Пленочные конденсаторы

В пленочных конденсаторах в качестве диэлектрика используют пленки из различных полимерных материалов (полистирола, полипропилена или лавсана, фторопласта и др.). Обкладками в секциях пленочных конденсаторов служит металлическая фольга либо металлизированная пленка. Пленочные конденсаторы выпускают в металлических и пластмассовых корпусах прямоугольной и цилиндрической формы или без корпусов (покрытые эпоксидным компаундом) и используют в радиоприемной, телевизионной, электроизмерительной аппаратуре, вычислительной технике (интегрирующих или цепях задержки) и т. д.

Рис. 6. Пленочный конденсатор

Наиболее современными пленочными полистирольными конденсаторами являются К70-6 (рис. 6), изготовляемые из тонкой пленки, позволяющей уменьшить их габаритные размеры и массу к увеличить верхний температурный предел до +85°С. Конденсаторы рассчитаны на работу в цепях постоянного, переменного и пульсирующего токов, выпускаются на номинальное напряжение 35 и 50 В и включают 45 типономиналов с емкостью от 22 пФ до 0,1 мкф по шкале Е-12. Тангенс угла потерь этих конденсаторов в нормальных условиях ЫО-3. Срок службы до 5000 ч.

Малогабаритные металлопл ен очные конденсаторы К71П-2 выпускают на номинальное напряжение постоянного тока 100 В. Секции конденсаторов размещены в алюминиевых корпусах прямоугольной формы. Два вывода (более длинных) служат токо-отводами, а два других (коротких) — для крепления к плате. Эти конденсаторы применяют для аппаратуры с печатным монтажом. Кроме того, они могут работать в цепях переменного или пульсирующего тока частотой до 1 МГц, однако при значительном снижении амплитуды напряжения, устанавливаемого для каждой номинальной емкости. Сопротивление изоляции между выводами 50000 МОм; тангенс угла потерь 1,5 -10~3; ТКЕ в диапазоне рабочих темперааур от — 60 до +85 °С равен 120-10~6 1гС. Срок службы конденсаторов 5000 ч, хранения — 12 лет.

Конденсаторы К74-8 выпускают для. работы в цепях постоянного и пульсирующего тока.
При работе в цепях пульсирующего тока амплитуда напряжения переменной составляющей при частоте 50 Гц не должна превышать 20 % номинального напряжения (при 500 Гц — 7,5%, при 1000 Гц — 5% и выше 1000 Гц до 10 кГц — 2,5 %), а сумма амплитуды напряжения переменной составляющей и постоянного напряжения — номинального напряжения. Тангенс угла потерь у этих конденсаторов при номинальной температуре составляет 0,01, диапазон рабочих температур от — 60 до +85 °С, срок службы — до 6000 ч.

Номинальные емкости и напряжения рассмотренных пленочных конденсаторов приведены в табл. 24.

§ 8. Электролитические конденсаторы

В электролитических конденсаторах имеются две обкладки. В качестве одной, называемой анодом, служит фольга или таблетка, а в качестве другой, называемой катодом, — жидкий электролит или твердый полупроводник, диэлектриком — оксидная тонкая пленка, электрохимически создаваемая на аноде.

Рис. 7. Электролитические алюминиевые конденсаторы

Преимущество электролитических конденсаторов перед конденсаторами с другими диэлектриками состоит в их большой удельной емкости, недостаток — в значительном ее снижении при низкой температуре и увеличении тока утечки при высокой температуре.

Электролитические конденсаторы разделяют на полярные, работающие только в цепях с постоянным или пульсирующим напряжением, и неполярные, используемые в цепях переменного тока. v

Полярные конденсаторы работоспособны при условии, что на их положительный электрод (анод) подается положительный потенциал источника. Если полярность подключения источника нарушается, возможен пробой и выход из строя конденсатора (иногда сопровождаемый взрывом). Электролитические конденсаторы выпускают с большим интервалом емкости (от десятых долей до десятков тысяч микрофарад) и напряжением от 3 до 500 В.

