключению к конденсатору и разряднику делают из медной трубки. Вместо него можно воспользоваться проводом крупного сечения. Вторичную выполняют из провода с меньшим сечением.
Разрядник исполняют из электродов с регулируемым расстоянием между ними. У них должно быть отменное охлаждение. Это поможет избежать сбоев в работе.
Чтобы устройство могло выполнять свои функции, его нужно настроить на одну резонансную величину. Для этого следует изменить величину емкости конденсатора или число завитков, пока на выходе не будет получена максимальная величина.
Примеры расчетов
Для расчета ширины ленточного конденсатора для трансформатора Кулдошина необходимо понимать, какая требуется емкость, мощность устройства и количество витков. Если использовать небольшое число витков, то лента конденсатора будет шире, и наоборот. Этот показатель для подобных трансформаторов определяют, учитывая такие же принципы, как и при создании обмотки из провода.
На первичной обмотке происходит вибрация тока смещения. С помощью уравнения можно осуществить расчеты амплитудного значения напряжения, а также узнать, какая требуется емкость и частота переменного напряжения. Для проведения расчетов необходимо амплитудное значение напряжения между лентами умножить на число Пи, частоту напряжения и емкость конденсатора.
Важно, чтобы витки и емкость конденсатора были достаточными для нулевого показателя сдвига напряжением и током.
Правильные элементы обеспечивают достаточный процесс преобразования реактивного тока в противоположный. Этот вид тока концентрируется на обмотках.
У трансформатора Кулдошина есть большая экономическая перспектива. Благодаря этому изобретению появилась возможность в дальнейшем создавать небольшие трансформаторы для электронных приборов. Но хорошего эффекта добиться можно только в тех случаях, если правильно выполнить расчеты.
Для трансформаторов небольшого размера необходимо подбирать и соответствующий ленточный конденсатор. Его ширина должна быть достаточной для покрытия всей поверхности катушек лентой.
Применение ленточных конденсаторов практикуют для радиоприемников, катушек зажигания, телевизоров, а также для других приборов.
Подобные обмотки ленточных конденсаторов применяются в сфере энергетики и электропромышленности.
Особенность изобретения Кулдошина в том, что первичную обмотку трансформатора наматывают в качестве ленточного конденсата, а вторичную выполняют, как стандартную с применением круглого провода. Но это не единственный возможный вариант. Трансформатор применяется и при выполнении вторичной обмотки в виде ленточного конденсатора.
Есть также трансформаторы, в которых практикуется смешанная обмотка и обычная. Вариант выбирают исходя из поставленных целей и необходимого уровня мощности. Все расчеты следует проверять несколько раз, чтобы не потратить много материалов на производство трансформатора.
Схематические решения
Схема трансформатора Кулдошина показывает, что в этом приборе присутствует магнитомягкий сердечник, первичная и вторичная обмотки. При этом первичная представлена в виде ленточного конденсатора. Он изготавливается в виде катушки с магнитным сердечником. Этот элемент следует изготавливать из специальной стали, чтобы он не перегревался и не нарушал процесс функционирования прибора.
Ленточный конденсатор представляет собой две ленты из металла одинаковой формы и размера. Их разделяет диэлектрик, изолированный с внешней стороны и намотанный, как катушка.
Важно, чтобы ширина и длина данного элемента были подобраны правильно. При этом больше внимания следует уделять мощности прибора и необходимому количеству витков. Это обеспечит эффективную работу прибора.
Внимание! При правильном выполнении трансформатора, он получит способность к преобразованию переменного реактивного тока в активный.
Он необходим электроприемникам, способным преобразовывать электричество в другие виды энергии, имеющие похожий на магнитное поле принцип действия. Большую часть реактивной мощности потребляют именно трансформаторы и асинхронные двигатели.
Через трансформатор электричество поступает от станции к потребителям. Количество ступеней трансформации отличается. Этот показатель зависит от того, где находится электростанция и потребитель. Ступеней преобразования может быть от 2 до 6. По этой причине мощность трансформатора значительно превышает больше, чем уровень у генераторов энергосистемы.
