Как найти рабочее напряжение конденсатора

Что такое рабочее напряжение конденсатора?

а) требуемое значение емкости конденсатора (мкФ, нФ, пФ), б) рабочее напряжение конденсатора (то максимальное значение напряжения, при котором конденсатор может работать длительно без изменения своих параметров), … (Может быть указано сопротивление диэлектрика конденсатора.)

Как определить емкость конденсатора по маркировке?

Номинальную ёмкость отечественных конденсаторов до 100 пФ обозначают в пикофарадах, ставя букву П или p после числа. Если ёмкость менее 10 пФ, то ставиться буква R и две цифры. Например, 1R5 = 1,5 пФ.

Как определить параметры конденсатора?

При наличии баллистического гальванометра также можно определить ёмкость конденсатора. Для этого используют формулу: C = α * Cq / U , где α – угол отклонения гальванометра, Cq – баллистическая постоянная прибора, U – показания гальванометра.

Как рассчитывается электрическая ёмкость конденсаторов?

Он состоит из двух концентрических проводящих сферических поверхностей с пространством между обкладками, заполненным диэлектриком, как показано на рисунке 2 . Емкость рассчитывается по формуле: C=4πεε0R1R2R2−R1 C = 4 π ε ε 0 R 1 R 2 R 2 — R 1 , где R1 и R2 являются радиусами обкладок.

Что такое конденсатор для чайников?

Если вы регулярно занимаетесь созданием электрических схем, вы наверняка использовали конденсаторы. Это стандартный компонент схем, такой же, как сопротивление, который вы просто берёте с полки без раздумий. … Но конденсатор – это не просто пузырёк с двумя проводочками и парой параметров – рабочее напряжение и ёмкость.

Как узнать конденсатор по маркировке?

Если емкость конденсатора маркируется тремя цифрами, то такая маркировка интерпретируется следующим образом:

1. Если третей цифрой является цифра от 0 до 6, к двум первым цифрам припишите соответствующее количество нулей. …
2. Если третьей цифрой является 8, умножьте первые две цифры на 0,01.

Как определить емкость конденсатора формула?

Емкость конденсатора с диэлектриком из воздуха можно подсчитать по формуле C=S/(4∙π∙d)∙1,11, пФ, где S – площадь одной обкладки, см2; d – расстояние между обкладками, см; C – емкость конденсатора, пФ. Емкость конденсатора, состоящего из n пластин (рис. 3), равна: C=(n-1)∙ S/(4∙π∙d)∙1,11, пФ.

Как определить конденсатор по цвету?

Конденсаторы идентифицируются и по нанесенным цветным полосам, обозначение подобное резисторам по 4-полосный системе. Первые два цвета (A и B) обозначают первые две цифры, третий цвет (C) — множитель, четвертый цвет (D) допуск, и пятый цвет (E) рабочее напряжение.

Как измерить емкость конденсатора?

Проверить конденсатор можно используя как мультиметр, так и токовые клещи. Для этих целей нужен прибор с функцией измерения емкости, например цифровой мультиметр M320.

Как измерить емкость SMD конденсатора мультиметром?

Проверить емкость конденсатора мультиметром

1. Подключаем в режиме измерения сопротивления клеммы к контактам разряженного конденсатора.
2. Образуется зарядная цепь, сформированная внутренним сопротивлением мультиметра, емкости. …
3. Попутно сопротивлению начнёт расти от нуля до бесконечности.

Как проверить транзистор с помощью мультиметра?

Если транзистор окажется структуры P-N-P, то к базе транзистора следует подключить минусовой (черный) щуп прибора. Попутно с этим следует «прозвонить» участок коллектор – эмиттер. У исправного транзистора его сопротивление практически бесконечно, что символизирует единица в старшем разряде индикатора.

Как узнать рабочее напряжение конденсатора?

Что такое рабочее напряжение конденсатора?

а) требуемое значение емкости конденсатора (мкФ, нФ, пФ), б) рабочее напряжение конденсатора (то максимальное значение напряжения, при котором конденсатор может работать длительно без изменения своих параметров), … (Может быть указано сопротивление диэлектрика конденсатора.)

Как определить емкость конденсатора по маркировке?

Номинальную ёмкость отечественных конденсаторов до 100 пФ обозначают в пикофарадах, ставя букву П или p после числа. Если ёмкость менее 10 пФ, то ставиться буква R и две цифры. Например, 1R5 = 1,5 пФ.

Как определить параметры конденсатора?

При наличии баллистического гальванометра также можно определить ёмкость конденсатора. Для этого используют формулу: C = α * Cq / U , где α – угол отклонения гальванометра, Cq – баллистическая постоянная прибора, U – показания гальванометра.

Как рассчитывается электрическая ёмкость конденсаторов?

Он состоит из двух концентрических проводящих сферических поверхностей с пространством между обкладками, заполненным диэлектриком, как показано на рисунке 2 . Емкость рассчитывается по формуле: C=4πεε0R1R2R2−R1 C = 4 π ε ε 0 R 1 R 2 R 2 — R 1 , где R1 и R2 являются радиусами обкладок.

Что такое конденсатор для чайников?

Если вы регулярно занимаетесь созданием электрических схем, вы наверняка использовали конденсаторы. Это стандартный компонент схем, такой же, как сопротивление, который вы просто берёте с полки без раздумий. … Но конденсатор – это не просто пузырёк с двумя проводочками и парой параметров – рабочее напряжение и ёмкость.

Как узнать конденсатор по маркировке?

Если емкость конденсатора маркируется тремя цифрами, то такая маркировка интерпретируется следующим образом:

1. Если третей цифрой является цифра от 0 до 6, к двум первым цифрам припишите соответствующее количество нулей. …
2. Если третьей цифрой является 8, умножьте первые две цифры на 0,01.

Как определить емкость конденсатора формула?

Емкость конденсатора с диэлектриком из воздуха можно подсчитать по формуле C=S/(4∙π∙d)∙1,11, пФ, где S – площадь одной обкладки, см2; d – расстояние между обкладками, см; C – емкость конденсатора, пФ. Емкость конденсатора, состоящего из n пластин (рис. 3), равна: C=(n-1)∙ S/(4∙π∙d)∙1,11, пФ.

Как определить конденсатор по цвету?

Конденсаторы идентифицируются и по нанесенным цветным полосам, обозначение подобное резисторам по 4-полосный системе. Первые два цвета (A и B) обозначают первые две цифры, третий цвет (C) — множитель, четвертый цвет (D) допуск, и пятый цвет (E) рабочее напряжение.

Как измерить емкость конденсатора?

Проверить конденсатор можно используя как мультиметр, так и токовые клещи. Для этих целей нужен прибор с функцией измерения емкости, например цифровой мультиметр M320.

Как измерить емкость SMD конденсатора мультиметром?

Проверить емкость конденсатора мультиметром

1. Подключаем в режиме измерения сопротивления клеммы к контактам разряженного конденсатора.
2. Образуется зарядная цепь, сформированная внутренним сопротивлением мультиметра, емкости. …
3. Попутно сопротивлению начнёт расти от нуля до бесконечности.

Как проверить транзистор с помощью мультиметра?

Если транзистор окажется структуры P-N-P, то к базе транзистора следует подключить минусовой (черный) щуп прибора. Попутно с этим следует «прозвонить» участок коллектор – эмиттер. У исправного транзистора его сопротивление практически бесконечно, что символизирует единица в старшем разряде индикатора.

Источник

Особенности конденсаторов

Конденсатор – один из самых важных элементов электрической цепи. Он накапливает внутри себя электрический заряд и передает его другим элементам электрической цепи. О том, что представляет собой конденсатор и как определить на нём напряжение, рассказывается ниже.

Что такое конденсатор

Конденсатор – это двухполюсное устройство, имеющее постоянное или переменное емкостное значение и малую проводимость. Это элемент цепи, служащий накопителем энергии, что формирует электрическое поле; пассивный электронный компонент любого подключения. Содержит в себе несколько металлических электродов или обкладок, между которыми находится диэлектрик. Может иметь пакетную, трубчатую, дисковую, литую секционированную и рулонную конструкцию.

Конденсатор имеет в плоскую или цилиндрическую форму. Плоское устройство состоит из относительно далеко расположенных друг от друга пластин, а цилиндрический – из нескольких полых коаксиальных проводящих цилиндров с радиусами r1 и r2 (основное условие – r1 > r2).

Термин из учебного пособия

Характеристики конденсаторов

Главной характеристикой прибора является емкость, то есть, количество энергии, которое он может накопить в виде электронов. Общее число зарядов на пластинах определяет величину емкости конденсатора.

Обратите внимание! Емкость зависит от площади обкладок и диэлектрической проницаемости материала. Чем больше площадь конденсаторных пластин, тем больше заряженных частиц могут поместиться на них и тем выше показатель емкости.

Из важнейших характеристик также можно назвать удельную емкость, плотность, номинальную силу заряда и полярность. Из дополнительных параметров можно указать количество фаз, метод установки конденсатора, рабочую температуру, активный электрический ток переменного или постоянного типа.

В электротехнике существуют также понятия негативных факторов, искажающих рабочие свойства колебательного контура. К ним относятся электрическое сопротивление и эквивалентная последовательная индуктивность. В качестве примера негативного критерия можно привести показатель, показывающий падение заряда после отключения электричества.

В чем измеряется напряжение конденсаторов

Напряжение отражается на корпусе оборудования и показывает то, при какой силе энергии оно работает. Измеряется напряжение конденсаторов в фарадах. Это единица, названная в честь Майкла Фарадея. Один фарад – это кулон, или заряд, прошедший через проводник за одну секунду при силе тока в один ампер. Как правило, фарады и кулоны не используются для измерения на практике, потому что чаще применяются дробные величины – микро-, нано- и пикофарады.

Измерение силы заряда двухполюсника

Что влияет на напряжение конденсаторов

Чтобы возник заряд, двухполюсник должен быть подключен к электрической цепи с постоянным током. Для этой цели может быть использован генератор, каждый из которых обладает внутренним сопротивлением. Во время короткого замыкания заряжается прибор, и между его обкладками появляется заряд. Поэтому на вольтаж конденсаторов влияет внутреннее сопротивление. Также, на него оказывают влияние температурные колебания – чем выше нагрев, тем ниже номинальный показатель напряжения.

Важно! На напряжение конденсаторов оказывает большое влияние ток утечки. Вопреки сложившемуся мнению, диэлектрик пропускает небольшое количество электротока, что приводит к потере начального заряда с течением времени, и напряжение в итоге незначительно падает.

Как вычислить напряжение и вольтаж

Чтобы определить мощность, напряжение и вольтаж двухполюсников, можно использовать мультиметр или специальную формулу для теоретических расчётов. Чтобы проверить мультиметром силу заряда и количество вольт, необходимо вставить щупы в измеряемое оборудование, переключить прибор на режим омметра, нажать на соответствующую клавишу проверки и получить запрашиваемый показатель.

Обратите внимание! Сила заряда при проверке быстро падает, поэтому правильной будет та цифра, которая появилась на индикаторе мультиметра в самом начале измерений.

Формулы измерения напряжения конденсаторов

Численный показатель напряжения равен электродвижущей силе. Также он определяется, как емкость, поделенная на величину заряда, исходя из формулы определения его величины. В соответствии с ещё одним правилом, напряжение равно току утечки, поделенному на изоляционное сопротивление.

В целом, конденсатор – это устройство для аккумулирования электрического заряда, состоящее из нескольких пластинчатых электродов, которые разделены с помощью диэлектриков. Устройство имеет электрод, измеряемый в фарадах. Один фарад равен одному кулону. На напряжение устройства влияет ток, показатели которого можно вычислить через описанные выше формулы.

Источник

Практические аспекты применения конденсаторов

Конденсаторы, как и все электрические компоненты, имеют ограничения, которые необходимо учитывать для надежности и правильной работы схемы.

Рабочее напряжение конденсатора

Рабочее напряжение: поскольку конденсаторы представляют собой не более чем два проводника, разделенных изолятором (диэлектриком), вы должны обратить внимание на максимально допустимое на нем напряжение. Если приложено слишком высокое напряжение, номинальное значение «пробоя» диэлектрического материала может быть превышено, что приведет к внутреннему короткому замыканию конденсатора.

Полярность конденсатора

Полярность: некоторые конденсаторы изготавливаются таким образом, что они могут выдерживать приложенное напряжение только одной полярности, но не другой. Это связано с их конструкцией: диэлектрик представляет собой микроскопически тонкий слой изоляции, нанесенный во время изготовления на одну из пластин с помощью постоянного напряжения. Они называются электролитическими конденсаторами, и их полярность четко обозначена.

Рисунок 1 – Полярность конденсатора

Изменение полярности напряжения на электролитическом конденсаторе может привести к разрушению этого сверхтонкого диэлектрического слоя, что приведет к разрушению устройства. Однако толщина этого диэлектрика позволяет получать чрезвычайно высокие значения емкости при относительно небольшом размере корпуса. По той же причине электролитические конденсаторы имеют тенденцию иметь низкое номинальное напряжение по сравнению с другими типами конструкций конденсаторов.

Эквивалентная схема конденсатора

Эквивалентная схема: поскольку пластины в конденсаторе имеют некоторое сопротивление, и поскольку ни один диэлектрик не является идеальным изолятором, не существует такой вещи, как «идеальный» конденсатор. В реальной жизни конденсатор имеет как последовательное сопротивление, так и параллельное сопротивление (сопротивление утечки), взаимодействующие с его чисто емкостными характеристиками:

Рисунок 2 – Эквивалентная схема конденсатора

К счастью, относительно легко изготовить конденсаторы с очень маленьким последовательным сопротивлением и очень высоким сопротивлением утечки!

Физические размеры конденсатора

Для большинства применений в электронике минимальный размер является целью для разработки компонентов. Чем меньшие по размеру компоненты можно изготовить, тем большая схема может быть встроена в меньший корпус, при этом, как правило, также уменьшается вес. В случае конденсаторов существуют два основных ограничивающих фактора для минимального размера устройства: рабочее напряжение и емкость. И эти два фактора, как правило, противоречат друг другу. Для любого конкретного выбранного диэлектрического материала единственный способ увеличить номинальное напряжение конденсатора – это увеличить толщину диэлектрика. Однако, как мы видели, это приводит к уменьшению емкости. Емкость можно восстановить, увеличив площадь пластины, но это делает компонент больше. Вот почему вы не можете судить о емкости конденсатора в фарадах просто по размеру. Конденсатор любого заданного размера может быть относительно высоким по емкости и с низким рабочим напряжением, или наоборот, или иметь некоторый компромисс между двумя этими крайностями. Посмотрим для примера следующие две фотографии:

Рисунок 3 – Масляный конденсатор высокого напряжения

Это довольно большой конденсатор по физическим размерам, но он имеет довольно низкое значение емкости: всего 2 мкФ. Тем не менее, его рабочее напряжение довольно высокое: 2000 вольт! Если бы этот конденсатор был перепроектирован так, чтобы между его пластинами был более тонкий слой диэлектрика, то могло бы быть достигнуто, по крайней мере, стократное увеличение емкости, но за счет значительного снижения его рабочего напряжения. Сравните приведенную выше фотографию с приведенной ниже. Конденсатор, показанный на нижнем рисунке, представляет собой электролитический компонент, по размерам подобный приведенному выше, но с очень отличающимися значениями емкости и рабочего напряжения:

Рисунок 4 – Электролитический конденсатор

Более тонкий слой диэлектрика дает ему гораздо большую емкость (20000 мкФ) и резко снижает рабочее напряжение (постоянное напряжение 35 В, напряжение 45 В в пике).

Вот некоторые образцы конденсаторов разных типов, все по размеру меньше, чем показанные ранее:

Рисунок 5 – Керамические конденсаторы Рисунок 6 – Пленочные конденсаторы Рисунок 7 – Электролитические конденсаторы Рисунок 8 – Танталовые конденсаторы

Электролитические и танталовые конденсаторы являются полярными (чувствительны к полярности) и всегда помечаются как таковые. У электролитических конденсаторов отрицательные (-) выводы отмечаются стрелками на корпусе. У некоторых полярных конденсаторов полярность обозначена на положительном выводе. У большого электролитического конденсатора на 20 000 мкФ, показанного выше, положительный (+) вывод помечен знаком «плюс». Керамические, майларовые, пленочные и воздушные конденсаторы не имеют маркировки полярности, потому что эти типы являются неполярными (они не чувствительны к полярности).

Конденсаторы являются очень распространенными компонентами в электронных схемах. Внимательно посмотрите на следующую фотографию – каждый компонент, обозначенный на печатной плате буквой «С», является конденсатором:

Рисунок 9 – Конденсаторы на сетевой карте

Некоторые конденсаторы на плате – это стандартные электролитические конденсаторы: C₃₀ (верхняя часть платы, в центре) и C₃₆ (левая сторона, 1/3 от вершины). Некоторые другие представляют собой особый вид электролитических конденсаторов, называемый танталовым, потому что именно этот тип металла используется для изготовления пластин. Танталовые конденсаторы имеют относительно высокую емкость для своих физических размеров. На плате, показанной выше, танталовые конденсаторы: C₁₄ (чуть ниже слева от C₃₀), C₁₉ (непосредственно под R₁₀, который ниже C₃₀), C₂₄ (нижний левый угол платы) и C₂₂ (внизу справа).

Примеры еще меньших по размеру конденсаторов можно увидеть на этой фотографии:

Рисунок 10 – Конденсаторы на жестком диске

Конденсаторы на этой печатной плате из соображений экономии места являются «устройствами поверхностного монтажа», как и все резисторы. В соответствии с соглашением о маркировке компонентов конденсаторы могут быть идентифицированы по меткам, начинающимся с буквы «C».

Источник

Основные параметры конденсатора

Номинальная
емкость
С_ном
относится к главному параметру и
измеряется в фарадах [Ф], названная в
честь выдающегося английского физика
Майкла Фарадея.

Емкостью
в одну фараду обладает конденсатор,
который накапливает заряд, величиной
в один кулон, если приложить к пластинкам
напряжение один вольт. С_ном
зависит от материала диэлектрика и
конструкции конденсатора (взаимного
расположения обкладок)

С_ном
=εε_оS/d
[Ф], где

ε_о
–
диэлектрическая постоянная ε_о
= 8,85 х 10^-12
Ф/м,

ε
– относительная диэлектрическая
проницаемость, которая характеризует
способность диэлектрика к поляризации.
Диэлектрическая
проницаемость ε
показывает, во сколько раз заряд
конденсатора с данным диэлектриком
превосходит заряд аналогичного
накопителя, если между его пластинками
той же площади и находящихся на таком
же расстоянии вакуум. Для воздуха ε
равна единице, то есть практически ничем
не отличается от вакуума. Сухая бумага
обладает диэлектрической проницаемостью
в два раза больше воздуха; фарфор – в
четыре с половиной раза ε
= 4,5. Конденсаторная керамика имеет ε
= 10..200 единиц.

Отсюда вытекает
важный вывод: чтобы получить максимальную
емкость при сохранении прежних
геометрических размеров, следует
применять диэлектрик с максимальной
диэлектрической проницаемостью. Поэтому
в широко распространённых плоских
конденсаторах используют керамику.

S
– площадь обкладок конденсатора,

d
– расстояние
между обкладками (толщина диэлектрика).

Физический
смысл данной формулы следующий: чем
больше площадь обкладок, тем больше
зарядов на ней может расположиться
(накопиться); чем больше расстояние
между пластинами и соответственно между
зарядами, тем меньшая сила их взаимного
притяжения – тем слабее они удерживаются
на обкладках, поэтому зарядам легче
покинуть обкладки, что приводит к
снижению их числа, следовательно и
уменьшению емкости конденсатора.

Ранее часто можно
было услышать такое утверждение, что
емкость в 1 Ф – это очень много – почти
емкость нашей планеты. Однако сейчас,
с появлением суперконденсаторов так
больше не говорят, поскольку емкость
последних достигает сотни фарад. Тем
не менее в большинстве электронных схем
используют накопители меньшей C –
пикофарады, нанофарады и микрофарады.

Фактическое
значение емкости может отличаться от
номинального на величину допускаемого
отклонения в процентах.

Для
емкостей, также как для резисторов,
установлены семь рядов номинальных
значений: ЕЗ, Е6, Е12, Е24, Е48, Е95, Е192 . Каждый
ряд имеет свой класс точности

В
зависимости от класса точности
(допустимого отклонения) производятся
стандартные значения емкости, то есть
стандартные номиналы конденсаторов.
Емкость в приведенной ниже таблице
исчисляется пикофарадами. Любое значение
из таблицы может быть умножено на 0,1 или
1 или 10 и т.д.

Температурный
коэффициент емкости

Протекание
электрического тока через любой
радиоэлектронный элемент вызывает его
нагрев, ввиду неизбежного наличия
сопротивления. Чем больше ток и выше
сопротивление, тем интенсивнее нагревается
прибор. Такое явление в большинстве
случаев является вредным и может привести
к изменению параметров схемы, а
соответственно и нарушить режим работы
всего устройства. Поэтому нагрев
радиоэлектронных элементов всегда
учитывается при проектировании изделия.
Характеристики конденсаторов также
склонны изменятся с изменением температуры
и с этим обязательно нужно считаться.
Для этого введен температурный
коэффициент емкости,
сокращенно
ТКЕ.

ТКЕ
показывает, насколько отклоняется
емкость конденсатора от номинального
значения с ростом температуры. Значение
емкости С₀
конденсатора
приводится для температуры окружающей
среды +20 С.

ТКЕ
= (1/С₀
) 
(dС
dT
) [1C]

Рост температуры
может вызвать как рост емкости, так и
ее уменьшение. В зависимости от этого
различают конденсаторы с положительным
и отрицательным температурным
коэффициентом емкости.

Следует
знать, чем меньше значение ТКЕ, тем более
стабильными характеристиками обладает
конденсатор. Особое внимание уделяют
ТКЕ при разработке измерительного
оборудования высокого класса точности,
где критичны значительные отклонения
параметров любого радиоэлектронного
элемента.

Тангенс угла
потерь

Потери,
неизбежно возникающие при работе
конденсатора, главным образом определяются
свойствами диэлектрика, расположенного
между обкладками конденсатора, и
характеризуются тангенсом
угла потерь tg δ.
Производители стремятся снизить значение
угла tg δ
и за счет этого улучшить характеристики
конденсаторов. Поэтому наибольшее
применение получила специальная
керамика, обладающая минимальным
тангенсом угла потерь. Значения тангенса
угла потерь у керамических высокочастотных,
слюдяных, полистирольных и фторопластовых
конденсаторов находятся в пределах
(10…15)х10^-4,
поликарбонатных (15…25)х10^-4,
керамических низкочастотных 0,035, оксидных
5…35%.

Обратной
величиной тангенса угла потерь
конденсатора является добротность,
равная

Q_C=1/tgδ.

Конденсаторы
высокого качества обладают добротностью
свыше тысячи единиц.

Номинальное
напряжение
— напряжение, обозначенное на конденсаторе
(или указанное в документации), при
котором он может работать в заданных
условиях в течение срока службы с
сохранением параметров в допустимых
пределах. Все конденсаторы имеют какое-то
предельное напряжение, которое можно
на них подавать. Дело все в том, что может
произойти пробой диэлектрика, и
конденсатор выйдет из строя. Чаще всего
это напряжение пишут на самом корпусе
конденсатора. Например, на электролитическом
конденсаторе.

Кроме
номинального рабочего напряжения в
технических условиях обычно указывается
испытательное напряжение. При выборочном
выходном контроле оценивают способность
конденсатора выдерживать кратковременные
перегрузки U_исп
= (1,5 – 2)U
_ном

Ток
утечки конденсатора

Дело все в том, что
какой бы ни был диэлектрик, конденсатор
все равно рано или поздно разрядится,
так как через диэлектрик, как ни странно,
все равно течет ток. Величина этого тока
у разных конденсаторов тоже разная.
Электролитические конденсаторы обладают
самым большим током утечки.

Также
ток утечки зависит от напряжения между
обкладками конденсатора. Здесь уже
работает закон Ома: I=U/R_{диэлектрика}.
Поэтому, никогда не стоит подавать
напряжение больше, чем максимально
рабочее напряжение, прописанное на
конденсаторе.

Удельная
емкость конденсатора

С_уд
= С_ном/V
(S_{подложки}),
где

С_ном
–номинальная
емкость конденсатора,

V
– объем
конденсатора,

S_{подложки}
– площадь,
которую занимает конденсатор на подложке.

Величина
удельной емкости должна быть максимально
возможной, т. к. желательно получить
конденсатор с необходимой величиной
емкости при минимальных размерах.

Хотите
сделать конденсатор с огромной удельной
емкостью, делайте площадь пластин как
можно больше, расстояние между пластинами
как можно меньше и выбирайте диэлектрик
с максимальным значением диэлектрической
проницаемости. К сожалению, все эти
способы получения максимальной С_уд
имеют серьезные ограничения.

Уменьшение толщины
диэлектрика ограничено электрической
прочностью материала.

Выбор
материала с большой диэлектрической
проницаемостью приводит к ограничению
частотного диапазона применения
конденсатора, т.к. как правило, такие
материалы обладают большим значением
тангенса угла
диэлектрических потерь tg δ.

Поэтому часто, для
увеличения удельной емкости используют
разные конструктивные решения.

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.

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.