книги / Основы конденсаторной техники

УДК 621.315 ББК 621.319.4(075.8)

К72

Рецензенты:

д-р техн. наук, проф. Л.А. Ковригин (Пермский государственный технический университет);

технический директор В.Г. Савченко (ОАО «Камский кабель»)

Костыгова, Т.В.

К72 Основы конденсаторной техники: учеб. пособие / Т.В. Костыгова. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010. – 207 с.

ISBN 978-5-398-00464-9

Приведены основные характеристики конденсаторов, их классификация. Показано влияние различных факторов на работу конденсаторов. Рассмотрены особенности конденсаторов с различным типом диэлектрика, их конструкция и технология изготовления.

Предназначено для студентов очной и заочной формы обучения по специальности 140611 «Электроизоляционная, кабельная и конденсаторная техника».

УДК 621.315 ББК 621.319.4(075.8)

3

ВВЕДЕНИЕ

Электрический конденсатор – это устройство, состоящее из системы проводящих электрический ток обкладок и диэлектрика между ними.

Существует большое разнообразие схемных применений конденсаторов, но используется их основное свойство – накапливать (и соответственно отдавать) электрическую энергию, а также свойства, вытекающие из основного, – способность создавать ток, опережающий по фазе напряжение, и изменять свое сопротивление с частотой.

Электрический конденсатор появился в 1745 году, т.е. почти за 150 лет до появления кабеля и за 100 лет до появления электрической машины. Это одно из изобретений человечества, которое длительное время практически не применялось. Случайно сделанное в XVIII веке открытие эффекта накопления электрических зарядов лейденской банкой было как бы преждевременным, ибо появилось раньше, чем возникла необходимость и возможность его использования.

Начало технического применения конденсаторов относится к середине XIX века. Фарадей впервые ввел понятие о диэлектрической проницаемости диэлектрика. По его фамилии названа основная единица емкости.

Решающую роль в судьбе электрических конденсаторов сыграло изобретение и развитие радио, электронных ламп, внедрение в электрическую энергетику и промышленность системы переменного тока.

Начало создания отечественного конденсаторостроения в России относится к 20-м годам XX века. Этот период характеризуется полукустарным производством конденсаторов из импортного сырья с применением примитивного оборудования.

В настоящее время конденсаторы всевозможных размеров, свойств и назначений широко используются в электронике, электротехнике и энергетике.

6

Расширение областей использования конденсаторов и повышение требований, которым они должны удовлетворять, обусловили интенсивные научные исследования как самих конденсаторов, так и материалов, из которых они изготавливаются. Материалы, а также технология производства предопределяют дальнейший прогресс в конденсаторостроении.

Развитие микроэлектронной техники, внедрение систем связи на волоконной оптике, развитие промышленной и бытовой электроники привели к созданию многослойных керамических конденсаторов большой емкости, конденсаторов со сложными двойными и тройными диэлектриками, применению диэлектрических систем конденсаторов редкоземельных элементов, созданию импульсных конденсаторов для высоких частот повторения. Большое внимание уделяется созданию конденсаторов для работы в условиях сверхнизких и сверхвысоких температур.

7

В зависимости от назначения различают конденсаторы общего и специального назначения. Группа общего назначения включает в себя широко применяемые конденсаторы, используемые в большинстве видов и классов аппаратуры (низковольтные конденсаторы). Все остальные конденсаторы являются специальными. К ним относятся высоковольтные, импульсные, помехоподавляющие, пусковые, дозиметрические и др.

По характеру изменения емкости различают конденсато-

ры постоянной емкости, переменной емкости и подстроечные. У конденсаторов постоянной емкости емкость является фиксированной и в процессе эксплуатации не изменяется. Конденсаторы переменной емкости допускают изменение емкости в процессе функционирования аппаратуры. Управление емкостью может осуществляться механически, электрическим напряжением (вариконды) и температурой (термоконденсаторы). Емкость подстроечных конденсаторов изменяется при разовой или периодической регулировке и не изменяется в процессе функционирования аппаратуры.

По характеру защиты от внешних факторов конденсато-

ры выполняются незащищенные, защищенные, неизолированные, изолированные, уплотненные и герметизированные. Незащищенные конденсаторы допускают эксплуатацию в условиях повышенной влажности только в составе герметизированной аппаратуры. Защищенные конденсаторы допускают эксплуатацию в аппаратуре любого исполнения. Неизолированные конденсаторы не допускают касания своим корпусом шасси аппаратуры. Изолированные конденсаторы имеют хорошее изоляционное покрытие (компаунды, пластмассы и т.д.) и допускают касания корпусом шасси или токоведущих частей аппаратуры. Уплотненные конденсаторы имеют уплотненную органическими материалами конструкцию корпуса. Герметизированные конденсаторы имеют герметичную конструкцию корпуса, который исключает возможность сообщения окружающей среды с его внутренним пространством. Герметизация

9

осуществляется с помощью керамических и металлических корпусов или стеклянных колб.

2.Система условных обозначений

имаркировка конденсаторов

Система условных обозначений и маркировка конденсаторов может быть сокращенной и полной.

В соответствии с действующей системой сокращенное условное обозначение состоит из букв и цифр.

Первый элемент – буква или сочетание букв, обозначающее подкласс конденсаторов: К – постоянной емкости; КТ – подстроечные; КП – переменной емкости; КС – конденсаторные сборки.

Второй элемент – цифра, обозначающая группу конденсатора в зависимости от материала диэлектрика.

Третий элемент – цифра, которая определяется дефисом и обозначает регистрационный номер конкретного типа конденсатора. В состав третьего элемента может входить также буквенное обозначение.

Полное условное обозначение конденсатора состоит из сокращенного обозначения, обозначения и величины основных параметров и характеристик, необходимых для заказа и записи в конструкторской документации, обозначения климатического исполнения и документа на поставку. Например:

• керамический конденсатор постоянной емкости на номинальное напряжение Uном до 1600 В с регистрационным номером 17 имеет сокращенное условное обозначение К10-17;

•подстроечный керамический конденсатор с регистрационным номером 25 сокращенно обозначается КТ4-25;

•конденсатор керамический К10-7В, всеклиматического исполнения с температурным коэффициентом емко-

сти равным −47 10−6 °С–1, номинальной емкостью 27 пФ, с допуском ±10 %, поставляемый по ГОСТ 5.621–70 имеет

10