Вводная часть

Конденсаторы и катушки индуктивности наряду с резисторами, относятся к числу массовых изделий электронной техники, их удельный вес может достигать 30-40% от общего количества элементов электронных схем.

В настоящее время конденсаторы и катушки индуктивности выпускаются десятками специализированных предприятий с современным отечественным технологическим оборудованием и практически полной автоматизацией производства. Качество их находится на уровне мировых стандартов и непрерывно улучшается. Большие заслуги в развитии методов расчета и конструирования конденсаторов и катушек индуктивности принадлежат Богородицкому Н.П., Ренне В.Т., Смоленскому Г.А., Колосову Г.А., Калантарову П.Л., и многим другим ученым и работникам научно-исследовательских и конструкторских учреждений страны.

Как всякий пассивный компонент радиоэлектронной аппаратуры конденсаторы и катушки индуктивности характеризуются рядом параметров, особенностями применения, которые изучим на сегодняшней лекции.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Назначение, устройство, обозначение, особенности применения конденсаторов

Коненсатором называют пассивный элемент РЭА, предназначенный для

накопления электрического заряда. Конструктивно конденсатор представляет собой (рис.1):

- металлические (металлизированные) обкладки разделенные диэлектриком;

- контактные выводы;

- защитное покрытие;

- диэлектрик.

Параметры конденсаторов

Основной функциональный параметр - величина электрической емкости

(С).

Для конденсатора простейшей формы имеющего обкладки в виде плоскопараллельных металлических пластин с площадью П, расположенных на расстоянии d в среде с диэлектрической проницаемостью емкость равна

1Ф = 10⁶ мкФ = 10⁹ нФ = 10¹² пФ

Различают:

а) номинальное значение емкости (С_ном). Для большинства типов конденсаторов задается рядами номинальных значений ГОСТ 2519-67 (аналогично резисторам). Значения номинальных емкостей для большинства типов конденсаторов с допусками 5,10,20% соответствуют данной таблице

Ряд: Е6 : Е12 : Е24 : Е48 : Е96 : Е192

Допуск: 20% : 10% : 5% : 2.5% : 1% : 0.5%

Номинальные значения емкости оксидно-электролитических конденсаторов выбираются из ряда 0.5; 1; 2; 5; 10; 30; 50; 100; 200; 300; 500; 1000; 2000; 5000.

б) действительное значение отличается от номинального не более чем на величину допуска (от  0.1 до  80%).

в) эффективное значение емкости (С_эф) - фактическое значение емкости на данной частоте. Определяется из схемы замещения (рис.2)

С - емкость конденсатора;

L_с - индуктивность выводов и обкладок (ед. - сотни наногенри);

R_п- сопротивление потерь в металлических частях и диэлектрике.

Температурная стабильность конденсаторов оценивается температурным коэффициентом емкости (ТКЕ).

Сопротивление изоляции конденсатора постоянному току (R_из)

(3 – 10⁵ МОм)

I_ут - ток утечки объемной и поверхностной проводимости диэлектрика и защитного покрытия.

R_из - характеризует время саморазряда конденсатора

_разр = СR_из (20 - 5000 сек)

У пленочных конденсаторов _разр до 10 суток.

Потери энергии в конденсаторе оцениваются тангенсом угла потерь (tg) tg=(0,1 - 1000)10^-4

- угол диэлектрических потерь - угол дополняющий сдвиг фазы между током и напряжением до 90⁰.

Добротность конденсатора используется для оценки качества высокочастотных конденсаторов.

Параметры режима:

а) номинальное напряжение (U_н) - ограничивается электрическим или тепловым пробоем. U_н дес. кВ

б) номинальная реактивная мощность Р_{реак.ном.} - определяется при нормальной температуре в диапазоне частот _min - max.