Результаты проверок на практике
Рабочая способность трансформатора преобразовывать реактивную мощность достигается увеличением емкости обмоток. Это изобретение Кулдошина многие старались воплотить на практике, но столкнулись с тем, что подобное устройство изготовить довольно сложно.
Первые попытки сделать прибор потребуют материала и фольги с большим запасом. Следует подготовиться к тому, что могут возникать отрицательные результаты. Но не стоит сдаваться после нескольких неудач. Если повторить эксперимент несколько раз, можно добиться больших успехов.
На созданном устройстве следует пересчитать обмотки и перемотать любой попавший под руку трансформатор. Габаритное железо при этом будет превышать показатели в 500 Вт. После намотки следует сразу снять АЧХ. При этом резонанс будет находиться на показателях точно в 50Гц.
Чтобы испытать конструкцию, можно воспользоваться счетчиком. Он отличается большей наглядностью для учета активной и реактивной мощности. Посредством счетчика трансформатор можно включить в сеть и проследить за процессом движения колеса счетчика. Оно будет перемещаться медленно. Этому процессу способствует ток холостого хода. Но это явление нормально и присуще всем видам трансформаторов.
В качестве нагрузки можно воспользоваться лампой от фары. Казалось бы, при этом может наблюдаться прибавление оборотов колеса счетчика. Но прослеживается другой результат. Хоть счетчик и начинает вращаться более медленно, но этот процесс вполне заметен.
Если воспользоваться токовыми клещами и продеть их сквозь шину вторичной обмотки, закоротить накоротко, то трансформатор не будет гудеть, а выдаст ток на клещах до 170 ампер. Если перевести полученные показатели на мощность, то получится около 500 вт.
Интересно то, что счетчик практически останавливается. Этот факт удивляет многих пользователей. Интерес этот эффект представляет благодаря тому, что пользуется для преобразования только реактивной мощностью.
Вывод
Хоть все и заинтересованы созданием новых видов трансформаторов, но вытеснить классические преобразователи энергии пока не удается. Еще в прошлом разработчики выдвигали смелые теории по поводу того, как можно удешевить электроэнергию, преобразовывая реактивную мощность в активную. Но для достижения этих целей не хватало техники, оборудования или параметров элементов, которые смогли бы обеспечить подобный эффект. Но научно-технический прогресс помогает человечеству получить все новые изобретения, среди которых и трансформатор Кулдошина.
Это устройство уникально тем, что первичная обмотка выполняется с использованием ленточного конденсата, а вторичная осуществляется по стандартной схеме с использованием круглого провода. Но есть возможность и выполнения вторичной обмотки из ленточного конденсатора. Данное изобретение может быть экономически выгодным при условии его правильного составления.
Керамический конденсатор, состав, типы, свойства и применение
Керамический конденсатор является наиболее широко используемым конденсатором и доступен в различных составах и типах, подходящих для различных применений и свойств. Вы можете увидеть это почти на каждой печатной плате. Они также известны как дисковые конденсаторы.
Советуем вам посмотреть и узнать больше про конденсатор в статье по ссылке выше, а также про диэлектрик в конденсаторе.
Состав керамического конденсатора
Как следует из названия, этот конденсатор использует керамику в качестве диэлектрического материала. Они изготовлены с использованием керамического или фарфорового диска, покрытого с обеих сторон тонким слоем серебра. Керамика является одним из первых материалов, используемых для изготовления конденсаторов.
Именно расположение и свойства керамического вещества характеризуют функциональные аспекты этих конденсаторов. Купить керамические конденсаторы вы можете на Алиэкспресс:
Типы керамического конденсатора
Он широко классифицируется на три основных класса. Чем ниже класс, тем выше его производительность. Эти три класса:
Керамический конденсатор класса I
Этот класс керамических конденсаторов обеспечивает большую стабильность значения емкости при изменении температуры, напряжения и частоты. Их точность довольно высока.
