Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


ГЛАВА 1. ПАССИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СХЕМОТЕХНИКИ



Резисторы

1.1.1. Общие положения и классификация

 

Самым используемым элементом в радиотехнических устройствах является – рези́ стор (англ. resistor, от лат. resisto– сопротивляюсь) – пассивный элемент электрической цепи, в идеале характеризуемый только сопротивлением электрическому току, которое измеряется в омах. Для идеального резистора в любой момент времени должен выполняться закон Ома. На практике же резисторы в той или иной степени обладают также паразитной ёмкостью, паразитной индуктивностью и нелинейностью вольт-амперной характеристики.

В основном используют углеродистые резисторы, представляющие собой фарфоровую трубочку (или стержень), на которую изнутри нанесена тончайшая пленка металла или сажи (углерода). Резистор имеет сопротивление и используется для того, чтобы установить нужный ток в электрической цепи. Чем тоньше пленка на фарфоровой трубочке или стержне, тем больше сопротивление тока.

Рис. 1.1

Самые популярные из резисторов – постоянные, подстроеч-ные и переменные. Из постоянных чаще всего используются резисторы типа МЛТ (металлизированный лакированный теплостойкий). Подстроечные резисторы предназначены для настройки аппаратуры, а резистор со сменным сопротивлением (переменный, или потенциометр) применяют для регулировки.

Рис. 1.2.

Резисторы разной мощности отличаются размерами. Чем больше мощность резистора, тем больше его размеры. Внешний вид резисторов показан на рис. 1.1, их обозначение на принципиальных схемах на рис. 1.2, а) обозначение, принятое в России и в Европе, б) принятое в США.

Выпускается два вида резисторов: стабильные и общего назначения. Производство стабильных резисторов дорого и поэтому они используются в дорогой высокоточной аппаратуре. Обычно используют резисторы общего назначения. Их сопротивление может изменятся в пределах 10%, зависит от температурного коэффициента сопротивления (ТКС). У обычных резисторов ТКС положителен, то есть с увеличением температуры увеличивается сопротивление. Только у углерода он отрицателен.

Одной из основных характеристик является рассеваемая мощность, которую резистор может рассеять без повреждения, находится по формуле

P=I2´ R,

где P – мощность, Вт; I – ток, (A); R – сопротивление, Ом.

У каждого вещества есть свое сопротивление, у некоторых оно очень большое (дерево, пластмасса), у других маленькое (металлы, жидкости). Сопротивление зависит от материала (у золота оно будет меньше, чем у алюминия), от длинны проводника (зависимость прямая: чем длиннее, тем больше сопротивление) и от площади среза проводника (чем площадь больше, тем сопротивление меньше).

В России условные графические обозначения резисторов на схемах должны соответствовать ГОСТ 2.728-74. В соответствии с ним, постоянные резисторы обозначаются следующими образом:

Обозначение Описание
Постоянный резистор без указания номинальной мощности рассеивания
Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0, 05 Вт
Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0, 125 Вт
Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0, 25 Вт
Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0, 5 Вт
Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 1 Вт
Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 2 Вт
Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 5 Вт

Бывают проволочные и непроволочные (пленочные) переменные резисторы. Проволочные отличаются высокой стабильностью, сравнительно малым уровнем своих шумов и низким ТКС.

В отличие от постоянных резисторов, которые имеют два вывода, у переменных резисторов таких выводов три. На схеме указывают сопротивление между крайними выводами сменного резистора. Сопротивление же между средним выводом и крайними изменяется при вращении оси резистора, которая выступает наружу. Причем, если ось вращают в одну сторону, сопротивление между средним выводом и одним из крайних возрастает, соответственно уменьшаясь между средним выводом и другим крайним. Если же ось возвращают назад, происходит обратное.

Различают собственные шумы и шумы скольжения резисторов. Собственные шумы резисторов складываются из тепловых и токовых шумов. Их возникновение связано с тепловым движением свободных электронов и прохождением электрического тока. Собственные шумы тем выше, чем больше температура и напряжение. Высокий уровень шумов резисторов ограничивает чувствительность электронных схем и создает помехи при воспроизведении полезного сигнала. Шумы скольжения (вращения) присущи переменным резисторам. Они возникают в динамическом режиме при движении подвижного контакта по резистивному элементу в виде напряжения помех. Эти помехи приводят к различным шорохам и трескам. Поэтому в электронике стали использовать цифровую регулировку.

