Основные параметры конденсатора и его схема замещения.

Номинальная емкость конденсатора - емкость, которую должен иметь конденсатор в соответствии с нормативной документацией.

Значение номинальной емкости стандартизованы и существует 7 рядов: Е3, Е6, Е12,, Е24, Е48, Е96, Е192. Чаще используют Е3, Е6, Е12, Е24, все остальные реже.

Допускаемое отклонение емкости от номинальной (допуск) характеризует точность значения емкости. Значения установлены в процентах для конденсаторов с емкостью 10пФ и выше, и в пикофорадах для конденсаторов с меньшей емкостью.

Номинальное напряжение зависит от конструкции конденсатора и свойств применяемых материалов.

Стабильность параметров конденсатора.

Стабильность конденсаторов определяется материалом диэлектрика и конструкцией. Каждый конденсатор обладает средней стабильностью. Однако в некоторых типах конденсаторов можно управлять стабильностью при действии температуры.

Температурный коэффициент емкости (тке).

Установлены нормы значений ТКЕ для слюдяных, керамических, полистирольных и некоторых пленочных конденсаторов; для конденсаторов с другими видами диэлектрика ТКЕ не нормируется.

Практически ТКЕ рассчитывается:

α_е = 1 / С_от , где

С_от – значение емкости при номинальной температуре;

Т – температура.

Стабильность конденсаторов во времени характеризуется коэффициентом старения:

β_с = 1 / С₀, где

С₀ – значение емкости непосредственно после изготовления;

t – время.

Рисунок 2. 2- Схема замещения конденсатора

С – емкость конденсатора;

С₃ – емкость между выводами конденсатора и корпусом;

L_e – паразитная индуктивность, определяемая конструкцией, размерами обкладок и ограничивает применение конденсаторов на высоких частотах.

R_из – сопротивление изоляции, обусловлено наличием свободных электронов в диэлектрике и зависит от температуры (с повышением температуры R_из изменяется в 10 раз и более).Если к конденсатору приложено постоянное напряжение, то ток через него определяется этим сопротивлением.

R_П – сопротивление потерь, обусловлено потерями на диэлектрике. Под действием переменного поля происходит изменение состояния (поляризация) диэлектрика, на которое затрачивается мощность.

Для количественной оценки потерь пользуются понятием тангенса угла потерь:

tgδ = R_n* ω*C, где

ω – частота;

С – емкость конденсатора.

В некоторых случаях для характеристики потерь удобнее пользоваться понятием добротности конденсатора:

Q_c = 1 / tgδ = 1 / R_nωC.

Допускаемая амплитуда переменного напряжения на конденсаторе (U_т.доп.) – амплитуда переменного напряжения, при которой потери энергии в конденсаторе не превышают допустимых.

U_т.доп. = , где

Рp.доп. – допустимая реактивная мощность, В*А:

Р_Р = 2П*f*C*U², где

U - переменное напряжение на конденсаторе;

С - емкость конденсатора, Ф;

f - частота переменного напряжения на конденсаторе, Гц, от которой зависит емкость конденсатора.

При изменении частоты изменяются диэлектрическая проницаемость диэлектрика и степень влияния собственной паразитной индуктивности и сопротивления потерь. На высоких частотах любой конденсатор можно рассматривать как последовательный колебательный контур, образуемый емкостью С, паразитной индуктивностью L_e и сопротивлением потерь R_n. Резонанс этого контура наступает при

f_p = .

При f>f_p конденсатор в цепи переменного тока ведет себя как катушка индуктивности. Поэтому целесообразно использовать конденсатор на f<f_р. Обычно рабочая частота конденсатора ниже резонансной в 2..3 раза.