Керамический конденсатор класса II
Этот тип керамического конденсатора обеспечивает большую эффективность с точки зрения размера. Они имеют высокую емкость на объем. Они лучше всего подходят для использования в качестве развязывающего конденсатора или в качестве буфера.
Керамический конденсатор класса III
Они почти такие же, как керамические конденсаторы класса II. Однако им не хватает точности и они нестабильны как класс II с точки зрения изменения температуры.
Свойства керамического конденсатора
Различные свойства керамических конденсаторов следующие:
Диэлектрическая проницаемость (K) керамического конденсатора
Они обладают высокой диэлектрической проницаемостью (К). Это свойство позволяет им обеспечивать высокое значение емкости даже при его небольших размерах.
Влияние на емкость при изменении температуры
Емкость этих конденсаторов изменяется нелинейно с изменением температуры. По этой причине они лучше всего подходят для использования в качестве развязывающих конденсаторов или байпасных конденсаторов.
Неполяризация в керамическом конденсаторе
Они не поляризованы. Это означает, что в этом типе конденсаторов нет проблем с полярностью. Они могут быть подключены к цепи с любой стороны.
Бюджетный
Их стоимость изготовления очень низкая.
Различные размеры
Они доступны в небольших размерах. Поэтому пространство для этого в цепи не вызывает беспокойства.
Надежность
Они очень надежны и обладают высокой переносимостью. Шансы на повреждение также меньше.
Диапазон емкости керамического конденсатора
Они доступны в различных значениях емкости от нескольких пФ до 1/2 мкФ.
Номинальное напряжение керамического конденсатора
Они доступны с переменным номинальным напряжением. Обычно они имеют низкое напряжение. Однако керамические конденсаторы MLCC имеют более высокое номинальное напряжение, чем электролитические конденсаторы.
Применение Керамического Конденсатора
Эти конденсаторы имеют много применений, таких как:
- Резонансная схема в передающих станциях
- Высоковольтные лазерные источники питания
- Печатные платы высокой плотности
- Минимизация радиочастотного шума
- Силовые выключатели
- Индукционные печи
Виды конденсаторов — Основы электроники
Узнав, что же такое конденсатор, рассмотрим, какие бывают виды конденсаторов.
Итак, виды конденсаторов можно классифицировать по нескольким признакам:
- по назначению;
- по характеру изменения емкости;
- по способу монтажа;
- по характеру защиты от внешних воздействий.
Иногда в литературе термин «виды конденсаторов» меняют на «группы конденсаторов», что одинаково по своему смысловому значению.
Классификация видов конденсаторов показана на рисунке 1.
Рисунок 1. Виды конденсаторов.
Рассмотрим более подробно виды конденсаторов, а точнее характеристики видов конденсаторов.
Конденсаторы общего назначения – конденсаторы, применяемые в большинстве видов радиоэлектронной аппаратуры. К конденсаторам этого вида не применяются особые требования.
Конденсаторы специального назначения – конденсаторы, к которым предъявляются особые требования (по напряжению, частоте, виду действующих сигналов и т.д.) в зависимости от той цепи, где они установлены. Например к данному виду конденсаторов относятся: импульсные, высоковольтные, пусковые, помехоподавляющие, а так же и другие конденсаторы.
Конденсаторы постоянной емкости – это конденсаторы, чья емкость является фиксированной и в процессе эксплуатации аппаратуры не меняется.
Конденсаторы переменной емкости – применяются в цепях, где требуется изменение емкости в процессе эксплуатации. При этом изменение емкости может производится различными способами: механически, путем изменения управляющего напряжения, изменением температуры окружающей среды.
Подстроечные конденсаторы – не применяются в цепях с оперативным изменением емкости. В основном их используют для первоначальной настройки аппаратуры или периодической подстройки цепей, где требуется малый диапазон изменения емкости.
Конденсаторы, используемые для печатного монтажа – это конденсаторы которые применяются в аппаратуре с обычными печатными платами с отверстиями для выводов радиокомпонентов. У таких конденсатов выводы изготовлены из проволоки круглого сечения.