 

 

1.1.2. Система условных обозначений

 

Сопротивление резистора обозначают на схемах рядом с его условным обозначением. Если сопротивление меньше 1 кОм, цифрами указывают число Ом без единицы измерения. При сопротивлении от 1 кОм до 1 МОм указывают число килоомов и ставят рядом букву «К». Сопротивление 1 МОм и больше выражают числом мегаомов с написанием буквы «М».

В соответствии с действующей, в настоящее время системой сокращенных и полных условных обозначений (ОСТ 11.074.009-78) резисторов, сокращенное условное обозначение вида компонента состоит из следующих элементов:

Первый элемент – буква или сочетание букв, обозначающих подкласс резисторов (Р – резисторы постоянные; РП – резисторы переменные; HP – наборы резисторов; ВР – варистор постоянный; ВРП – варистор переменный; ТР – терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС); ТРП – терморезистор с положительным ТКС ).

Второй элемент – цифра, определяющая группу резисторов по материалу резистивного элемента (1 – непроволочные; 2 – проволочные или металлофольговые).

Третий элемент – цифра, обозначающая регистрационный номер разработки конкретного типа резистора. Между вторым и третьим элементом ставится дефис: Р1–4, РП1–46.

Для полного условного обозначения резистора к сокращенному обозначению добавляются вариант конструктивного исполнения (при необходимости), значения основных параметров и характеристик, климатического исполнения и обозначение документа на поставку. Климатическое исполнение (В – всеклиматическое и Т – тропическое) для всех типов резисторов указывается перед обозначением документа на поставку. Буквенно-цифровая маркировка на резисторах содержит: вид, номинальную мощность, номинальное сопротивление, допускаемое отклонение сопротивления и дату изготовления.

До введения указанного выше стандарта, по классификации до 1980 года (ГОСТ 3453-68), названия отечественных постоянных резисторов (раньше называли –" сопротивления" ) начинались буквой " С", переменных и подстроечных с " СП" (затем следовал номер группы резистора в зависимости от токонесущей части: 1 – непроволочные тонкослойные углеродистые и бороуглеродистые; 2 – непроволочные тонкослойные металлодиэлектрические или металлоокисные; 3 – непроволочные композиционные пленочные; 4 – непроволочные композиционные объемные; 5 – проволочные; 6 – непроволочные тонкослойные металлизированные). Названия нелинейных сопротивлений (варисторов) начиналось с букв " СН" (1 – карбидокремниевые), термозависимых сопротивлений (терморезисторов) – с букв " СТ" (1 – кобальтомарганцевые, 2 – медно-марганцевые, 3 – медно-кобальтомарганцевые, 4 – никель-кобальто-марганцевые), а светозависимых сопротивлений (фоторезисторов) начиналось с букв " СФ" (1 – сернисто-свинцовые, 2 – сернисто-кадмиевые, 3 – селенисто-кадмиевые). Далее через тире следовал регистрационный номер (номер разработки).

 

 

1.1.3. Система сокращенных обозначений резисторов

 

В зависимости от размеров резисторов применяются сокращенные (кодированные) обозначения номинальных сопротивлений и допусков, которые состоят из четырех-пяти элементов, включающих две-три цифры и две буквы.

Первый элемент – цифры, указывающие величину сопротивления в омах. Согласно ГОСТ 2825–67 установлено шесть рядов номинальных сопротивлений:

Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192 (цифра после буквы " Е" указывает число номинальных значений в данном ряде).

Второй элемент – буква русского или латинского алфавита обозначает множитель, составляющий сопротивление и определяет положение запятой десятичного знака (" R(E)" =1; " К(К)" =103; " М(М)" =106; " G(Г)" =109; " Т(Т)" =1012). Если же номинальное сопротивление выражено целым числом с дробью, то единицу измерения ставят на месте запятой.

Третий элемент – буква, обозначающая величину допуска в процентах: (Е=±0.001; L=±0.002; R=±0.005; Р=±0.01; U=±0 02; В(Ж)=±0.1; С(У)=±0.25; D(Д)=±0.5; F(Р)=±1; G(Л)=±2; J(И)=±5; К(С)=±10; М(В)=±20; N(Ф)=±30. Величина допуска может быть нанесена под номиналом сопротивления во второй строке.

 

 

1.1.4. Типы практически применяемых резисторов

 

Кроме постоянных существуют и переменные резисторы (потенциометры, реостаты, подстроечные), обладающие способностью изменять своё сопротивление. Их применяют для изменения тока, напряжения и др. (например: изменение громкости и тембра). На принципиальной схеме они отображаются, как показано на рис. 1.3.

Рис. 1.3

По типам переменные резисторы бывают:

– одинарные и сдвоенные;

– одно- и многооборотные;

– с выключателем и без него.

По характеру изменения сопротивления:

– линейные, т. е. пропорционально углу поворота оси (группа А);

– обратнологарифмические, т. е. сначала понемногу, а потом резко увеличивается (группа Б);

– логарифмические (группа В);

– и другие (группы Е, И).

По используемому материалу резисторы классифицируются на:

· Проволочные резисторы это кусок проволоки с высоким удельным сопротивлением, намотанный на каркас. Могут иметь значительную паразитную индуктивность. Высокоомные малогабаритные проволочные резисторы изготавливают из микропровода.

· Плёночные металлические резисторы. Представляют собой тонкую плёнку металла с высоким удельным сопротивлением, напылённую на керамический сердечник, на концы сердечника надеты металлические колпачки с проволочными выводами. Это наиболее распространённый тип резисторов.

· Металлофольговые резисторы. В качестве резистивного материала используется тонкая металлургическая лента.

· Угольные резисторы. Бывают плёночными и объёмными. Используют высокое удельное сопротивление графита.

· Полупроводниковые резисторы. Используется сопротивление слаболегированного полупроводника. Эти резисторы могут иметь большую нелинейность вольт-амперной характеристики. В основном используются в составе интегральных микросхем.

 

 

1.1.5. Резисторы, выпускаемые промышленностью

 

Выпускаемые промышленностью резисторы одного и того же номинала имеют разброс сопротивлений. Значение возможного разброса определяется точностью резистора. Выпускают резисторы с точностью 20, 10, 5, и т. д. вплоть до 0, 01%. Номиналы резисторов не произвольны: их значения выбираются из специальных номинальных рядов, наиболее часто из номинальных рядов E12 или E24 (для резисторов с точностью до 5%), для более точных резисторов используются более точные ряды (например, E48).

Резисторы, выпускаемые промышленностью, характеризуются также определённым значением максимальной рассеиваемой мощности (выпускаются резисторы мощностью 0, 125; 0, 25; 0, 5; 1; 2; 4Вт) (Согласно ГОСТ 24013-80 и ГОСТ 10318-80 советской радиотехнической промышленностью выпускались резисторы следующих номиналов мощностей, в Ваттах, Вт.: 0, 01; 0, 025; 0, 05; 0, 062; 0, 125; 0, 5; 1; 2; 3; 4; 5; 8; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 160; 250; 500).

Резисторы классифицируются также на различные специальные резисторы, например: нелинейные – изделия электронной техники, основное свойство которых заключается в способности изменять свое электрическое сопротивление под действием управляющих факторов: температуры, напряжения, магнитного поля и др. В зависимости от воздействующего фактора они получили название терморезисторы, варисторы, фоторезисторы, тензорезисторы, магниторезисторы и пр. В последнее время их стали относить к управляемым полупроводниковым резисторам.

Терморезисторы, или термисторы, изменяют свое сопротивление в зависимости от температуры. Существуют терморезисторы как с отрицательным, так и с положительным температурным коэффициентом сопротивления – позисторы. Номинальное сопротивление RH – электрическое сопротивление, значение которого обозначено на терморезисторе или указано в нормативной документации, измеренное при определенной температуре окружающей среды (для большинства типов этих резисторов при 20°С, а для терморезисторов с высокими рабочими температурами до 300°С).