По конструкции, виду обкладок и диэлектрика различают три типа электролитических конденсаторов: алюминиевые (сухие), обкладки которых изготовляют 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; оксидно-полупроводниковые (твердые) е таблеточным танталовым или алюминиевым анодом и нанесенной пленкой диэлектрика.

Электролитом служит полупроводник (двуоксид марганца), наносимый на оксидную пленку анода. Краткая характеристика некоторых из наиболее современных электролитических конденсаторов приведена ниже.

Конденсаторы К50-6 (рис. 7), представляющие серию малогабаритных алюминиевых конденсаторов, предназначены для широковещательной аппаратуры (транзисторных приемников, телевизоров и др.), с, проволочными выводами — для схем с печатным монтажом.

Конденсаторы больших размеров (емкостью 1000, 2000, 4000 мкФ с номинальным напряжением 10; 15; 25 В) используются для работы в цепях постоянного и пульсирующего тока, имеют лепестковые выводы и крепятся к корпусу с помощью хомута.

Неполярные конденсаторы К50-6 применяют в цепях со знакопеременным напряжением, причем это напряжение должно быть значительно ниже номинального. Номинальные емкости и напряжения конденсаторов К50-6 приведены в табл. 25.

Таблица 25

Номинальное напряжение, В	Номинальная емкость. мкФ
6	50; 100; 200; 500
10	10; 20; 50; 100; 200; 500; 1000; 2000; 4000
15	1; 5; 10; 20; 30; 50; 100; 200; 500; 1000; 2000; 4000
25 50 100	1; 5; 10; 20; 50; 100; 200; 500; 1000; 2000; 4000 1; 2; 5; 10; 20; 50; 100; 200 1; 2; 5; 10; 20
160	1; 2; 5; 10
15*	5; 10; 20; 50
25*	10

* Неполярные конденсаторы.

Действительные емкости конденсаторов К50-6 при нормальных условиях (температуре +25 °С) могут отличаться от номинальных на — 20-+80%. При работе конденсаторов в цепях пульсирующего тока частотой 50 Гц амплитуда напряжения переменной составляющей не должна превышать значений, указанных в табл. 26, а сумма амплитуды и постоянной составляющей напряжения — номинального напряжения. Ток утечки (мкА) конденсаторов К50-6 в нормальных условиях Iут=0,05 С U+3, где С — номинальная емкость, мкФ; U — номинальное напряжение, В. Эти~конденсаторы выпускают с диапазоном рабочих температур от — 10 до +70С. Срок их службы 5000 ч.

Таблица 26

Пределы но. минальных емкостей, МКФ	Номинальное напряжение, В	Амплитуда переменной составляю-щей, % Uaou	Пределы номинальных емкостей, мкФ	Номинальное напряжение, В	Амплитуда переменное составляю-Щей, % Uном
50—200	6		2000	10 И 15
10—100 1—50	10 15	25	500—1000 50—200	25 50	15
1—20	25		1—5	100
500	6
200—1000	10		2000	25
100—1000	15	20	10—20	100	10
50—200	25		1—10	160
1—20	50		4000	10—25	5

Конденсаторы К50-7 (см. рис. 7) дополняют серию малогабаритных алюминиевых конденсаторов в интервале напряжений от 160 до 450 В и емкостей от 5 до 500 мкФ. Значения номинального и амплитудного напряжений и емкости конденсаторов К50-7 приведены в табл. 27.

Таблица 27

Номинальное напряжение, В	Амплитудное напряжение, В	Номинальная емкость, мкФ
50	58	100+300*; 300+300
160	185	20; 50; 100; 200; 500
250	290	10; 20; 50; 100; 200; 100+100; 150+150
300	345	5; 10; 20; 50; 100; 200; 50+50; 100+ 100
350	400	5; 10; 20; 50; 100; 20+20; ЪО+50; 30+
		+ 150
450	495	5; 10; 20; 50; 100; 10+10; 20+20; 50+, +50

* Рассчитаны на две емкости.

