Важно! Нужно избегать держания обеими руками выводов тестируемого устройства и щупов измерительного прибора. Это приведет к получению некорректных результатов измерений.

Проверка с помощью мультиметра

Маркировка

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

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

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

Видео

Полярный конденсатор в цепи переменного тока, неполярные электролиты

Полярные и неполярные конденсаторы — в чем отличие

Всевозможные типы конденсаторов, используемые сегодня практически всюду в электронике и электротехнике, в качестве диэлектрика содержат различные вещества. Однако, что касается конкретно электролитических конденсаторов, в частности также танталовых и полимерных, то для них при включении в схему важно строгое соблюдение полярности. Если такой конденсатор включить в цепь неправильно, то он не сможет нормально работать. Данные конденсаторы называются поэтому полярными.

В чем же заключается принципиальное отличие полярного конденсатора от неполярного, почему одним конденсаторам все равно как быть включенными в схему, а другим принципиально важно соблюдение полярности? В этом и попробуем сейчас разобраться.

Дело здесь в том, что процесс изготовления электролитических конденсаторов сильно отличается от, скажем, керамических или полипропиленовых. Если у последних двух как обкладки, так и диэлектрик однородны по отношению друг к другу, то есть нет различия в структуре на границе обкладка-диэлектрик с обеих сторон диэлектрика, то электролитические конденсаторы (цилиндрические алюминиевые, танталовые, полимерные) имеют различие в структуре перехода диэлектрик-обкладка с двух сторон диэлектрика: анод и катод отличаются по химическому составу и физическим свойствам.

Когда изготавливают электролитический алюминиевый конденсатор, то не просто скручивают в рулон две одинаковые обкладки из фольги, проложенные пропитанной электролитом бумагой.

Со стороны анодной обкладки (на которую подается +) присутствует слой оксида алюминия, нанесенный на травленую поверхность фольги особым способом. Анод призван отдавать электроны через внешнюю цепь катоду в процессе заряда конденсатора.

Отрицательная обкладка (катод) — просто алюминиевая фольга, на нее в процессе заряда приходят электроны по внешней цепи. Электролит здесь служит проводником ионов.

Так же обстоит дело и с танталовыми конденсаторами, где в качестве анода служит порошок тантала, на котором формируется пленка пентаоксида тантала (анод связан с оксидом!), несущего функцию диэлектрика, затем идет слой полупроводника — диоксида марганца в качестве электролита, затем серебряный катод, с которого будут уходить электроны в процессе разряда.

Полимерные электролитические конденсаторы в качестве катода используют легкий проводящий полимер, а в остальном все процессы аналогичны. Суть — окислительная и восстановительная реакции, как в аккумуляторной батарее. Анод окисляется во время электрохимической реакции разрядки, а катод восстанавливается.

Когда электролитический конденсатор заряжен, то имеет место избыток электронов на его катоде, на минусовой обкладке, сообщающий как раз отрицательный заряд этой клемме, а на аноде — недостаток электронов, дающий положительный заряд, таким образом получаем разность потенциалов.

Если заряженный электролитический конденсатор замкнуть на внешнюю цепь, то избыточные электроны побегут от отрицательно заряженного катода к положительно заряженному аноду, и заряд будет нейтрализован. В электролите положительные ионы движутся в этот момент от катода к аноду.

Если включить такой полярный конденсатор в цепь неправильно, то описанные реакции не смогут нормально протекать, и конденсатор не будет нормально работать. Неполярные же конденсаторы могут работать в любом включении, поскольку в них нет ни анода, ни катода, ни электролита, и их обкладки взаимодействуют с диэлектриком одинаково, ровно как и с источником.

А что если под рукой есть только полярные электролитические конденсаторы, а нужно осуществить включение конденсатора в цепь тока с меняющейся полярностью? Для этого существует одна хитрость. Нужно взять два одинаковых полярных электролитических конденсатора, и соединить их между собой последовательно одноименными клеммами. Получится один неполярный конденсатор из двух полярных, емкость которого будет в 2 раза меньше каждого из двух его составляющих.

На этой основе, кстати, изготавливают неполярные электролитические конденсаторы, в которых слой оксида присутствует на обеих обкладках. По этой причине неполярные электролитические конденсаторы имеют значительно больший размер, чем полярные аналогичной емкости. Основываясь на данном принципе, изготавливают также электролитические пусковые неполярные конденсаторы, рассчитанные на работу в цепях переменного тока частотой 50-60 Гц.

Смотрите также: Конденсаторы в электронных схемах

Андрей Повный

Конденсаторы электролитические неполярные

Конденсаторы электролитические неполярные
Диапазон емкостей		1 — 220 мкФ
Диапазон напряжений		16 — 160 В
Допустимое отклонение емкости		±20%
Ток утечки		4 мкА
Тангенс угла потерь, tgδ		0,12 — 0,24
Выработка		2000 ч
Рабочая температура		-40°C – +85°C
Серия	Цена	Серия	Цена
1мкФ 50В 85°C	$0,02 + –	22мкФ 16В 85°C	по запросу + –
1мкФ 100В 85°C	$0,02 + –	22мкФ 25В 85°C	по запросу + –
2,2мкФ 50В 85°C	$0,02 + –	22мкФ 100В 85°C	$0,12 + –
3,3мкФ 50В 85°C	$0,02 + –	33мкФ 16В 85°C	$0,03 + –
4,7мкФ 35В 85°C	$0,02 + –	100мкФ 25В 85°C	$0,05 + –
4,7мкФ 50В 85°C	$0,03 + –	100мкФ 35В 85°C	$0,08 + –
10мкФ 16В 85°C	$0,02 + –	100мкФ 50В 105°C	$0,09 + –
10мкФ 35В 85°C	$0,03 + –	220мкФ 16В 85°C	$0,08 + –
10мкФ 50В 105°C	$0,02 + –	220мкФ 25В 85°C	$0,08 + –
10мкФ 160В 85°C	$0,12 + –

Маркировка конденсаторов электролитических радиальных:

Габаритные и установочные размеры конденсаторов электролитических радиальных:

Устройство электролитических конденсаторов:

В цилиндрическом алюминиевом корпусе расположены две электродные фольги – электроды, между которыми находится бумага, пропитанная электролитом, диэлетрик (тонкая оксидная пленка) и бумажный разделитель. В неполярных конденсаторах диэлетрик (тонкая оксидная пленка) нанесена на оба электрода для симметрии их электрических параметров.

В нижней части конденсатора размещен резиновый уплотнитель и вывода. Алюминиевый корпус конденсатора покрыт изолирующей оболочкой.

На верхней торцевой части корпуса расположен предохранительный клапан или защитные надсечки (крестообразные, в форме буквы К или Т), которые обеспечивают взрывобезопасность конденсатора при его выходе из строя вследствие перегрева, пробоя или переполюсовки. Суть защитного устройства базируется на возможности выброса накопленного внутри корпуса излишнего давления паров газа электролита. Возрастание внутреннего давления сопровождается выбросом пробки клапана или разрушением корпуса по надсечкам, но без взрыва, разбрасывания обкладок и сепаратора, предотвращая таким образом повреждения соседних элементов схемы.

Емкость электролитического конденсатора обратно пропорциональна минусовой температуре: с понижением температуры вязкость электролита увеличивается, тем самым снижая его проводимость. Повышение температурного режима приводит к уменьшению срока службы конденсатора, поэтому при их установке следует избегать близкого расположения тепловыделяющих компонентов.

Неполярный конденсатор из полярных:

Получить неполярный электролитический конденсатор можно путем последовательного соединения двух одинаковых полярных электролитов полюсами друг к другу — плюс к плюсу или минус к минусу. В этом случае его емкость будет равна половине емкости одного полярного конденсатора, а номинальное напряжение останется неизменным.

