Характеристики конденсаторов различных типов

Электролитические конденсаторы (рис. 14,а) имеют две обкладки. Одна из них (анод) выполнена из фольги или в виде таблетки из специальных материалов, а другая (катод) представляет собой жидкий электролит или твердый полупроводник. В качестве диэлектрика используется оксидная тонкая пленка, электрохимически создаваемая на аноде.

Преимуществом электролитических конденсаторов по сравнению с конденсаторами других типов является большая удельная емкость, а недостатком - значительное ее снижение при низкой температуре и увеличение тока утечки при высокой температуре. Электролитические конденсаторы подразделяются на полярные, работающие только в цепях с постоянным или пульсирующим напряжением, и неполярные, используемые в цепях переменного тока.

Работоспособность полярных конденсаторов обеспечивается при условии, что на их положительный электрод (анод) подается положительный потенциал источника. Если полярность подключения источника нарушается, может произойти пробой, приводящий к выходу конденсатора из строя (иногда сопровождается взрывом). Электролитические конденсаторы выпускаются емкостью от десятых долей микрофарада до нескольких тысяч микрофарад с рабочим напряжением от 3 до 500 В.

По конструкции, виду обкладок и диэлектрика различают три типа электролитических конденсаторов: алюминиевые (сухие), обкладки которых изготовляются из алюминиевой фольги, а диэлектрик - из бумажных или тканевых прокладок, пропитанных электролитом; танталовые (жидкие) с таблеточным танталовым анодом, поверхность которого покрыта оксидной пленкой диэлектрика, и с жидким электролитом в качестве катода; оксиднополупроводниковые (твердые) с таблеточным танталовым или алюминиевым анодом и нанесенной пленкой диэлектрика, электролитом служит полупроводник (двуоксид марганца), наносимый на оксидную пленку анода.

Исправность электролитического конденсатора большой емкости проверяется с помощью омметра, при этом при переполюсовке подключения прибора должны отмечаться заметные выбросы тока перезарядки конденсатора.

Электролитические конденсаторы запрещается использовать для работы в цепи переменного тока. К корпусу конденсатор обычно подводится электрод с отрицательной полярностью напряжения, а к центральному выводу - с положительной. В конденсаторах типа К50-6, К50-16, а также в аналогичных по конструкции производится маркировка положительного электрода знаком «+».

Бумажные и металлобумажные конденсаторымажные конденсаторы выполняются из мотка металлической фольги, перевитой специальной конденсаторной бумажной лентой, служащей диэлектриком. В металлобумажных конденсаторах в качестве диэлектрика применяют конденсаторную бумагу с односторонней металлизацией.

В связи с большой собственной индуктивностью и относительно большим током утечки бумажные конденсаторы не применяются в высокочастотных цепях и в колебательных контурах. Преимуществами бумажных конденсаторов являются высокое рабочее напряжение (до 600 В) переменного тока и большой диапазон номинальных емкостей (от 0,047 до 10 мкФ с допуском ±10%).

Пленочные конденсаторы. Диэлектриком в таких конденсаторах служит полистироловая пленка. Пленочные конденсаторы имеют марки ПМ, ПМ-1 и ПМ-2 и по внешнему виду напоминают конденсаторы марки БМ. Рассчитаны на напряжение 60 В. Внутренние потери в полистироловых конденсаторах значительно ниже, чем в бумажных, поэтому их применяют в высокочастотных цепях.

Рис. 14 Электролитические (а) и керамические (б) конденсаторы

Керамические конденсаторы (рис. 14,б) имеют керамический диэлектрик. В зависимости от электрических свойств керамики конденсаторы могут быть высокочастотными, низкочастотными, термостабильными и термокомпенсационными. Высокочастотная керамика (тиконд и др.) обладает малыми диэлектрическими потерями (tg δ ≤ 0,001) и невысокой диэлектрической проницаемостью (от 12 до 1500). Низкочастотная керамика характеризуется относительно большими диэлектрическими потерями (tgδ ≤ 0,04) и высокой диэлектрической проницаемостью (от 1000 до 8000).

В слюдяных конденсаторах в качестве диэлектрика используют природный материал - слюду, обладающую высокими механической и электрической прочностью и относительно высокой ди-электрической проницаемостью. Промышленностью выпускаются слюдяные конденсаторы постоянной емкости КСО и КСОТ, опрессованные пластмассой, а также герметизированные СГМ и СГМЗ в керамическом корпусе или КСГ и ССГ в металлическом корпусе.

Рис. 15 Бумажные и металлобумажные конденсаторы (а) и слюдяные конденсаторы (б)

Слюдяные опрессованные конденсаторы КСО применяются для работы в цепях постоянного и переменного токов, а также в импульсных режимах в диапазоне рабочих температур от - 60 до +70 °С.

Теплостойкие слюдяные опрессованные конденсаторы КСОТ используются в диапазоне рабочих температур от - 60 до +155 °С.

Герметизированные слюдяные конденсаторы КСГ, ССГ, СГМ и СГМЗ применяются для работы в условиях повышенной влажности и пониженного атмосферного давления в диапазоне рабочих температур от - 60 до +80 °С. Они имеют широкие диапазоны номинальных напряжений (25... 1500 В) и емкостей (51... 100 000 пФ).

Рис. 16 Подстроечные и переменные конденсаторы: а - конструкция подстроечных конденсаторов; б - переменные и в - подстроечные конденсаторы

Подстроенные конденсаторы снабжены подвижной системой. Как и у конденсаторов переменной емкости, управление емкостью подстроенных конденсаторов осуществляется регулированием величины площади взаимного перекрытия обкладок.Как видно из рис. 16,а при повороте подвижной обкладки происходит изменение площади перекрытия, а вместе с ней и емкости конденсатора.

Подстроенные конденсаторы применяются в схемах колебательных контуров, где требуется точная установка резонансной частоты настройки. Номинальная емкость таких конденсаторов не првышает нескольких сотен пикофарад.

Конденсаторы переменной емкости (КПЕ) предназначены для перестройки частоты входных и гетеродинных контуров в радиоприемниках. На одном вале размещаются, как правило, роторы двух или трех переменных конденсаторов. В высококлассной радиоприемной аппаратуре применяются КПЕ с воздушным зазором между обкладками.

В малогабаритных приемниках используются двухсекционные КПЕ с твердым диэлектриком. Число пластин ротора и статора в каждой секции составляет 10...15 шт. Это позволяет во много раз увеличить диапазоны регулировки между минимальными и максимальными значениями.