Конденсаторы К50-7 выпускают с допустимыми отклонениями действительной емкости от номинальной на — 20-+80%. При их использовании в цепях с частотой рыше 50 Гц амплитуда напряжения переменной составляющей должна уменьшаться, как и у всех электролитических конденсаторов, обратно пропорционально частоте. Значения амплитуды напряжения переменной составляющей пульсирующего тока Um~ частотой 50 Гц, при которой могут быть использованы конденсаторы, приведены в табл. 28.

Во избежание перегрева конденсаторов амплитуда напряжения переменной составляющей не должна превышать напряжения по» — стоянного тока. Ток утечки (мкА) этих конденсаторов Iут = 0,05СU+ +30. Тангенс угла потерь конденсаторов с номинальным напряжением 50 В может быть до 0,25, с напряжением 160 — 450В — до 0,15.

Срок службы К50-7 — 5000 ч.

Конденсаторы К50-12 (см. рис. 7), отличающиеся от рассмот ренных меньшими габаритными размерами, выпускают 67 типономи-налов емкостью от 1 до 5000 мкФ и напряжением от 6 до 450 В Их используют для работы в цепях постоянного и пульсирующего токов в диапазоне рабочих температур, от — 20 до +70 °С. Срок службы 5000 ч, а хранения 5 лет.

Конденсаторы К50-14, используемые в цепях постоянного и пульсирующего токов в диапазоне рабочих температур от — 10 до + 85 °С, выполняют в виде многосекционных блоков, в которых в одном корпусе содержится несколько емкостей. Анодная лента таких конденсаторов разделена на четыре отрезка (каждый с отдельным выводом). Выводы анодов равномерно распределены по торцу секции. Катод в секции конденсатора — обший. Номинальные емкости и напряжения конденсаторов К50-14 приведены в табл. 29. Действительные емкости могут отличаться от номинальных на — 20 -ь +50%.

Таблица 28

Номинальная емхость, мкФ	Номинальное напряжение, В	Амплитуда переменной составляю- щей % Uном	Номинальная емкость, мкФ	Номинальное напряжение, В	Амплитуда переменной составляю-щей, % UНО\|\|
5	300 350 450	20 15 15	200	160 250 300	15 10 7
10	250 300 350 450	20 20 15 15	500	160	10
10	250 300 350 450	20 20 15 15	10+10	450	10
20	160 250 300 350 450	20 20 15 10 10	10+10	450	10
			20+20	350 450	10 5
			30+150	350	5
50	160 250 300 350 450	20 15 10 5 5
			50+50,	300 350 450	10 10 5
			100+100	250 300	10 7
100	160 250 300 350 450	15 10 7 5 5	100+100	250 300	10 7
			150+150	250	10
			300+100	50	20
			300+300	50	15

Таблица 29

Номинальное напряжение, В	Номинальное пиковое напряже- ние, В	Номинальная емкость С„лж., мкФ, на выводах
Номинальное напряжение, В	Номинальное пиковое напряже- ние, В	1	2	3	4
40	45	5000	5000	1000	1000
350	400	150	150	50	50
350	400	200	200	50	50
450	495	50	50	30	30

При работе в цепях пульсирующего тока амплитуда напряжения переменной составляющей частотой 50 Гц яе должна превышать 5 % для конденсаторов с номинальным напряжением 350 В и 3 % — с напряжением 450 В. Ток утечки Iут=0,02 С UНОм. Срок службы конденсаторов 5000 ч, хранения — 5 лет.

Конденсаторы К50-15 выпускают полярными и неполярными. Последние допускают периодическое, непродолжительное включение их в цепь переменного тока. Полярные конденсаторы изготовляют с номинальными напряжениями от 6,3 до 250 В и емкостями от 2,2 до 680 мкФ|, неполярные — от 25 до 100 В и от 4,7 до 100 мкФ соответственно. Диапазон рабочих температур этих конденсаторов от — 60 до + 85 °С, срок службы 10000 ч, хранения — 12 лет.