Конденсаторы, используемые для навесного монтажа. Этот вид конденсаторов очень многообразен по исполнению выводов. Здесь могут использоваться мягкие и жесткие выводы, радиальные или аксиальные выводы, выводы, изготовленные из ленты или проволоки круглого сечения, а так же с выводами в виде опорных винтов и проходных шпилек (проходные конденсаторы). К конденсаторам для навесного монтажа можно отнести более современные конденсаторы с выводами под винт.
Конденсаторы, используемые для поверхностного монтажа( SDM-конденсаторы). Отдельно необходимо выделить SDM-конденсаторы, так как они находят все большее и большее применение в современной радиоэлектронной аппаратуре. Другое название таких конденсаторов – безвыводные. У этого вида конденсаторов в качестве выводов используются части его копруса.
Конденсаторы с защёлкивающимися выводами (Snap in). Вид современных конденсаторов, в которых выводы изготовлены таким образом, что при установки в отверстия платы они жестко «защелкиваются», это позволяет качественно и с удобствами осуществить их пайку.
Конденсаторы с выводами под винт. Интересный вид конденсаторов для поверхностного монтажа. В выводах конденсаторов этого вида нарезана резьба. В основном эти конденсаторы применяются в блоках питания, где преобладает ток большой величины и необходимо надежно подключить выводы к силовым проводам. Использование выводов под винт так же делает возможным установку конденсатора на радиатор.
Незащищенные конденсаторы – вид конденсаторов, который не допускают к работе в условиях повышенной влажности. Возможно эксплуатация этих конденсаторов в составе герметизированной аппаратуры.
Защищенные конденсаторы – могут работать в условия повышенной влажности.
Неизолированные конденсаторы – при использовании этого вида конденсаторов не допускается касания их корпусом шасси аппаратуры.
Изолированные конденсаторы – имеют хорошо изолированный корпус, что делает возможным касания шасси аппаратуры или ее токоведущих поверхностей.
Уплотненные конденсаторы – в конденсаторах этого вида используется корпус, уплотненный органическими материалами.
Герметизированные конденсаторы – эти конденсаторы имеют герметизированный корпус, что исключает взаимодействие внутренней конструкции конденсатора с окружающей средой.
ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!
Похожие материалы:
Добавить комментарий
Виды конденсаторов, их применение
Подобные элементы представляют собой детали, в состав которых входят два проводника с диэлектрическим слоем. В зависимости от параметров данных компонентов, проявляются различия в особенностях отдельных моделей. В этом обзоре мы рассмотрим виды конденсаторов и специфику применения каждого из них.
Что представляет собой конденсатор?
Состоящая из пары электродов часть цепи, предназначенная для аккумулирования и передачи тока другим типам устройств, называется конденсатором. Особенности конструкции заключаются в наличии обкладок с противоположными зарядами. Нормальное функционирование обеспечивается размещением между такими пластинами специального диэлектрика. Таким способом устраняется вероятность соприкосновения подобных элементов между собой.
Данные компоненты отлично справляются с функциями транспортировки сигналов и электроэнергии, выполнения их измерение, а также передачу.
Особенности применения конденсатора
У новичков часто возникает недопонимание, как правильно использовать конденсатор. Иногда появляется ложное мнение, что его вполне можно применить в качестве замены вместо блока питания или батареи.
Подобные элементы входят в состав модулей в схемах со статичными значениями, а также в сочетании с резисторами и транзисторами представляют собой вид платы в различных приборах.
Приоритетными остаются такие моменты:
- Выравнивание больших перепадов напряжения в устройствах переменного тока.
- Фильтрация возникающих НЧ и ВЧ помех.
- Оптимальное выравнивание пульсаций рабочего напряжения.
В зависимости от задач, которые необходимо выполнить, классифицируются функции и назначение конденсатора:
- конструкции общего назначения, в которых имеются исключительно низковольтные составляющие. Они размещены на компактных платах – бытовые чайники, радио- и телевизионная техника;
- способные формировать и подавать на панели приемки приборов импульсные модели;
- высоковольтные образцы для цепей с постоянным током, поддерживающие системы технического и производственного назначения;
- применяемые для установки в блоках управления и пультах пусковые модификации;
- в оборудовании для военно-промышленного комплекса, телевизионной и спутниковой отрасли применяются помехоподавляющие элементы.
Входящие в состав платы детали различаются по такому параметру, как характеристика изменения емкости.
Способные оптимизировать на протяжении всего обозначенного эксплуатационного периода стабильные показатели емкости постоянные конденсаторы. Подходят для всех разновидностей устройств.
Применяемы для выполнения задач по изменению температурного режима, а также дополняющие работу варикапа и реостата переменные образцы.
Гибкие по своим возможностям переменные модели, используемые для увеличения пропускной способности систем.
Виды конденсаторов и их применение
Рассмотрим популярные и чаще всего применяемые образцы.
Металлобумажные и бумажные конденсаторы
В этом случае применяются фольгированные прокладки. Область применения – как высоковольтные цепи, так и приборы, работающие на низких частотах.
В них традиционную фольгу заменяет технология нанесения на диэлектрик порошка.
Металлический корпус используется по причине отсутствия необходимой металлической прочности.
Электролитические конденсаторы
В данном случае функции диэлектрика выполняет относительно тонкий слой металлического оксида. Он создается на обложке с положительными параметрами электрохимическим способом.
В виде сухого или жидкого электролита выполнена вторая обложка. Материалом создания электрода выбирается чаще всего тантал или алюминий. Профессионалы под термином «электролит» подразумевают конденсатор из алюминия с жидким электролитом.
Следует опасаться ситуаций с инверсией полярности. В подобных случаях происходит необратимая химическая реакция, которая заканчивается разрушением элемента, а выделяемый во внутренней части при этом газ может послужить причиной взрыва.
Танталовые конденсаторы
Сам электрод выполнен из металла, а Ta2O5 (пентаоксид тантала) образует диэлектрический слой. Особенности подобных элементов:
- идеальные показатели компактности;
- невосприимчивость к внешнему воздействию;
- минимальные токи утечки в сравнении с аналогами.
Алюминиевые конденсаторы
Металл выполняет функции положительного электрода. Необходимо отметить такие свойства – большие показатели емкости и способность корректной работы только при малых частотах.
Обладает наиболее хорошим соотношением номинальной емкости к размерам, оптимальной индуктивностью, низкими характеристиками сопротивления и высокими показателями токов утечки.
Полимерные конденсаторы
Твердотельные модификации отличаются от аналогов наличием полимерных диэлектриков вместо привычной оксидной пленки. Таким способом устраняется опасность утечки тока и раздувания корпуса.
Следствие физических характеристик полимерных материалов – минимальный эквивалент сопротивления, стабильность в условиях холода и большое значение импульсного тока.
Во многих схемах именно таким элементам отдается предпочтение перед металлическими аналогами.
Пленочные конденсаторы
Используются пластиковые пленки – поликарбонатные МКС и КС, полипропиленовые MFP, MKP, и KP, а также полиэстер.
Главные особенности:
- очень устойчивы на растяжение;
- стабильная работа только при токах с большими параметрами;
- незначительные параметры емкости;
- мизерная утечка;
- популярные варианты применения – RS-снабберы.
Керамические конденсаторы
Из оригинальных компонентов изготавливаются пластинчатые детали, обладающими целым рядом уникальных свойств.
В первую очередь следует отметить огромный спектр проницаемости. Такая особенность способствует созданию компактных образцов, обладающих достаточно высокой емкостью. В сравнении с аналогами допускается работа с любой поляризацией и небольшими утечками.
Конденсатор | ldsound.ru
Конденсатор — это двухполюсник с определённым или переменным значением ёмкости и малой проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля.
Список конденсаторов
Конденсатор является пассивным электронным компонентом. В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок. Практически применяемые конденсаторы имеют много слоёв диэлектрика и многослойные электроды, или ленты чередующихся диэлектрика и электродов, свёрнутые в цилиндр или параллелепипед со скруглёнными четырьмя рёбрами (из-за намотки).