Вариаторы – полупроводниковые резисторы, особенностью которых является резко выраженная зависимость электрического сопротивления от приложенного к ним напряжения. Их используют для защиты от перенапряжений, преобразования частоты и напряжения, а также для регулирования усиления в измерительных устройствах.

Магниторезисторы – полупроводниковые резисторы с зависимостью электрического сопротивления от магнитного поля. Действие таких резисторов основано на использовании магниторезистивного эффекта, который заключается в изменении сопротивления резистора при внесении его в магнитное поле.

1.1.6. Маркировка резисторов с проволочными выводами

 

Резисторы, в особенности малой мощности, – чрезвычайно мелкие детали, резистор мощностью 0, 125Вт имеет длину несколько миллиметров и диаметр порядка миллиметра. Прочитать на такой детали номинал с десятичной запятой невозможно. Поэтому при указании номинала вместо десятичной точки пишут букву, соответствующую единицам измерения (К – для килоомов, М– для мегаомов, E или R для единиц Ом). Например, 4K7 обозначает резистор, сопротивлением 4, 7 кОм, 1R0 – 1 Ом, 120К– 120 кОм и т. д. Для особо мелких резисторов в соответствии с ГОСТ 175-72 и требованиями Публикации 62 МЭК (Международной электротехнической комиссии) маркировка наносится в виде цветных колец. Каждому цвету соответствует определенное цифровое значение (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Цветная кодировка резисторов
Цвет Число Десятичный множитель Точность в % ТКС в ppm/°C % отказов
Серебристый 1·10-2 = «0, 01»
Золотой 1·10-1 = «0, 1»
Чёрный 1·100 = 1
Коричневый 1·101 = «10» 1 %
Красный 1·10² = «100» 0, 1 %
Оранжевый 1·10³ = «1000» 0, 01 %
Жёлтый 1·104 = «10 000» 0, 001 %
Зелёный 1·105 = «100 000» 0, 5
Синий 1·106 = «1 000 000» 0, 25
Фиолетовый 1·107 = «10 000 000» 0, 1
Серый 1·108 = «100 000 000»
Белый 1·109 = «1 000 000 000»
Отсутствует 20 %

Для резисторов с точностью 20% используют маркировку с тремя полосками, для резисторов с точностью 10 и 5% маркировку с четырьмя полосками, для более точных резисторов с пятью или шестью полосками. Первые две полоски всегда означают первые два знака номинала. Если полосок 3 или 4, третья полоска означает десятичный множитель, то есть степень десятки, которая умножается на двузначное число, указанное первыми двумя полосками. Если полосок 4, последняя указывает точность резистора. Если полосок 5, третья означает третий знак сопротивления, четвёртая – десятичный множитель, пятая – точность. Шестая полоска, если она есть, указывает температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Если эта полоска в 1, 5 раза шире остальных, то она указывает надёжность резистора (% отказов на 1000 часов работы).

Иногда встречаются резисторы с пятью полосами, но стандартной (5 или 10 %) точностью. В этом случае первые две полосы задают первые знаки номинала, третья – множитель, четвёртая – точность, а пятая – температурный коэффициент.

Пример. Допустим на резисторе видим 4 полоски коричневую, чёрную, красную, золотую. Первые две полоски дают 10, третья – 100, четвёртая даёт точность 5%, итого резистор сопротивлением 10·100 Ом = 1 кОм, с точностью ±5%. Запомнить цветную кодировку резисторов нетрудно: после чёрной 0 и коричневой 1 идёт последовательность цветов радуги. Для четырёхполосной маркировки обычных резисторов с точностью 5 и 10 % при чтении полосок золотая или серебряная полоска всегда стоит в конце. Для трёхполосочного кода первая полоска стоит ближе к краю резистора, чем последняя. Для других вариантов важно, чтобы получалось значение сопротивления из номинального ряда, если не получается, нужно читать наоборот. Особый случай использования цветовой маркировки резисторов – перемычки нулевого сопротивления. Они обозначаются одной чёрной (0) полоской по центру.

 

 

Конденсаторы

 

Принцип действия конденсаторов основан на способности накапливать на обкладках электрические заряды при приложении между ними напряжения. Количественной мерой способности накапливать электрические заряды является емкость конденсатора. В простейшем случае конденсатор представляет собой две металлические пластины, разделенные слоем диэлектрика. Конденсаторы широко используются в электронной аппаратуре для самых различных целей. На их долю приходится примерно 25% всех элементов принципиальной схемы.

 

 

1.2.1. Классификация и конструкции конденсаторов

 

По назначению конденсаторы делятся на конденсаторы общего и специального назначения. Конденсаторы общего назначения делятся на низкочастотные и высокочастотные. К конденсаторам специального назначения относятся высоковольтные, помехоподавляющие, импульсные, дозиметрические, конденсаторы с электрически управляемой емкостью (варикапы, вариконды) и др.

По назначению конденсаторы подразделяются на контурные, разделительные, блокировочные, фильтровые и т.д., а по характеру изменения емкости на постоянные, переменные и полупеременные (подстрочные).

По материалу диэлектрика различают три вида конденсаторов: с твердым, газообразным и жидким диэлектриком. Конденсаторы с твердым диэлектриком делятся на керамические, стеклянные, стеклокерамические, стеклоэмалевые, слюдяные, бумажные, электролитические, полистирольные, фторопластовые и др.

По способу крепления различают конденсаторы для навесного и печатного монтажа, для микромодулей и микросхем.

Конденсаторы гибридных ИМС представляют собой трехслойную структуру: на подложку наносится металлическая пленка, затем диэлектрическая пленка и снова металлическая пленка. В качестве конденсаторов полупроводниковых ИМС может использоваться один из электронно-дырочных переходов транзистора или МДП -структура: роль нижней обкладки выполняет подложка (П), роль диэлектрика (Д) выполняет слой окиси кремния SiO2 и роль верхней обкладки конденсатора выполняет металлическая пленка (М).

Пакетная конструкция применяется в слюдяных, стеклоэмалевых, стеклокерамических и некоторых типах керамических конденсаторов и представляет собой пакет диэлектрических пластин (слюды) 1 толщиной около 0, 04 мм, на которые напылены металлизированные обкладки 2, соединяемые в общий контакт полосками фольги 3 (рис. 1.4). Собранный пакет спрессовывается обжимами 4, к которым присоединяются гибкие выводы 5, и покрывается влагозащитной эмалью. Количество пластин в пакете достигает 100.

Рис. 1.4
Рис. 1.5

Трубчатая конструкция характерна для высокочастотных трубчатых конденсаторов и представляет собой керамическую трубку 1 (рис. 1.5) с толщиной стенок около 0, 25 мм, на внутреннюю и внешнюю поверхность которой методом вжигания нанесены серебряные обкладки 2 и 3. Для присоединения гибких проволочных выводов 4 внутреннюю обкладку выводят на внешнюю поверхность трубки и создают между ней и внешней обкладкой изолирующий поясок 5, снаружи на трубку наносится защитная пленка из изоляционного вещества.

Рис. 1.6

Дисковая конструкция (рис. 1.6) характерна для высокочастотных керамических конденсаторов: на керамический диск 1 с двух сторон вжигаются серебряные обкладки 2 и 3, к которым присоединяются гибкие выводы 4. Емкость такого конденсатора определяется площадью обкладок.

Литая секционированная конструкция. Эта конструкция характерна для монолитных многослойных керамических конденсаторов (рис. 1.7), получивших в последние годы широкое распространение, в том числе в аппаратуре с ИМС. Такие конденсаторы изготовляют путем литья горячей керамики, в результате которого получают керамическую заготовку I с толщиной стенок около 100 мкм и прорезями (пазами) 2 между ними, толщина которых порядка 130 – 150 мкм. Затем эта заготовка окунается в серебряную пасту, которая заполняет пазы, после чего осуществляют вжигание серебра в керамику. В результате образуются две группы серебряных пластин, расположенных в пазах керамической заготовки, к которым припаиваются гибкие выводы. Снаружи вся структура покрывается защитной пленкой. В конденсаторах, предназначенных для установки в гибридных ИМС, гибкие выводы отсутствуют, они содержат торцевые контактные поверхности, которые присоединяются к контактным площадкам ГИС.

Рис. 1.8
Рис. 1.7

Рулонная конструкция (рис. 1.8) характерна для бумажных пленочных низкочастотных конденсаторов, обладающих большой емкостью. Бумажный конденсатор образуется путем свертывания в рулон бумажной ленты 1 толщиной около 5 – 6 мкм и ленты из металлической фольги 2 толщиной около 10–20 мкм. В металлобумажных конденсаторах вместо фольги применяется тонкая металлическая пленка толщиной менее 1 мкм, нанесенная на бумажную ленту.

Рулон из чередующихся слоев металла и бумаги не обладает механической жесткостью и прочностью, поэтому он размещается в металлическом корпусе, являющемся механической основой конструкции. Емкость бумажных конденсаторов достигает 10 мкФ, а металлобумажных 30 мкФ.

Подстроечные (полупеременные) конденсаторы. Особенностью этих конденсаторов является то, что их емкость изменяется в процессе производства РЭА (регулировки), а в процессе эксплуатации емкость таких конденсаторов должна сохраняться постоянной и не изменяться под воздействием вибрации и ударов. Они могут быть с воздушным или твердым диэлектриком. На рис. 1.9 показано устройство подстроенного конденсатора с твердым диэлектриком типа КПК (конденсатор подстроечный керамический). Такой конденсатор состоит из основания 2 (статора) и вращающего диска 1 (ротора). На основание и диск напылены серебряные пленки полукруглой формы. При вращении ротора изменяется площадь перекрытия пленок, а следовательно, емкость конденсатора. Как правило, минимальная емкость (когда пленки не перекрыты) составляет несколько пикофарад, а при полном перекрытии пленок емкость конденсатора будет максимальной, величина этой емкости составляет несколько десятков пикофарад. От ротора и статора сделаны внешние выводы 3 и 4. Плотное прилегание ротора к статору обеспечивается прижимной пружиной 5.

Рис. 1.9 Рис. 1.10

На рис. 1.10 показано устройство подстроечного конденсатора с воздушным диэлектриком. На керамическом основании 1 установлены колонки 2 для крепления пластин статора 3. Пластины ротора 4 закреплены на оси ротора 5. Посредством пружины – токосъема 6 ротор подключается к соответствующим точкам принципиальной схемы. Крепление конденсатора осуществляется с помощью колонок 7, имеющих внутреннюю резьбу.

Конденсаторы переменной емкости . Емкость этих конденсаторов может плавно изменяться в процессе эксплуатации РЭА, например, для настройки колебательных контуров. Так же как и подстроечный конденсатор, он состоит из статора и ротора, но в отличие от подстроечных количество роторных и статорных пластин велико, что необходимо для получения максимальной емкости порядка 500 пФ. Эти конденсаторы имеют воздушный диэлектрик.

Рис. 1.11

На рис. 1.11 показано устройство трехсекционного конденсатора переменной емкости. Каждая секция служит для настройки своего колебательного контура. Такие конденсаторы применяются в радиоприемной аппаратуре. Конструктивной основой является корпус 4, содержащий валики крепления 7 и планку крепления 9, в котором размещены статорная и роторная секции. Статорная секция 5 изолирована от корпуса, а роторная секция 1 состоит из неразрезных (внутренних) 11 и разрезных (внешних) пластин 10. Роторные пластины закреплены на оси 2. Плавность вращения оси обеспечивается шариковым подшипником 3 и подпятником 8. На корпусе конденсатора около каждой роторной секции установлены специальные пружины – токосъемы 6, которые плотно прижимаются к ротору. Посредством токосъемов производится подключение роторных секций к соответствующим точкам схемы аппаратуры.

 

 

1.2.2. Параметры конденсаторов

 

Основными параметрами являются емкость и рабочее напряжение. Кроме того, свойства конденсаторов характеризуются рядом паразитных параметров.

Номинальная емкость Сном и допустимое отклонение от номинала ±DС. Номинальные значения емкости Сном высокочастотных конденсаторов так же как и номинальные значения сопротивлений стандартизированы и определяются рядами Е6, Е12, Е24 и т.д.. Номинальные значения емкости электролитических конденсаторов определяются рядом: 0, 5; 1; 2; 5; 10; 20; 30; 50; 100; 200; 300; 500; 1000; 2000; 5000 мкФ. Номинальные значения емкости бумажных пленочных конденсаторов определяются рядом: 0, 5; 0, 25; 0, 5; 1; 2; 4; 6; 8; 20; 20; 40; 60; 80; 100; 200; 400; 600; 800; 1000 мкФ. По отклонению от номинала конденсаторы делятся на классы (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Класс 0, 01 0, 02 0, 05 I II III IV V VI
Допуск, % ±0, 1 ±0, 2 ±0, 5 ±1 ±2 ±5 ±10 ±20 –10+20 –20+30 –20+50

Конденсаторы I, II и III классов точности являются конденсаторами широкого применения и соответствуют рядам Е24, Е12 и Е6.

В зависимости от назначения в РЭА применяют конденсаторы различных классов точности. Блокировочные и разделительные конденсаторы обычно выбирают по II и III классам точности, контурные конденсаторы имеют 1, 0 или 00 классы точности, а фильтровые – IV, V и VI классы точности.

Электрическая прочность конденсаторов характеризуется величиной напряжения пробоя и зависит от изоляционных свойств диэлектрика. Все конденсаторы в процессе изготовления подвергаются воздействию испытательного напряжения в течении 2 – 5 с. В технической документации указывается номинальное напряжение, т.е. такое максимальное напряжение, при котором конденсатор может работать длительное время при соблюдении условий, указанных в технической документации. Для повышения надежности конденсаторы используют при напряжении, которое меньше номинального.

Стабильность емкости С0 определяется ее изменением DС под воздействием внешних факторов. Наибольшее влияние на величину емкости оказывает температура. Ее влияние оценивается температурным коэффициентом емкости (ТКЕ):

TKE= ,

где DT – диапазон изменения температуры.

Изменение емкости обусловлено изменением диэлектрической проницаемости диэлектрика, изменением линейных размеров обкладок конденсатора и диэлектрика. В основном же изменение емкости вызывается изменением диэлектрической проницаемости.

У высокочастотных конденсаторов величина ТКЕ не зависит от температуры и указывается на корпусе конденсатора путем окраски корпуса в определенный цвет и нанесения цветной метки. У низкочастотных конденсаторов температурная зависимость емкости носит нелинейный характер. Температурная стабильность этих конденсаторов оценивается величиной предельного отклонения емкости при крайних значениях температуры. Низкочастотные конденсаторы разделены на три группы по величине температурной нестабильности: Н20 – ±20%; Н30 – ±30%; Н90 – (+50 –90)%.

Стабильность конденсаторов во времени характеризуется коэффициентом старения:

,

где Dt – диапазон изменения времени.

Потери энергии в конденсаторах обусловлены электропроводностью и поляризацией диэлектрика и характеризуются тангенсом угла диэлектрических потерь tgd. Конденсаторы с керамическим диэлектриком имеют tgd »10-4, конденсаторы со слюдяным диэлектриком – 10-4, с бумажным – 0, 01–0, 02, с оксидным–0, 1–1, 0.

 

 

1.2.3. Система обозначений и маркировка конденсаторов

 

В настоящее время принята система обозначений конденсаторов постоянной емкости, состоящая из ряда элементов: на первом месте стоит буква К, на втором месте – двухзначное число, первая цифра которого характеризует тип диэлектрика, а вторая – особенности диэлектрика или эксплуатации, затем через дефис ставится порядковый номер разработки. Например, обозначение К 10-17 означает керамический низковольтный конденсатор с 17 порядковым номером разработки. Кроме того, применяются обозначения, указывающие конструктивные особенности: КСО – конденсатор слюдяной спрессованный, КЛГ – конденсатор литой герметизированный, КТ – керамический трубчатый и т. д.