Конденсаторы К50-16 аналогичны конденсаторам К50-6, но имеют меньшие габаритные размеры при тех же номинальных напряжениях и емкостях. Их выпускают с пределами номинальных напряжений от 6,3 до 160 В и емкостей от 0,5 до 5000 мкФ с отклонением последних на — 20-+80 %. Диапазон рабочих температур этих конденсаторов от — 20 до +70°С, срок службы — 5000 ч.

Конденсаторы К53-4 оксидно-полупроводникового типа с таблеточными ниобиевыми анодами применяют для работы в цепях постоянного и пульсирующего токов-в диапазоне рабочих температур от — 60 до + 85°С и выпускают с пределами номинальных напряжений 6 — 20 В и емкостей 0,47 — 100 м~кФ с допустимым отклонением последних от ±10 до +30%. Срок службы конденсаторов 5000 ч, хранения — 11 лет.

Конденсаторы К53-8 алюминиевые оксидно-полупроводникового типа. Электролит у таких конденсаторов заменен твердым полупроводником (двуоксидом марганца МпО2, нанесенным на оксидную пленку алюминия). Их используют для работы в цепях постоянного и пульсирующего токов в диапазоне рабочих температур от — 60 до +85°С и выпускают с пределами номинальных напряжений 1,5 — 15 В и емкостей 0,5 — 20 мкФ. Срок службы конденсаторов 5000 ч, хранения — 12 лет.

§ 9. Слюдяные конденсаторы

В слюдяных конденсаторах в качестве диэлектрика используют природный материал — слюду, обладающую высокой механической и электрической прочностью и относительно высокой диэлектрической проницаемостью.

Промышленность выпускает слюдяные конденсаторы постоянной емкости КСО (рис. 8, а) и КСОТ, спрессованные пластмассой, а также герметизированные СГМ и СГМЗ (рис. 8, б) в керамическом или КСГ (рис. 8, в) и ССГ в металлическом корпусе.

Слюдяные спрессованные конденсаторы КСО применяют для работы в цепях постоянного и переменного токов, а также в импульсных режимах в диапазоне рабочих температур от — 60 до + 70°С. Пределы номинальных емкостей и напряжений конденсаторов КСО приведены в табл. 30.

Теплостойкие слюдяные спрессованные конденсаторы КСОТ ислользуют в диапазоне рабочих температур от — 60 до +155°С. Пределы номинальных емкостей И напряжения постоянного тока приведены в табл. 31.

Таблица 30

Конденсатор	Номинальное напряжение, В	Пределы номинальных емкостей, пФ
КСО-1 КСО-2 КСО-5 КСО-6 КСО-7 КСО-8 КСО- 10 КСО-11 КСО- 12 КСО-13	250 500 500 — 250 1000 2500 — 1000 2500 — 250 3000 — 250 3000 — 250 5000 — 250 7000 — 250	51 — 750 100 — 2400 470 — 10000 100 — 2700 47 — 3300 1000 — 30 000 47 — 50000 10 — 10000 10 — 20000 10 — 50 000

Рис. 8. Слюдяные конденсаторы (а — в)

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

Таблица 31

Конденсатор	Номинальное напряжение, В	Пределы номинальных емкостей, пФ	Конденсатор	Номинальное напряжение. В	Пределы номинальных емкостей, пф
КСОТ-1 КСОТ-2 КСОТ-5	250 500 500	51 — 510 100 — 1200 470 — 6800	КСОТ-6 КСОТ-7 КСОТ-8	1000 1000 1000	100 — 1500 1600 — 3300 3500 — 10000

§ 10. Керамические, стеклокерамические

и стеклолленочиые конденсаторы

И зависимости от электрических свойств, керамику служащей диэлектриком, к е р а м и ч е с к и е конденсаторы могут быть высокочастотными, низкочастотными, термостабильными, термокомпенсационными.