Изобрел первую конструкцию-прототип электрического конденсатора «лейденскую банку» в 1745 году, в Лейдене, немецкий каноник Эвальд Юрген фон Клейст и независимо от него голландский физик Питер ван Мушенбрук.
Конденсатор в цепи постоянного тока может проводить ток в момент включения его в цепь (происходит заряд или перезаряд конденсатора), по окончании переходного процесса ток через конденсатор не течёт, так как его обкладки разделены диэлектриком. В цепи же переменного тока он проводит колебания переменного тока посредством циклической перезарядки конденсатора, замыкаясь так называемым током смещения.
При изменении частоты изменяются диэлектрическая проницаемость диэлектрика и степень влияния паразитных параметров — собственной индуктивности и сопротивления потерь. На высоких частотах любой конденсатор можно рассматривать как последовательный колебательный контур, образуемый ёмкостью, собственной индуктивностью и сопротивлением потерь.
Резонансная частота конденсатора равна: fр = 1/ (2∏ ∙ √Lс ∙ C).
При f > fp конденсатор в цепи переменного тока ведёт себя как катушка индуктивности. Следовательно, конденсатор целесообразно использовать лишь на частотах f < fp, на которых его сопротивление носит ёмкостный характер. Обычно максимальная рабочая частота конденсатора примерно в 2—3 раза ниже резонансной.
Отечественные неполярные конденсаторы:
На электрических принципиальных схемах номинальная ёмкость конденсаторов обычно указывается в микрофарадах (1 мкФ = 1·106 пФ = 1·10−6 Ф) и пикофарадах, но нередко и в нанофарадах (1 нФ = 1·10−9 Ф). При ёмкости не более 0,01 мкФ, ёмкость конденсатора указывают в пикофарадах, при этом допустимо не указывать единицу измерения, то есть постфикс «пФ» опускают. При обозначении номинала ёмкости в других единицах указывают единицу измерения. Для электролитических конденсаторов, а также для высоковольтных конденсаторов на схемах, после обозначения номинала ёмкости, указывают их максимальное рабочее напряжение в вольтах (В) или киловольтах (кВ). Например так: «10 мкФ x 10 В». Для переменных конденсаторов указывают диапазон изменения ёмкости, например так: «10 — 180».
Основные параметры конденсаторов:
- Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость, характеризующая способность конденсатора накапливать электрический заряд. В обозначении конденсатора фигурирует значение номинальной ёмкости, в то время как реальная ёмкость может значительно меняться в зависимости от многих факторов. Реальная ёмкость конденсатора определяет его электрические свойства. Так, по определению ёмкости, заряд на обкладке пропорционален напряжению между обкладками. Типичные значения ёмкости конденсаторов составляют от единиц пикофарад до тысяч микрофарад. Однако существуют конденсаторы (ионисторы) с ёмкостью до десятков фарад.
- Конденсаторы также характеризуются удельной ёмкостью — отношением ёмкости к объёму (или массе) диэлектрика. Максимальное значение удельной ёмкости достигается при минимальной толщине диэлектрика, однако при этом уменьшается его напряжение пробоя.
- Плотность энергии электролитического конденсатора зависит от конструктивного исполнения. Максимальная плотность достигается у больших конденсаторов, где масса корпуса невелика по сравнению с массой обкладок и электролита.
- Другой, не менее важной характеристикой конденсаторов является номинальное напряжение — значение напряжения, обозначенное на конденсаторе, при котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах. Номинальное напряжение зависит от конструкции конденсатора и свойств применяемых материалов. При эксплуатации напряжение на конденсаторе не должно превышать номинального. Для многих типов конденсаторов с увеличением температуры допустимое напряжение снижается, что связано с увеличением тепловой скорости движения носителей заряда и, соответственно, снижению требований для образования электрического пробоя.
