Параметры конденсаторов

Основным параметром конденсатора является его номинальная емкость. измеряемая в фарадах (Ф), микрофарадах (мкФ) или пикофарадах (пФ). Допустимые отклонения емкости конденсатора от номинального значения указаны в стандартах и определяют класс его точности. Для конденсаторов, как и для резисторов, чаще всего используются три класса точности I (Е24), II (Е12) и III (Е6), соответствующие допускам ± 5 %, ± 10 % и ± 20 %.

По характеру изменения емкости конденсаторы бывают постоянной емкости (нерегулируемые), переменной (переменные и полупеременные или подстроечные) и саморегулируемые.

Номинальная емкость указывается на корпусе конденсатора. Для сокращения записи применяется специальное кодирование: пикофарады обозначаются буквой П, тысяча пикофарад (одна нанофарада) — Н, миллион пикофарад, или I микрофарада — М. Ниже в качестве примера приводятся кодированные обозначения конденсаторов и дается их расшифровка:

51П—51 пФ; 5П1 —5.1 пФ, Н1 — 100 пФ; 1Н — 1000 пФ; 1Н2 - 1200 пФ; 68Н—68000 пФ= 0, 068 мкФ; 100 Н— 100 000 пф= 0.1 мк; МЗ - 300 000 пФ = =0, 3 мкФ; ЗМ9 — 3, 3 мкФ; 10 М— 10 мкФ.

2.2. Конденсаторы постоянной емкости

Конструкции конденсаторов постоянной емкости и материал, из которого они изготовляются, определяются их назначением и диапазоном рабочих частот. В связи с этим конденсаторы постоянной емкости дополнительно подразделяют на высокочастотные и низкочастотные.

Высокочастотные конденсаторы имеют большую стабильность, заключающуюся в незначительном изменении емкости при изменении температуры, малые допустимые отклонения емкости от номинального значения, небольшие размеры и вес. Они бывают керамическими (типов КЛГ, КЛС, КМ, КД, КДУ, КТ. КГК, КТП и др.), слюдяными (КСО, КГС, СГМ), стеклокерамическими (СКМ), стеклоэмалевыми (КС) и стеклянными (К21У). Внешний вид некоторых типов этих конденсаторов показан на рис. 8.

Рис. 7. Последовательное (а) и параллельное (б) соединения резисторов

Рис. 8. Внешний вид конденсаторов постоянной емкости:

а – КД-1, КД-2, КДС; б – КДУ; в – опорные КДО-1, КДО-2; г – КЛС; д – трубчатые КТ-1, КТ-2; е – КТ-3; ж – опорные КО-1, КО-2; з – проходной КПТ; и - слюдяной КСО

Высокочастотные конденсаторы применяются в генераторах и усилителях

высокой и промежуточной частоты. Они изготовляются с номинальными емкостями от единиц пикофарад до десятков — сотен тысяч пикофарад.

Для цепей постоянного, переменного и пульсирующего токов низкой частоты требуются конденсаторы с большими емкостями, измеряемыми тысячами микрофарад. В связи с этим выпускаются бумажные (типов БМ, КБГ), металлобумажные (МБГ, МБМ), электролитические (КЭ, ЭГЦ, ЭТО, К50, К52, К53 и др.) и пленочные (ПМ, ПО, К73, К74, К76) конденсаторы. Внешний вид некоторых типов таких конденсаторов показан на рис. 9.

Конструкции конденсаторов постоянной емкости разнообразны. Так, слюдяные, стеклоэмалевые, стеклокерамические и отдельные типы кера­мических конденсаторов имеют пакетную конструкцию. В них обкладки, выполненные из металлической фольги или в виде металлических пленок, чередуются с пластинами из диэлектрика (например, слюды) (рис. 10).

Для получения значительной емкости формируют пакет из большого числа таких элементарных конденсаторов. Электрически соединяют меж­ду собой все верхние обкладки и отдельно—нижние. К местам соеди­нений припаивают проводники, служащие выводами конденсатора. Затем пакет спрессовывают и помещают в корпус.

На рис. 11 изображен трубчатый керамический конденсатор. На внутреннюю и внешнюю стороны керамической трубки нанесены металлические пленки (обычно серебряные), которые являются обкладками конденсатора, а трубка служит диэлектриком.

Применяется и дисковая конструкция керамических конденсаторов. Роль обкладок в них выполняют металлические пленки, нанесенные на обе стороны керамического диска.

Бумажные конденсаторы часто имеют рулонную конструкцию (рис. 12). Полосы алюминиевой фольги, разделенные бумажными лентами с высокими диэлектрическими свойствами, свертываются в рулон. Для получения большой емкости рулоны соединяют друг с другом и помещают в герметичный корпус.

В электролитических конденсаторах диэлектрик представляет собой оксидную пленку, наносимую на алюминиевую или танталовую пластинку, являющуюся одной из обкладок конденсатора, вторая обкладка — электролит (рис. 13). Металлический стержень (анод) должен подключаться к точке с более высоким потенциалом, чем соединенный с электролитом корпус конденсатора (катод). При невыполнении этого условия сопротивление оксидной пленки резко уменьшается, что приводит к увеличению тока, проходящего через конденсатор, и может вызвать его разрушение.

Такую конструкцию имеют электролитические конденсаторы типа КЭ. Выпускаются также электролитические конденсаторы с твердым электролитом (типа К50).

Рис. 9. Внешний вид бумажных и электролитических конден­саторов:

1— резиновый изолятор, 2 — корпус, 3 -- вывод, 4 — стеклянный изолятор, 5 — контактный лепесток, 6 — эпоксидный компаунд

Рис. 10. Устройство слюдяного конденсатора:

а – схема сборки; б – собранный пакет (1 – слюдяные пластины, 2 – фольга, 3 – выводы)

2.3. Конденсаторы переменной емкости

Площадь перекрытия пластин или расстояние между ними у конденсаторов

переменной емкости можно изменить различными способами. При этом меняется и емкость конденсатора. Одна из возможных конструкций конденсатора переменной емкости (КПЕ) изображена на рис. 14. Здесь емкость изменяется путем различного расположения роторных (подвижных) пластин относительно статорных (неподвижных). Зависимость изменения емкости от угла поворота определяете конфигурацией пластин. Величина минимальной и максимальной емкости зависит от площади пластин и расстояния между ними. Обычно минимальная емкость С_мин, измеряемая при полностью выведенных роторных пластинах составляет единицы (до 10... 20) пикофарад, а максимальная емкость С_макс, измеряемая при полностью выведенных роторных пластинах, - сотни пикофарад.

В радиоаппаратуре широко применяются блоки КПЕ, состоящие из двух, трех и более конденсаторов переменной емкости, механически связанных друг с другом. Благодаря блокам КПЕ можно изменять одновременно и на одина­ковую величину емкость различных цепей устройства.

Разновидностью КПЕ являются подстроечные конденсаторы. Их ем­кость так же, как и сопротивление подстроечных резисторов, изменяют лишь с помощью отвертки. В качестве диэлектрика в таких конден­саторах могут использоваться воздух или керамика. Внешний вид не­которых типов подстроечных конденсаторов показан на рис. 15.