Изменение емкости электролитических конденсаторов от температуры и частоты:

• 
  

  Типовая зависимость емкости электролитического конденсатора от температуры

• 
  

  Типовая зависимость емкости электролитического конденсатора от
  частоты

Монтаж электролитических конденсаторов на плату:

• Монтаж электролитических конденсаторов осуществляется на печатную плату методом групповой пайки или с помощью паяльника.

  При установке конденсатора нужно обязательно соблюдать классификационные параметры (ёмкость, номинальное напряжение).

  Пространство вокруг конденсатора в радиусе до 3 мм следует оставить свободным для возможного срабатывания защитного клапана, а зазор между конденсатором и печатной платой должен быть минимальным (приблизительно 1 мм).

Рекомендации по монтажу и эксплуатации:

• Располагайте конденсаторы так, чтобы другие компоненты и проводники находились на расстоянии от вентиляционного отверстия конденсатора.
• Конденсаторы с жесткими выводами «snap-in» должны плотно, без люфта и зазора устанавливаться на печатную плату.
• Конденсаторы под винт «screw terminal» монтируются в вертикальном положении выводами вниз или горизонтально с положительным выводом сверху относительно отрицательного.
• После хранения конденсаторы рекомендуется «тренировать» подачей постоянного напряжения через токоограничивающий резистор сопротивлением примерно 1кОм.
• Перед установкой конденсаторы следует разрядить, замыкая выводы через резистор сопротивлением 1кОм.

Допустимое расстояние между корпусом конденсатора и стенкой корпуса оборудования:

Пайка электролитических конденсаторов:

Режимы пайки (длительности и температуры на каждой операции) должны соответствовать указаниям в спецификации к конденсатору.

Есть два способа пайки электролитических конденсаторов:

• Пайка волной – выполняется при температуре до 260°С и не более 10 секунд.
• Групповая пайка оплавлением пасты в печи с конвекционным или инфракрасным нагревом.

• 
  

  Параметры режима групповой пайки оплавлением пасты

• Параметры режима групповой пайки оплавлением пасты бессвинцовыми припоями

Меры предосторожности:

• При появлении «дыма» с предохранительного клапана электролитического конденсатора следует немедленно обесточить электрическую цепь.
• Не приближайте лицо к предохранительному клапану электролитического конденсатора. Газы, выбрасываемые из конденсатора, могут достигать температуры свыше 100°C.
• Не препятствуйте работе вентиляционных систем, соблюдайте необходимый зазор между корпусом конденсатора и стенкой корпуса оборудования.
• Не используйте конденсаторы в системах с частыми внезапными зарядами и разрядами, т.к. конденсаторы могут быть повреждены.
• Подаваемое на конденсатор напряжение не должно превышать значения номинального напряжения.
• Используйте конденсатор при допустимом значении тока пульсации, т.к. превышение допустимого тока пульсации может вызвать перегрев, уменьшение емкости или повреждение конденсатора.
• Используйте конденсаторы при допустимом диапазоне рабочих температур.
• Не применяйте чрезмерную силу воздействия на терминалы и выводы конденсаторов, чтобы исключить повреждение и нарушение внутренних элементов.
• Длительное хранение конденсаторов допускается только в сухих прохладных помещениях.

Урок 2.3 — Конденсаторы

Конденсатор

Конденсатор встречается в наборах Мастер Кит (да и вообще в электронных устройствах) почти так же часто, как и резистор. Поэтому важно хотя бы в общих чертах представлять его основные характеристики и принцип работы.

Принцип работы конденсатора

В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок. Чем больше отношение площади пластин к толщине диэлектрика – тем выше ёмкость конденсатора. Чтобы избежать физического увеличения размеров конденсатора до огромных размеров, конденсаторы изготавливают многослойными: например, сворачивают ленты пластин и диэлектриков в рулон.
Так как любой конденсатор имеет диэлектрик, то он не способен проводить постоянный ток, но он может сохранять электрический заряд, приложенный к его обкладкам, и в нужный момент отдавать его. Это важное свойство

Давайте договоримся: радиодеталь мы называем конденсатором, а его физическую величину – ёмкостью. То есть правильно сказать так: «конденсатор имеет ёмкость 1 мкФ», но некорректно сказать: «замени на плате вон ту ёмкость». Вас, конечно, поймут, но лучше соблюдать «правила хорошего тона».

Электрическая ёмкость конденсатора – это главный его параметр
Чем больше ёмкость конденсатора, тем больший заряд он может сохранить. Электрическая ёмкость конденсатора измеряется в Фарадах, обозначается F.
1 Фарад — очень большая ёмкость (земной шар имеет ёмкость менее 1Ф), поэтому для обозначения ёмкости в радиолюбительской практике используются следующие основные размерные величины — префиксы: µ (микро), n (нано) и p (пико):
• 1 микроФарад — 10-6 (одна миллионная часть), т.е. 1000000µF = 1F
• 1 наноФарад — 10-9 (одна миллиардная часть), т.е. 1000nF = 1µF
• p (пико) — 10-12 (одна триллионная часть), т.е. 1000pF = 1nF

Как и Ом, Фарад – это фамилия физика. Поэтому, как культурные люди, пишем прописную букву «Ф»: 10 пФ, 33 нФ, 470 мкФ.

Номинальное напряжение конденсатора
Расстояние между пластинами конденсатора (особенно конденсатора большой ёмкости) очень мало, и достигает единиц микрометра. Если приложить к обкладкам конденсатора слишком высокое напряжение, слой диэлектрика может быть нарушен. Поэтому каждый конденсатор имеет такой параметр, как номинальное напряжение. При эксплуатации напряжение на конденсаторе не должно превышать номинального. Но лучше, когда номинальное напряжение конденсатора несколько выше напряжения в схеме. То есть, например, в схеме с напряжением 16В могут работать конденсаторы с номинальным напряжением 16В (в крайнем случае), 25В, 50В и выше. Но нельзя ставить в эту схему конденсатор с номинальным напряжением 10В. Конденсатор может выйти из строя, причём часто это происходит с неприятным хлопком и выбросом едкого дыма.
Как правило, в радиолюбительских конструкциях для начинающих не используется напряжение питания выше 12В, а современные конденсаторы чаще всего имеют номинальное напряжение 16В и выше. Но помнить о номинальном напряжении конденсатора очень важно.

Типы конденсаторов
О разнообразных конденсаторах можно написать много томов. Впрочем, это уже сделали некоторые другие авторы, поэтому я расскажу только самое необходимое: конденсаторы бывают неполярные и полярные (электролитические).

Неполярные конденсаторы
Неполярные конденсаторы (в зависимости от типа диэлектрика подразделяются на бумажные, керамические, слюдяные…) могут устанавливаться в схему как угодно – в этом они похожи на резисторы.
Как правило, неполярные конденсаторы имеют относительно небольшую ёмкость: до 1 мкФ.

Маркировка неполярных конденсаторов
На корпус конденсатора нанесён код из трёх цифр. Первые две цифры определяют значение ёмкости в пикофарадах (пФ), а третья – количество нулей. Так, на изображённом ниже рисунке на конденсатор нанесён код 103. Определим его ёмкость:
10 пФ + (3 нуля) = 10000 пФ = 10 нФ = 0,01 мкФ.

Конденсаторы ёмкостью до 10 пФ маркируются по-особенному: символ «R» в их кодировке обозначает запятую. Теперь Вы можете определить ёмкость любого конденсатора. Приведённая ниже табличка поможет Вам проверить себя.

Как правило, в радиолюбительских конструкциях допустима замена некоторых конденсаторов на близкие по номиналу. Например, вместо конденсатора 15 нФ набор может комплектоваться конденсатором 10 нФ или 22 нФ, и это не отразится на работе готовой конструкции.
Керамические конденсаторы не имеют полярности и могут устанавливаться в любом положении выводов.
Некоторые мультиметры (кроме самых бюджетных) имеют функцию измерения ёмкости конденсаторов, и Вы можете воспользоваться этим способом.

Полярные (электролитические) конденсаторы
Есть два способа увеличения ёмкости конденсатора: либо увеличивать размер его пластин, либо уменьшать толщину диэлектрика.
Чтобы минимизировать толщину диэлектрика, в конденсаторах большой ёмкости (выше нескольких микрофарад) применяется специальный диэлектрик в виде оксидной плёнки. Этот диэлектрик нормально работает только при условии правильно приложенного напряжения на обкладках конденсатора. Если перепутать полярность напряжения, электролитический конденсатор может выйти из строя. Метка полярности всегда маркируется на корпусе конденсатора. Это может быть либо значок «+», но чаще всего в современных конденсаторах полосой на корпусе маркируется вывод «минус». Другой, вспомогательный способ определения полярности: плюсовой вывод конденсатора длиннее, но ориентироваться на этот признак можно только до того, как выводы радиодетали обрезаны.
На печатной плате также присутствует метка полярности (как правило, значок «+»). Поэтому при установке электролитического конденсатора обязательно совмещайте метки полярности и на детали, и на печатной плате.
Как правило, в радиолюбительских конструкциях допустима замена некоторых конденсаторов на близкие по номиналу. Также допустима замена конденсатора на аналогичный с бОльшим значением допустимого рабочего напряжения. Например, вместо конденсатора 330 мкФ 25В набор можно применить конденсатор 470 мкФ 50В, и это не отразится на работе готовой конструкции.

Внешний вид электролитического конденсатора (правильно установленный на плату конденсатор)

Скачать урок в формате PDF

Есть ли у неполярного конденсатора «полярность»? » Журнал практической электроники Датагор (Datagor Practical Electronics Magazine)

На сайте Jimmy’s Junkyard я нашел статью об определении у конденсаторов внешнего и внутреннего выводов обкладок.
Я решил опробовать данный метод на конденсаторах которые есть у меня. Я проверял данный метод на конденсаторах серии: К73-17, Epcos, Jancen M-Cap, Mundorf и мое мнение, что этот метод определения «полюса» конденсатора прекрасно работает.

Идея мне понравилась и я решил перевести данную статью для общественности. Думаю, такой простой тест пригодится для тех, кто строит аудиосистемы высокого разрешения.

Некоторые известные производители конденсаторов, такие как Audio Note, Jensen, Auricap, Hovland, VCap и др. помечают вывод внешней обкладки другим цветом либо черной полосой или точкой. Другие, такие как Mundorf не особенно заморачиваются на такие мелочи. Поэтому придётся определить это самому. Следует особо отметить Ultra-High-End конденсаторы типа Duelund, которые производятся по спецтехнологии из прессованной фольги и поэтому вообще не имеют какой-либо полярности.

Определить же «отрицательный» вывод конденсатора можно при помощи осциллографа. Нужно просто протестировать оба вывода – тот на котором больше наведенных помех (например при прикосновении к корпусу конденсатора или при поднесении высоковольтного кабеля), тот и является «отрицательным» т.е. внешней обкладкой.

Ниже приведены несколько примеров таких измерений.

Конденсатор Jensen Paper Tube (из медной фольги) имеет такое же как у Audio Note обозначение отрицательного вывода в виде черной полосы.
Такой простой тест можно устраивать любым конденсаторам, даже простым советским К73-17.
Данный тест особенно пригодится для любителей ламповой схемотехнике, особенно такая проверка актуальна для конденсаторов находящихся в непосредственной близости к источникам электрических помех, таких как силовые трансформаторы и прохождение силовых токоведущих проводов в непосредственной близости к звуковым конденсаторам.

Камрад, смотри полезняхи!

Алексей (Alexhase)

Тверь

О себе автор ничего не сообщил.

Неполярные конденсаторы, теория и примеры

Определение и общие понятия о неполярных конденсаторах

Толщина диэлектрика, как правило, много меньше в сравнении с размерами обкладок. Конденсатор служит для того, чтобы накапливать заряд (и соответственно энергию электрического поля) и отдавать его. Основными характеристиками конденсатора являются: электрическая емкость (C) и пробивное напряжение (U).

Основу устройства конденсаторов составляет то, что электрическая емкость проводника увеличивается, если к нему приближают другое тело. Это объясняется тем, что под воздействием электрического поля заряженного проводника, на приближенном к нему теле, возникают заряды. Если вторым телом является проводник, то это индуцированные заряды, если тело состоит из диэлектрика, то это связанные заряды. Заряды, равные по величине и противоположные по знаку расположены, при этом, ближе к первому проводнику, чем одноименные. Значит, они оказывают большее воздействие на потенциал первого проводника. Так, при приближении к проводнику, несущему заряд, второго тела, величина потенциала проводника уменьшается. В соответствии с выражением:

это значит, что емкость увеличивается.

Для минимизации влияния внешних тел на емкость конденсатора, его обкладки изготавливают такой формы и располагают так по отношению друг к другу, чтобы поле, которое создают заряды, было локализовано внутри конденсатора. Такому условию удовлетворяют, например, две плоские пластины, разделенные тонким слоем диэлектрика, два соосных цилиндра, две концентрические сферы. По форме обкладок конденсаторы разделяют соответственно: плоские; цилиндрические; сферические.

Так как поле конденсатора заключено, в основном, между его обкладками, то линии электрического смещения начинаются на одной из его обкладок и заканчиваются на другой. При этом сторонние заряды, которые появляются на обкладках, равны по величине и противоположны по знаку.

Конденсаторы являются распространенным элементом электронных схем. Этот элемент может проводить переменный ток и не проводит постоянного тока.

Конденсаторы могут иметь постоянную и переменную емкость, в зависимости от их конструкции. Конденсаторы постоянной емкости делят на полярные и неполярные.

Полярные конденсаторы, к ним относят электролитические конденсаторы, имеют положительный и отрицательный электроды. Для них важно как они включены в цепь. Не соблюдение полярности при включении в состав схемы полярного конденсатора ведет к его выходу из строя. Конденсатор электролитического типа соединяет в себе функции пассивного и полупроводникового элемента.

Неполярные конденсаторы, (или иногда их называют обычными) являются пассивными устройствами, которые служат для накопления заряда, для них не существует ни какой разницы, каким концом элемент включается в электрическую цепь.

Формулы для вычисления емкости конденсатора

Емкость любого конденсатора можно вычислить, используя выражение:

где – разность потенциалов обкладок конденсатора.

Емкость плоского конденсатора находят как:

где — плотность распределения заряда по поверхности пластины; – диэлектрическая проницаемость вещества, которое находится между пластинами конденсатора; S – площадь каждой (или меньшей) пластины; d – расстояние между пластинами. Формула (3) хорошо соответствует реальности, если расстояние между пластинами много меньше, чем их размеры.

Емкость цилиндрического конденсатора:

где l – высота цилиндров; – радиус внешнего цилиндра; – радиус внутреннего цилиндра. По формуле (5) вычисляют емкость коаксиального кабеля.

Емкость сферического конденсатора вычисляют при помощи выражения:

где – радиусы обкладок конденсатора.

Емкость в Международной системе единиц (СИ) измеряется в фарадах (Ф).

Примеры решения задач