- Полярность. Многие конденсаторы с оксидным диэлектриком (электролитические) функционируют только при корректной полярности напряжения из-за химических особенностей взаимодействия электролита с диэлектриком. При обратной полярности напряжения электролитические конденсаторы обычно выходят из строя из-за химического разрушения диэлектрика с последующим увеличением тока, вскипанием электролита внутри и, как следствие, с вероятностью взрыва корпуса.
Обозначение на схемах:
Основная классификация конденсаторов проводится по типу диэлектрика в конденсаторе. Тип диэлектрика определяет основные электрические параметры конденсаторов: сопротивление изоляции, стабильность ёмкости, величину потерь и др.
По виду диэлектрика различают:
- Конденсаторы вакуумные (между обкладками находится вакуум).
- Конденсаторы с газообразным диэлектриком.
- Конденсаторы с жидким диэлектриком.
- Конденсаторы с твёрдым неорганическим диэлектриком: стеклянные (стеклоэмалевые, стеклокерамические, стеклоплёночные), слюдяные, керамические, тонкослойные из неорганических плёнок.
- Конденсаторы с твёрдым органическим диэлектриком: бумажные, металлобумажные, плёночные, комбинированные — бумажноплёночные, тонкослойные из органических синтетических плёнок.
- Электролитические и оксидно-полупроводниковые конденсаторы. Такие конденсаторы отличаются от всех прочих типов прежде всего большой удельной ёмкостью. В качестве диэлектрика используется оксидный слой на металлическом аноде. Вторая обкладка (катод) — это или электролит (в электролитических конденсаторах), или слой полупроводника (в оксидно-полупроводниковых), нанесённый непосредственно на оксидный слой. Анод изготовляется, в зависимости от типа конденсатора, из алюминиевой, ниобиевой или танталовой фольги или спечённого порошка. Время наработки на отказ типичнного электролитического конденсатора 3000-5000 часов при максимально допустимой температуре, качественные конденсаторы имеют время наработки на отказ не менее 8000 часов при температуре 105°С. Рабочая температура — основной фактор, влияющий на продолжительность срока службы конденсатора. Если нагрев конденсатора незначителен из-за потерь в диэлектрике, обкладках и выводах, (например, при использовании его во времязадающих цепях при небольших токах или в качестве разделительных), можно принять, что интенсивность отказов снижается вдвое при снижении рабочей температуры на каждые 10 °C вплоть до +25 °C. Твердотельные конденсаторы — вместо традиционного жидкого электролита используется специальный токопроводящий органический полимер или полимеризованный органический полупроводник. Время наработки на отказ ~50000 часов при температуре 85°С. ЭПС меньше чем у жидко-электролитических и слабо зависит от температуры. Не взрываются.
Вакуумный конденсатор:
Кроме того, конденсаторы различаются по возможности изменения своей ёмкости:
- Постоянные конденсаторы — основной класс конденсаторов, не меняющие своей ёмкости (кроме как в течение срока службы).
- Переменные конденсаторы — конденсаторы, которые допускают изменение ёмкости в процессе функционирования аппаратуры. Управление ёмкостью может осуществляться механически, электрическим напряжением (вариконды, варикапы) и температурой (термоконденсаторы). Применяются, например, в радиоприёмниках для перестройки частоты резонансного контура.
- Подстроечные конденсаторы — конденсаторы, ёмкость которых изменяется при разовой или периодической регулировке и не изменяется в процессе функционирования аппаратуры. Их используют для подстройки и выравнивания начальных ёмкостей сопрягаемых контуров, для периодической подстройки и регулировки цепей схем, где требуется незначительное изменение ёмкости.
Два бумажных электролитических конденсатора 1930 года:
В зависимости от назначения можно условно разделить конденсаторы на конденсаторы общего и специального назначения. Конденсаторы общего назначения используются практически в большинстве видов и классов аппаратуры. Традиционно к ним относят наиболее распространённые низковольтные конденсаторы, к которым не предъявляются особые требования. Все остальные конденсаторы являются специальными. К ним относятся высоковольтные, импульсные, помехоподавляющие, дозиметрические, пусковые и другие конденсаторы.
Серебрянный конденсатор для аудио.
Также различают конденсаторы по форме обкладок: