Доклад по физике 
«Конденсаторы» 
 
 

Выполнила ученица 11 А класса 
МОУ СОШ № 29 
Снегова Анна Сергеевна 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Дзержинск 2011 год

Классификация и система условных обозначений конденсаторов. 

Конденсатор - это элемент электрической цепи, состоящий из проводящих электродов(обкладок), разделённых диэлектриком и предназначенный для использования его ёмкости. Ёмкость конденсатора - есть отношение заряда конденсатора к разности потенциалов, которую заряд сообщает конденсатору.

В качестве диэлектрика  в конденсаторах используются органические и неорганические материалы, в том числе оксидные плёнки некоторых металлов. При приложении к конденсатору постоянного напряжения происходит его заряд; при этом затрачивается определённая работа, выражаемая в джоулях.

Классификация конденсаторов.

   В зависимости  от назначения конденсаторы разделяются  на две большие группы: общего  и специального назначения.

   Группа общего  назначения включает  в себя широко  применяемые конденсаторы, используемые в  большинстве видов  и классов аппаратуры. Традиционно к ней 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 др.

   В зависимости от способа  монтажа конденсаторы могут выполняться для печатного и навесного монтажа, а также в составе микромодулей и микросхем или для сопряжения с ними. Выводы конденсаторов для навесного монтажа могут быть жёсткие или мягкие, аксиальные или радиальные из проволоки круглого сечения или ленты, в виде лепестков, с кабельным вводом, в виде проходных шпилек, опорных винтов и т. п.

   По характеру защиты от внешних воздействий конденсаторы выполняются: незащищёнными, защищёнными, неизолированными, изолированными, уплотнёнными и герметизированными.

   Незащищённые  конденсаторы допускают эксплуатацию  в условиях повышенной влажности  только в составе герметизированной  аппаратуры. Защищённые конденсаторы  допускают эксплуатацию в аппаратуре любого конструктивного исполнения. Неизолированные конденсаторы (с покрытием или без него) не допускают касаний своим корпусом шасси аппаратуры. Изолированные конденсаторы имеют достаточно хорошее изоляционное покрытие и допускают касания корпусом шасси аппаратуры. Уплотнённые конденсаторы имеют уплотнённую органическими материалами конструкцию корпуса.

  Герметизированные  конденсаторы имеют  герметичную конструкцию  корпуса, который  исключает возможность  сообщения окружающей  среды с его внутренним пространством. Герметизация производится с помощью керамических и металлических корпусов или стеклянных колб.

По  виду диэлектрика все конденсаторы можно разделить на группы: с органическим, неорганическим, газообразным и оксидным диэлектриком.

Конденсаторы  с органическим диэлектриком.

  Эти конденсаторы  изготовляют намоткой тонких  длинных лент конденсаторной  бумаги, плёнок или их комбинации  с металлизированными или фольговыми  электродами.

  По назначению  конденсаторы можно  разделить на: низкочастотные и высокочастотные. 

К низкочастотным плёночным относятся конденсаторы на основе полярных и слабополярных плёнок (бумажные, металлобумажные, полиэтилентерефталатные, комбинированные, лакоплёночные, поликарбонатные и полипропиленовые). Они способны работать на частотах до 10⁴-10⁵Гц при существенном снижении амплитуды переменной составляющей напряжения с увеличением частоты.

                                                      

БУМАЖНЫЕ

МЕТАЛЛОБУМАЖНЫЕ

 
 

  К высокочастотным  плёночным относятся конденсаторы на основе неполярных плёнок (полистирольные и фторопластовые). Они допускают работу на частотах до 10⁵-10⁷Гц. Верхний предел по частоте зависит от конструкции обкладок, контактного узла и от ёмкости. К этой группе относят некоторые типы конденсаторов на основе слабополярной полипропиленовой плёнки. 

Полистирольные

Фторопластовые

Высоковольтные  конденсаторы можно разделить на высоковольтные постоянного напряжения и импульсные.

В качестве диэлектрика высоковольтных конденсаторов  постоянного напряжения используют: бумагу, полистирол, политетрафторэтилен, полиэтилентерефталат и сочетание бумаги и синтетических плёнок.

   Транзисторы  высоковольтные, импульсные делают  на основе бумажного и комбинированного  диэлектриков.

   Основное  требование к высоковольтным конденсаторам - это высокая электрическая прочность изоляции. Импульсные конденсаторы наряду с высокой электрической прочностью и сравнительно большими ёмкостями должны допускать быстрые разряды.