Высокочастотная керамика (тиконд и др.) обладает малыми диэлектрическими потерями (на радиочастотах tg6<0,001) и невысокой диэлектрической проницаемостью (от 12 до 1500). Низ кочастотная керамика Характеризуется относительно большими диэлектрическими потерями (на частотах нескбльких килогерц tg6< 0,04) и высокой диэлектрической проницаемостью (от 1000 до 8000). От вида керамики зависит температурная стабильность емкости керамических конденсаторов. По значениям ТКЕ конденсаторы из высокочастотной керамики делят на, группы (табл. 32), обозначаемые буквами П (положительный) и М (отрицательный) и числом, указывающим среднее значение ТКЕ на 1 °СМО~в на радиочастотах.

По значениям ТКЕ в диапазоне рабочих температур конденсаторы из низкочастотной керамики деляд на группы, обозначаемые буквой Н и числом, указывающим, на сколько процентов может измениться емкость конденсаторов в этом диапазоне по срайнению с температурой 20 °С (табл. 33)

Таблица 32

Обозначение труппы конденсаторов по ТКЕ	Изменение ТКЕ в диапазоне температур от 20 до 85°С	Условный цвет окраски корпуса конденсатора
П100 П33 М47 М75 М330 Ml500	+100±30 +33±30 —47±30 —75±30 — 330±60 — 1500±200	Синий Серый Голубой » Красный Зеленый

Примечание. Цвет окраски точка на корпусе М75 красный, а МЗЗО — зеленый.

Таблица 33

Обозначение групп и конденсаторов по ТКЕ	Изменение емкости, %, в диапазоне температур от — 60 до +85° С	Цвет точки или полоски на корпусе конденсатора
Н30 Н50 Н70 Н90	±30 ±50 — 70 — 90	Зеленый Синий — Белый

Рис. 9. Дисковый (а) и трубчатый (б) керамические конденсаторы

Конденсаторы с малым значением ТКЕ (группы ПЗЗ, М47) относят к термостабильным, а с большим отрицательным (Ml500) — к термокомпенсационным. Будучи включенными в резонансные контуры, такие конденсаторы позволяют .скомпенсировать положительный ТКЕ других элементов схемы.

Наиболее распространены керамические дисковые КД, КДУ и трубчатые КТ конденсаторы. Наряду с этими конденсаторами применяют пластинчатые и монолитные. Дисковые конденсаторы КД1, КД2, КДУ (рис. 9, а) представляют собой керамический диск, на поверхности которого нанесены метал лизирозанпые обкладки с проволочными токоотводами, а трубчатые КТ-1, КТ-2, КТ-3 (рис. 9, б) — керамическую трубку, на внутрен-нюю и наружную поверхности которой нанесены обкладки, покрытые защитной эмалью определенного цвета и снабженные проволочными токоотводами. Такие конденсаторы применяют в контурных, разделительных или блокированных цепях радиоаппаратуры. Электрические параметры дисковых конденсаторов приведены в табл.34, а трубчатых — в табл. 35.

Таблица 34

Обозначение груп- пы конденсато- ров по ТКЕ	Номинальное нап- ряжение, В	Пределы номинал fa- костей,	Номинальное напряжение, В	Пределы номинальных ем- костей, пФ	Номинальное жение,	Пределы номиналь-ны& ем- костей, пФ
	КД1 (04,5 — 6,5мм)		КД2 (06,5 — 8,5 мм)		КДУ (08,6 — 16,5 мм)
П100 ПЗЗ М47 М75 М700 М1300	250	1 — 7,5 1 — 10 1 — 15 1 — 39 10 — 56 18 — 130	500	1 — 12 1 — 30 1 — 43 1 — 68 3,3 — 150 15 — 270	50	1 — 2,2 1 — 27 3, 3 — 27 — 27 — 47 —
Н70	160	680 — 2200	300	680 — 6800	__	—

Таблица 35

Обозначение группы конденсаторов по ТКЕ	Номи-нальное напряжение, В	Пределы номинальных емкостей, пФ	Номинальное напряжение, В	Пределы номинальных емкостей, пФ	Номинальное напряжение, В	Пределы номинальных емкостей, пФ
	КТ-1 (03мм)		КТ-2 (06мм)		КТ-3 (010мм)
П100		1 — 30		2,2 — 100		2,2 — 110
ПЗЗ		1 — 62		2,2 — 180		2,2 — 150
М47	2&0	1 — 75	500	2,2 — 240	750	2,2 — 240
М75		1 — 130		2,2 — 360		—
М700		2,2 — 270		2,2 — 910		2,2 — 1000
М1500		15 — 560		15 — 2200		—
Н70	160	680 — 10000	300	От 680 пФ до 0,033 мкФ		—

Трубчатые конденсаторы — проходные КТП-1 — КТП-3 (рис. 10,а), опорные КО-1, КО-2 (рис. 10, б) и дисковые КДО-1, КДО-2 — применяют в качестве фильтровых в цепях постоянного и переменного токов ори рабочих напряжениях до 750 В. Пластинчатые керамические конденсаторы К10-7 (рис. 10, в) выпускают с небольшой толщиной (0,2 — 0,4 мм) диэлектрической пластины прямоугольной формы, на плоскости которой нанесены металлизированные обкладки. Конденсаторы КЮ-7а имеют номинальные напряжения 250 В и емкости от 6,8 до 6800 пФ и от 0,01 до 0,033 мкФ, а К10-7 в — 50 В и от 22 до 6800 пФ, а также от 0,01 до 0,047 мкФ соответственно Конденсаторы применяют для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного токов в диапазоне температур от — 60 до + 155°С. Однонаправленные выводы конденсаторов обеспечивают их использование да платах с печатным монтажом.

Монолитные керамические конденсаторы КЮ-23, КЮ-17 выпускают малогабаритными с толщиной слоя диэлектрика 0,025 — 0,07 мм и используют для работы в цепях постоянного и переменного токов, а также в импульсных режимах различных микросхем и диапазоне температур от — 60 до +85 С. Пределы номинальных напряжений конденсаторов К10*23 — 16 В, емкостей от 2,2 до 3000 пФ и от 680 до 33000 пФ, а конденсаторов КЮ-17 — 25 В, от 22 пФ до 0,012 мкФ и от 470 пФ до 0,33 мкФ соответственно.

Стеклокерамические конденсаторы СКМ К22У-1, К22У-2, К22У-3 и К22-5, имеющие секции из стеклокерамики и серебряной илн алюминиевой фольги, могут работать в цепях постоянного и переменного токов, а также в импульсных режимах в диапазоне температур от — 60 до +155°С. Емкость стеклокерамических конденсаторов лежит в пределах от 75 пФ до 0,047 мкФ. Конденсаторы К22У-1 используют в качестве контурных, разделительных, сеточных, блокировочных, а К22У-3 — в гибридных интегральных микросхемах.

Рис, 10. Керамические конденсаторы:

а — проходной трубчатый КТП, б — опорный КДО, в — пластинчатый К10-7

Стеклопленочные конденсаторы заменяют дорогостоящие слюдяные, имеют меньшие по сравнению с ними габаритные размеры.

Их используют для работы в.цепях постоянного тока и импульсных режимах. Эти конденсаторы применяют в резонансных контурах и других высокочастотных схемах. Пределы номинальных емкостей, напряжение и диапазон рабочих температур стеклопленочных конденсаторов приведены в табл. 36.

Таблица 36

Конденсатор	Номинальное напряжение, В	Пределы номинальных емкостей, пФ	Диапазон рабочих температур, °С
К21-5а	160	2,2 — 16	От — 60 до +100
К21-56	160	2,2 — 330	» — 60 » +100
К2-7	50	57 — 10000	» — 60 » +155

Содержание раздела