Подстроечные конденсаторы обозначаются буквами КТ, переменные – буквами КП. Затем следует цифра, указывающая тип диэлектрика: 1 – вакуумные; 2 – воздушные; 3 – газонаполненные; 4 – твердый диэлектрик; 5 – жидкий диэлектрик. В конструкторской документации помимо типа конденсатора указывается величина емкости, рабочее напряжение и ряд других параметров. Например, обозначение КП2 означает конденсатор переменной емкости с воздушным диэлектриком, а обозначение КТ4 – подстроечный конденсатор с твердым диэлектриком. На принципиальных схемах конденсаторы обозначаются в виде двух параллельных черточек и дополнительных элементов. На рис. 1.12, а показан конденсатор постоянной емкости, на рис. 1.12, б – полярный (электролитический) конденсатор, на рис. 1.12, в – конденсатор переменной емкости, на рис. 1.12, г – подстроечный, на рис. 1.12, д – варикап, на рис. 1.12, е – вариконд.

Рис. 1.12

Около конденсатора ставится буква С с порядковым номером конденсатора, например С26, и указывается величина емкости. Около подстроенных и переменных конденсаторов указывается минимальная и максимальная емкости. Например, обозначения 5...25 означают, что емкость изменяется от 5 до 25 пикофарад.

На корпусе конденсатора указываются его основные параметры. В малогабаритных конденсаторах применяется сокращенная буквенно-кодовая маркировка. При емкости конденсатора менее 100 пФ ставится буква П.

Например, 33 П означает, что емкость конденсатора 33 пФ. Если емкость лежит в пределах от 100 пФ до 0, 1 мкФ, то ставится буква Н (нанофарада). Например, 10 Н означает емкость в 10 нф или 10 000 пф. При емкости более 0, 1 мкФ ставится буква М, например, 10М означает емкость в 10 мкФ. Слитно с обозначением емкости указывается буквенный индекс, характеризующий класс точности. Для ряда Е6 с точностью ±20% ставится индекс В, для ряда Е12 – индекс С, а для ряда Е24 – индекс И. Например, маркировка 1Н5С означает конденсатор емкостью 1, 5 нФ (1500 пф), имеющий отклонение от номинала ±10%.

 

1.2.4. Основные разновидности конденсаторов

 

В РЭА применяются большое количество различных типов конденсаторов постоянной емкости. Основные типы их приведены в табл. 1.3. Рассмотрим основные особенности применяемых конденсаторов.

Таблица 1.3

Обозначение Тип конденсатора Обозначение Тип конденсатора
К10 Керамический, низковольтный (Upa6< 1600B) К50 Электролитический, фольговый, Алюминиевый
К15 Керамический, высоковольтный (Upa6> 1600B) К51 Электролитический, фольговый, танталовый, ниобиевый и др.
К20 Кварцевый К52 Электролитический, объемно-пористый
К21 Стеклянный К53 Оксидно-полупроводниковый
К22 Стеклокерамический К54 Оксидно-металлический
К23 Стеклоэмалевый К60 С воздушным диэлектриком
К31 Слюдяной малой мощности К61 Вакуумный
К32 Слюдяной большой мощности К71 Пленочный полистирольный
К40 Бумажный низковольтный(Uраб< 2 кВ) с фольговыми обкладками К72 Пленочный фторопластовый
К73 Пленочный полиэтилентереф-талатный
К41 Бумажный высоковольтный (Uраб> 2 кВ) с фольговыми обкладками К75 Пленочный комбинированный
К76 Лакопленочный
К42 Бумажный с металлизированными Обкладками К77 Пленочный, Поликарбонатный

Керамические конденсаторы широко применяются в высокочастотных цепях. Основой конструкции керамического конденсатора является заготовка из керамики, на две стороны которой нанесены металлические обкладки. Конструкция может быть секционированной, трубчатой или дисковой. Эти конденсаторы нетрудоемки в изготовлении и дешевы. Для изготовления конденсаторов применяется керамика с различными значениями диэлектрической проницаемости (e> 8) и температурного коэффициента, который может быть как положительным, так и отрицательным. Численные значения ТКЕ лежат в пределах от – 2200´ 10-6 до +100´ 10-6 1/°C. Применяя параллельное включение конденса


Поделиться:



Популярное:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-26; Просмотров: 1111; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.086 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь