Конденсаторы как они выглядят

Виды конденсаторов и их применение

Конденсатор — это электрический (электронный) компонент, состоящий из двух проводников (обкладок), разделенных между собой слоем диэлектрика. Существует много видов конденсаторов. В основном они делятся по материалу из которого изготовлены обкладки и по типу используемого диэлектрика между ними.

Виды конденсаторов

Бумажные и металлобумажные конденсаторы

У бумажного конденсатора диэлектриком, разделяющим фольгированные обкладки, является специальная конденсаторная бумага. В электронике бумажные конденсаторы могут применяться как в цепях низкой частоты, так и в высокочастотных цепях.

Хорошим качеством электрической изоляции и повышенной удельной емкостью обладают герметичные металлобумажные конденсаторы, у которых вместо фольги (как в бумажных конденсаторах) используется вакуумное напыление металла на бумажный диэлектрик.

Бумажный конденсатор не имеет большую механическую прочность, поэтому его начинку помещают в металлический корпус, служащий механической основой его конструкции.

Электролитические конденсаторы

В электролитических конденсаторах, в отличии от бумажных, диэлектриком является тонкий слой оксида металла, образованный электрохимическим способом на положительной обложке из того же металла.

Вторую обложку представляет собой жидкий или сухой электролит. Материалом, создающим металлический электрод в электролитическом конденсаторе, может быть, в частности, алюминий и тантал. Традиционно, на техническом жаргоне «электролитом» называют алюминиевые конденсаторы с жидким электролитом.

Но, на самом деле, к электролитическим также относятся и танталовые конденсаторы с твердым электролитом (реже встречаются с жидким электролитом). Почти все электролитические конденсаторы поляризованы, и поэтому они могут работать только в цепях с постоянным напряжением с соблюдением полярности.

В случае инверсии полярности, может произойти необратимая химическая реакция внутри конденсатора, ведущая к разрушению конденсатора, вплоть до его взрыва по причине выделяемого внутри него газа.

К электролитическим конденсаторам так же относится, так называемые, суперконденсаторы (ионисторы) обладающие электроемкостью, доходящей порой до нескольких тысяч Фарад.

Алюминиевые электролитические конденсаторы

В качестве положительного электрода используется алюминий. Диэлектрик представляет собой тонкий слой триоксида алюминия (Al₂O₃),

• работают корректно только на малых частотах;
• имеют большую емкость.

Характеризуются высоким соотношением емкости к размеру: электролитические конденсаторы обычно имеют большие размеры, но конденсаторы другого типа, одинаковой емкости и напряжением пробоя были бы гораздо больше по размеру.

Характеризуются высокими токами утечки, имеют умеренно низкое сопротивление и индуктивность.

Танталовые электролитические конденсаторы

Это вид электролитического конденсатора, в котором металлический электрод выполнен из тантала, а диэлектрический слой образован из пентаоксида тантала (Ta₂O₅).

• высокая устойчивость к внешнему воздействию;
• компактный размер: для небольших (от нескольких сотен микрофарад), размер сопоставим или меньше, чем у алюминиевых конденсаторов с таким же максимальным напряжением пробоя;
• меньший ток утечки по сравнению с алюминиевыми конденсаторами.

Полимерные конденсаторы

В отличие от обычных электролитических конденсаторов, современные твердотельные конденсаторы вместо оксидной пленки, используемой в качестве разделителя обкладок, имеют диэлектрик из полимера. Такой вид конденсатора не подвержен раздуванию и утечке заряда.

Физические свойства полимера способствуют тому, что такие конденсаторы отличаются большим импульсным током, низким эквивалентным сопротивлением и стабильным температурным коэффициентом даже при низких температурах.

Полимерные конденсаторы могут заменять электролитические или танталовые конденсаторы во многих схемах, например, в фильтрах для импульсных блоков питания, или в преобразователях DC-DC.

Пленочные конденсаторы

В данном виде конденсатора диэлектриком является пленка из пластика, например, полиэстер (KT, MKT, MFT), полипропилен (KP, MKP, MFP) или поликарбонат (KC, MKC).

Электроды могут быть напыленными на эту пленку (MKT, MKP, MKC) или изготовлены в виде отдельной металлической фольги, сматывающейся в рулон или спрессованной вместе с пленкой диэлектрика (KT, KP, KC). Современным материалом для пленки конденсаторов является полифениленсульфид (PPS).

Общие свойства пленочных конденсаторов (для всех видов диэлектриков):

• работают исправно при большом токе;
• имеют высокую прочность на растяжение;
• имеют относительно небольшую емкость;
• минимальный ток утечки;
• используется в резонансных цепях и в RC-снабберах.

Отдельные виды пленки отличаются:

• температурными свойствами (в том числе со знаком температурного коэффициента емкости, который является отрицательным для полипропилена и полистирола, и положительным для полиэстера и поликарбоната)
• максимальной рабочей температурой (от 125 °C, для полиэстера и поликарбоната, до 100 °C для полипропилена и 70 °С для полистирола)
• устойчивостью к электрическому пробою, и следовательно максимальным напряжением, которое можно приложить к определенной толщине пленки без пробоя.

Конденсаторы керамические

Этот вид конденсаторов изготавливают в виде одной пластины или пачки пластин из специального керамического материала. Металлические электроды напыляют на пластины и соединяют с выводами конденсатора. Используемые керамические материалы могут иметь очень разные свойства.

Разнообразие включает в себя, прежде всего, широкий диапазон значений относительной электрической проницаемости (до десятков тысяч) и такая величина имеется только у керамических материалов.

Столь высокое значение проницаемости позволяет производить керамические конденсаторы (многослойные) небольших размеров, емкость которых может конкурировать с емкостью электролитических конденсаторов, и при этом работающих с любой поляризацией и характеризующихся меньшими утечками.

Керамические материалы характеризуются сложной и нелинейной зависимостью параметров от температуры, частоты, напряжения. В виду малого размера корпуса — данный вид конденсаторов имеет особую маркировку.

Конденсаторы с воздушным диэлектриком

Здесь диэлектриком является воздух. Такие конденсаторы отлично работают на высоких частотах, и часто выполняются как конденсаторы переменной емкости (для настройки).

Источник

Расшифровка маркировки конденсаторов разных типов

С развитием технологий размеры конденсаторов стали гораздо меньше. И если раньше надпись с основными характеристиками умещались на корпусе, то теперь для этого просто нет места. Особенно с появлением SMD компонентов. Появилась необходимость в сокращении записи и при этом возможность её быстро расшифровать. В результате появилась цифробуквенная, цифровая и цветовая маркировка конденсаторов.

Виды конденсаторов

Конденсатор — это две металлические пластины, разделённые диэлектриком. Различают их по типу диэлектрика, материалу корпуса и способу производства пластин. Есть такие типы конденсаторов:

• Бумажные. Пластины в нём — металлическая фольга, а диэлектрик — специальная бумага. Запаиваются они обычно в металлический корпус, так как прочностью не отличаются. Нормально себя ведут как в низкочастотных цепях, так и в высокочастотных.
• Металлобумажные. Отличаются тем, что на бумагу нанесено металлическое напыление. Они более надёжны, при одинаковых размерах с бумажными имеют большую ёмкость.

Внешний вид конденсаторов иногда может подсказать их тип

Танталовые конденсаторы очень компактные, а алюминиевые больше по размерам

Более современная элементная база — пленочные и твердотельные полимерные конденсаторы

Керамические конденсаторы — самые компактные и прочные

Это все виды конденсаторов, которые можно встретить сейчас в продаже и на платах. Как видите, их немало и выглядят они совсем по-разному. Так как часть проблем с техникой связана с выходом их из строя, то неплохо было бы разбираться в их маркировке. Так уйдёт меньше времени на поиск замены.

Маркировка конденсаторов

Конденсаторы цифровой, буквенно-цифровой и цветовой маркировкой. Цифровая маркировка используется на деталях малого размера. Это СМД тип, плёночные и полимерные. Три или четыре цифры указывают ёмкость. Если нужна иная информация, искать надо в справочниках или даташитах.

Маркировка конденсаторов не стандартизована

На корпусах побольше могут быть указаны и другие важные параметры. Но их расположение и способ маркировки не стандартизирован. Например, в первой строчке может быть указан номинал. А может — отклонение или логотип/название фирмы. В первой строчке может стоять и номинальное напряжение и температурный коэффициент. Так что надо смотреть не только на цифры, но ещё и на единицы измерения.

Параметры могут быть указаны в любом порядке

Какие параметры могут быть указаны в маркировке

Для конденсаторов важны три параметра:

• ёмкость;
• номинальное (рабочее) напряжение;
• допуск по отклонению ёмкости.

С первыми двумя всё ясно. Вот только стоит заметить, что на некоторых конденсаторах номинальное напряжение может быть не указано. Если предполагается высокое напряжение, надо смотреть в данных производителя.

Немного о параметрах

Про два последних параметра (мощность и допуск) стоит сказать пару слов. Допуск в характеристиках конденсаторов — это допустимое/возможное отклонение ёмкости от указанного номинала. Есть виды с малым допуском — в несколько процентов, есть с больши́м — до 20%. Заменить конденсатор с малым допуском на аналог по ёмкости и напряжению, но более высоким допуском можно далеко не всегда. Такое допустимо только в бытовой технике. И то, только там, где величина заряда не слишком критична. Но лучше искать замену с аналогичным допуском.

Кодировка допустимого отклонения емкости	Допуск %
E	0.005
L	0.01
P	0.002
W	0.005
B	0.1
C	0.25
D	0.5
F	1
G	2
H	2.5
J	5
K	10
M	20
N	30
Q	-10 . +30
T	-10. +50
S	-20. +50
Z	-20. +80

Часто бывает так, что периодически «вылетает» конденсатор на одном и том же месте. По нашей логике хочется заменить его на элемент с больши́м напряжением. Но здесь может быть 2 варианта. Во-первых: в цепи имеют место скачки напряжения превышающие номинальное напряжение детали. Во-вторых, не учтена реактивная мощность конденсатора, если он работает в высокочастотных цепях.

По большей части параметр мощности не указывают и найти его можно в спецификации на деталь. Им обычно пользуются узкие специалисты.

Ещё может быть указан температурный коэффициент — ТКЕ, но он ставится далеко не во всех случаях. Он отображает изменение ёмкости в зависимости от температуры элемента. Обычно проставляется, если есть значительная зависимость. Если изменения незначительны, их просто опускают. Многие параметры легко узнавать имея тестер радиоэлементов.

Цифровая маркировка

Цифровая маркировка ставится на корпусах малого размера. Обычно используется три или четыре цифры, но можно встретить и пять, на специализированных деталях. Три и четыре включают в себя номинал и множитель.

Три цифры

Три цифры в маркировке конденсаторов — это ёмкость и множитель. Первые две — это номинал, а последняя — степень в которую надо возвести. Например, маркировка цифры 225 обозначает — 22 ёмкость, третья цифра 5, это множитель. Итого 22*10 5 — в микрофарадах результат 2,2 мкФ.

Множитель 9 используется при обозначении ёмкости менее 10 пФ. Например, 209, ёмкость составит 2 пФ.

Рассмотрим ещё один пример маркировки конденсаторов из трёх цифр — 104. И снова, ёмкость 10, степень — 4. Это значит, что номинал этого конденсатора 10*10 4 , что составляет 100000 пФ или 100 нФ или 0,1 мкФ.

Маркировка	Емкость в микрофарадах (мкФ)	Емкость в нанофарадах (нФ)	Емкость в пикофарадах (пФ)
109	0,000001	0,001	1,0
159	0,0000015	0,0015	1,5
229	0,0000022	0,0022	2,2
339	0,0000033	0,0033	3,3
479	0,0000047	0,0047	4,7
689	0,0000068	0,0068	6,8
100	0,00001	0,01	10
150	0,000015	0,015	15
220	0,000022	0,022	22
330	0,000033	0,033	33
470	0,000047	0,047	47
680	0,000068	0,068	68
101	0,0001	0,1	100
151	0,00015	0,15	150
221	0,00022	0,22	220
331	0,00033	0,33	330
471	0,00047	0,47	470
681	0,00068	0,68	680
102	0,001	1	1000
152	0,0015	1,5	1500
222	0,0022	2,2	2200
332	0,0033	3,3	3300
472	0,0047	4,7	4700
682	0,0068	6,8	6800
103	0,01	10	10000
153	0,015	15	15000
223	0,022	22	22000
333	0,033	33	33000
473	0,047	47	47000
683	0,068	68	68000
104	0,1	100	100000
154	0,15	150	150000
224	0,22	220	220000
334	0,33	330	330000
474	0,47	470	470000
684	0,68	680	680000
105	1,0	1000	1000000

Маркировка 4 цифрами

Иногда можно встретить маркировку состоящую из 4 цифр. Отличие в более точном указании ёмкости элемента.

Код	Ёмкость[пФ]	Ёмкость[нФ]	Ёмкость[мкФ]
1622	16200	16,2	0,0162
4753	475000	475	0,475

Цифро-буквенная маркировка

Наиболее распространена. Расположение данных в маркировке может быть разным. Сперва может стоять номинальное напряжение и ниже указание ёмкости. Напряжение и ТКЕ может вовсе отсутствовать.

В коде может применяться цифровая маркировка расшифровывающаяся аналогично.

Цветовая маркировка конденсаторов

Ещё один способ маркировки конденсаторов — нанесение цветных полос или точек. В данном случае имеет значение не только цвет, но и положение полосы или точки по отношению к другим. Так как нужно не ошибиться с началом иначе расшифровка будет не точная, а это чревато.

Расшифровка цветовой маркировки конденсаторов

По положению полоски/точки обозначают следующее:

• первые три — это ёмкость, но без указания размерности;
• четвёртая — множитель (показатель отрицательной степени);
• пятая — допуск;
• шестая и седьмая — температурный коэффициент.

Первые четыре полоски должны быть всегда. Если дальше какая-то (или всё) отсутствует, это значит, что либо параметр не нормирован, либо просто не указан. Если надо знать точно, придётся искать точные данные.

Маркировка SMD конденсаторов

Маркировка SMD конденсатора

Первая и вторая цифры обозначают ёмкость, а третья — множитель. Для примера конденсатор на рисунке 100000000 пФ или 100 мкФ с напряжением 16 вольт.

Есть система маркировки из двух символов. Первая буква — числовое значение, вторая — множитель (степень десяти). Общее значение даёт ёмкость в пФ:

Буква	A	B	C	D	E	F	G	H	J	K	a	L
Значение	1.0	1.1	1.2	1.3	1.5	1.6	1.8	2.0	2.2	2.4	25	2.7
Буква	M	N	b	P	Q	d	R	e	S	f	T	U
Значение	3.0	3.3	3.5	3.6	3.9	4.0	4.3	4.5	4.7	5.0	5.1	5.6
Буква	m	V	W	n	X	t	Y	y	Z
Значение	6.0	6.2	6.8	7.0	7.5	8.0	8.2	9.0	9.1

Цифра	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Множитель	10 0	10 1	10 2	10 3	10 4	10 5	10 6	10 7	10 8	10 -1

К примеру, J5 = 2,2x 10 5 = 220000 пФ = 0.22 мкФ, или M9 = 3.3 x 10 -1 = 0.33 пФ

Танталовые конденсаторы первым символом часто указывается напряжение:

Напряжение (вольт)	4	6.3	10	16	20	25	35	50
Код	G	J	A	C	D	E	V	H

Другие способы маркировки ёмкости конденсаторов

В случае четырёхзначной маркировки на конденсаторе она расшифровывается также как описано выше. Только ёмкость закодирована тремя цифрами и только последняя — минусовая степень 10.

Ещё десятичные указатели заменяют мультипликаторами. Это условное обозначение единиц измерения.

• p — пикофарад;
• n — нанофарад;
• μ — микрофарад;
• m — миллифарад.

Причём играет роль и место буквы по отношению к цифрам. Она ставится вместо запятой. При расшифровке маркировки конденсаторов такого типа мысленно ставим запятую на место буквы. Рассмотрим несколько примеров чтобы было понятнее о чём идёт речь.

В цифробуквенных кодировках ставят буквы на место запятой

• p50 — это 0,5 пФ;
• 1p5 — это 1,5 пФ;
• 15p — это 15 пФ;
• 150p — расшифровывается как 150 пФ.

С другими буквами маркировка конденсаторов такого типа расшифровывается аналогично. В маркировке конденсаторов российского производства используются аналогичные буквы российского алфавита. Для пикофарад — п, для микрофарад — мк, для милифарад — м, нанофарды — н.

Кодировка номинального напряжения конденсатора	Напряжение
m	25V
I	40 (50)V
a	63V
b	100V
c	160V
d	250V
e	400V
f	630V
h	1000V
i	1600V
без маркировки	500V

Номинальное напряжение указывает при каком максимальном значении конденсатор может работать длительное время без изменения свойств. Оно кодируется маленькими латинскими буквами. Стоять может в любом месте. Перед числовым значением, после него, в первой или второй строчке.

Источник