Импульсные

  Дозиметрические конденсаторы работают в цепях с низким уровнем токовых нагрузок, поэтому они должны обладать малым саморазрядом, большим сопротивлением изоляции, а следовательно и большой постоянной времени.

Фторопластовые

 

   Помехоподавляющие конденсаторы предназначены для ослабления электромагнитных помех в широком диапазоне частот. Они имеют малую индуктивность, в результате чего повышается резонансная и полоса подавляемых частот. Эти конденсаторы делают бумажные, комбинированные и плёночные.

Конденсаторы  с неорганическим диэлектриком.

Конденсаторы  с неорганическим диэлектриком можно  разделить на три группы: низковольтные, высоковольтные и помехоподавляющие. В качестве диэлектрика в них

используется  керамика, стекло, стекло эмаль, стеклокерамика, слюда. Обкладки выполняются в виде тонкого слоя металла, нанесённого на диэлектрик путём непосредственной его металлизации, или в виде тонкой фольги.

   Группа низковольтных конденсаторов включает в себя низкочастотные и высокочастотные конденсаторы.

По назначению они подразделяются на три типа:

Тип 1- конденсаторы, предназначенные для использования в резонансных контурах, где малые потери и высокая стабильность ёмкости имеют существенное значение.

Тип 2- конденсаторы, предназначенные для использования в цепях фильтров, блокировки и развязки или в других цепях, где малые потери и высокая стабильность ёмкости не имеют существенного значения.

Тип 3-керамические конденсаторы с барьерным слоем, предназначенные для работы в тех же цепях, что и второго типа, но имеющие меньшее значение сопротивления изоляции и большее значение тангенса угла диэлектрических потерь, что ограничивает область применения низкими частотами. Слюдяные и стеклоэмалевые конденсаторы относятся к конденсаторам первого типа, стеклокерамические могут быть первого и второго типов, керамические - всех типов

.

   Высоковольтные конденсаторы большой и малой реактивной мощности. По назначению они могут быть 1 и 2 типов и так же, как низковольтные, они разделяются на высокочастотные и низкочастотные. Основным параметром является удельная энергия, поэтому керамику для них подбирают с большой диэлектрической проницаемостью. Для увеличения реактивной мощности выбирают керамику с малыми потерями, а конструкцию и выводы конденсаторов рассчитывают на возможность прохождения больших токов. Высоковольтные слюдяные конденсаторы делают фольговыми, т. к. они предназначены для работы при повышенных токовых нагрузках.

   Помехоподавляющие  конденсаторы разделяются на опорные и проходные, их основное назначение-подавление индустриальных и высокочастотных помех, создаваемых промышленными и бытовыми приборами, т. е. они являются фильтрами нижних частот.

   Опорные конденсаторы - это конденсаторы, одним из выводов которых является опорная металлическая пластина с резьбовым креплением.

   Проходные конденсаторы делают коаксиальными - один из, выводов которых представляет собой тонко несущий стержень, по которому протекает полный ток внешней цепи и не коаксиальными - через выводы которых протекает полный ток внешней цепи.

Конденсаторы  с оксидным диэлектриком.

В качестве диэлектрика в них, используется оксидный слой, образуемый электрохимическим  путём на аноде - металлической обкладке из некоторых металлов. В зависимости  от материала анода оксидные конденсаторы подразделяют на алюминиевые, танталовые и ниобиевые. 

   Конденсаторы группы общего назначения имеют униполярную проводимость, их эксплуатация возможна только при положительном потенциале на аноде.

   Неполярные конденсаторы могут быть включены в цепь постоянного и пульсирующего тока без учёта полярности, а также допускать смену полярности в процессе эксплуатации.

   Высокочастотные конденсаторы широко применяются в источниках вторичного питания, в качестве накопительных и фильтрующих эл.,они работают в диапазоне частот пульсирующего тока от десятков до сотен Кгц.

   Импульсные конденсаторы используются в цепях с относительно длительным зарядом и быстрым разрядом.

   Пусковые конденсаторы используются в асинхронных двигателях, в которых ёмкость включается только на момент пуска двигателя.

Система условных обозначений  и маркировка конденсаторов.

Условное  обозначение конденсаторов может  быть сокращённым или полным.В  соответствии с действующей системой сокращённое условное обозначение  состоит из букв и цифр.

   Первый  элемент - буква или сочетание букв, обозначающее подкласс конденсатора:

                           К - постоянной ёмкости

                           КТ - подстроечные

                           КП - переменной ёмкости

   Второй  элемент - обозначение группы  конденсатора в зависимости от  материала диэлектрика в соответствии  с таблицей 3.

  

Таблица 3. Условное обозначение конденсаторов в зависимости от материала диэл.