Основным параметром конденсатора является его номинальная емкость, измеряемая в фарадах (Ф) микрофарадах (мкФ) или пикофарадах (пФ).
Конденсаторы
Допустимые отклонения емкости конденсатора от номинального значения указаны в стандартах и определяют класс его точности. Для конденсаторов , как и для сопротивлений, чаще всего применяются три класса точности I (E24), II (Е12) и III (E6), соответствующие допускам ±5 % , ±10 % и ±20 % .
По виду изменения емкости конденсаторы делятся на изделия с постоянной емкостью, переменной и саморегулирующиеся. Номинальная емкость указывается на корпусе конденсатора. Для сокращения записи применяется специальное кодирование:
Ниже в качестве примера приводятся кодированные обозначения конденсаторов:
Числовые значения ёмкостей 130 пФ и 7500 пФ целые числа (от 0 до 9999 пФ)
Конструкции конденсаторов постоянной емкости и материал, из которого они изготовляются, определяются их назначением и диапазоном рабочих частот.
Высокочастотные конденсаторы имеют большую стабильность, заключающуюся в незначительном изменении емкости при изменении температуры, малые допустимые отклонения емкости от номинального значения, небольшие размеры и вес. Они бывают керамическими (типов КЛГ, КЛС, КМ, КД, КДУ, КТ, КГК, КТП и др.), слюдяными (КСО, КГС, СГМ), стеклокерамическими (СКМ), стеклоэмалевыми (КС) и стеклянными (К21У).
Конденсатор с дробной ёмкостью
от 0 до 9999 Пф
Для цепей постоянного, переменного и пульсирующего токов низкой частоты требуются конденсаторы с большими емкостями, измеряемыми тысячами микрофарад. В связи с этим выпускаются бумажные (типов БМ, КБГ), металлобумажные (МБГ, МБМ), электролитические (КЭ, ЭГЦ, ЭТО, К50 , К52 , К53 и др.) и пленочные (ПМ, ПО, К73 , К74 , К76) конденсаторы.
Конструкции конденсаторов постоянной емкости разнообразны. Так, слюдяные, стеклоэмалевые, стеклокерамические и отдельные типы керамических конденсаторов имеют пакетную конструкцию. В них обкладки, выполненные из металлической фольги или в виде металлических пленок, чередуются с пластинами из диэлектрика (например, слюды).
Емкость конденсатора 0,015 мкФ
Конденсатор с ёмкостью 1 мкФ
Для получения значительной емкости формируют пакет из большого числа таких элементарных конденсаторов. Электрически соединяют между собой все верхние обкладки и отдельно – нижние. К местам соединений припаивают проводники, служащие выводами конденсатора. Затем пакет спрессовывают и помещают в корпус.
Применяется и дисковая конструкция керамических конденсаторов . Роль обкладок в них выполняют металлические пленки, нанесенные на обе стороны керамического диска. Бумажные конденсаторы часто имеют рулонную конструкцию. Полосы алюминиевой фольги, разделенные бумажными лентами с высокими диэлектрическими свойствами, свертываются в рулон. Для получения большой емкости рулоны соединяют друг с другом и помещают в герметичный корпус.
В электролитических конденсаторах диэлектрик представляет собой оксидную пленку, наносимую на алюминиевую или танталовую пластинку, являющуюся одной из обкладок конденсатора, вторая обкладка – электролит.
Электролитический конденсатор 20,0 × 25В
Металлический стержень (анод) должен подключаться к точке с более высоким потенциалом, чем соединенный с электролитом корпус конденсатора (катод). При невыполнении этого условия сопротивление оксидной пленки резко уменьшается, что приводит к увеличению тока, проходящего через конденсатор, и может вызвать его разрушение.
Такую конструкцию имеют электролитические конденсаторы типа КЭ. Выпускаются также электролитические конденсаторы с твердым электролитом (типа К50).
Проходной конденсатор
Площадь перекрытия пластин или расстояние между ними у конденсаторов переменной емкости можно изменять различными способами. При этом меняется и емкость конденсатора. Одна из возможных конструкций конденсатора переменной емкости (КПЕ) изображена на рисунке справа.
Конденсатор переменной ёмкости от 9 пФ до 270 пФ
Здесь емкость изменяется путем различного расположения роторных (подвижных) пластин относительно статорных (неподвижных). Зависимость изменения емкости от угла поворота определяется конфигурацией пластин. Величина минимальной и максимальной емкости зависит от площади пластин и расстояния между ними. Обычно минимальная емкость С мин, измеряемая при полностью выведенных роторных пластинах, составляет единицы (до 10 – 20) пикофарад, а максимальная емкость С макс, измеряемая при полностью выведенных роторных пластинах, – сотни пикофарад.
В радиоаппаратуре часто используются блоки КПЕ, скомпонованные из двух, трех и более конденсаторов переменной емкости, механически связанных друг с другом.
Конденсатор переменной ёмкости от 12 пФ до 497 пФ
Благодаря блокам КПЕ можно изменять одновременно и на одинаковую величину емкость различных цепей устройства.
Разновидностью КПЕ являются подстроечные конденсаторы . Их емкость так же, как и сопротивление подстроечных резисторов, изменяют лишь с помощью отвертки. В качестве диэлектрика в таких конденсаторах могут использоваться воздух или керамика.
Конденсатор подстроечный от 5 пФ до 30 пФ
На электрических схемах конденсаторы постоянной емкости обозначаются двумя параллельными отрезками, символизирующими обкладки конденсатора, с выводами от их середин. Рядом указывают условное буквенное обозначение конденсатора – букву С (от лат. Capacitor – конденсатор).
После буквы С ставится порядковый номер конденсатора в данной схеме, а рядом через небольшой интервал пишется другое число, указывающее на номинальное значение емкости.
Емкость конденсаторов от 0 до 9999 пФ указывают без единицы измерения, если емкость выражена целым числом, и с единицей измерения – пФ, если емкость выражена дробным числом.
Подстроечные конденсаторы
Емкость конденсаторов от 10 000 пФ (0,01 мкФ) до 999 000 000 пФ (999 мкФ) указывают в микрофарадах в виде десятичной дроби либо как целое число, после которого ставят запятую и нуль. В обозначениях электролитических конденсаторов знаком « + » помечается отрезок, соответствующий положительному выводу – аноду, и после знака « х » – номинальное рабочее напряжение.
Конденсаторы переменной емкости (КПЕ) обозначаются двумя параллельными отрезками, перечеркнутыми стрелкой.
Если необходимо, чтобы к данной точке устройства подключались именно роторные пластины, то на схеме они обозначаются короткой дугой. Рядом указываются минимальный и максимальный пределы изменения емкости.
В обозначении подстроечных конденсаторов параллельные линии пересекаются отрезком с короткой черточкой, перпендикулярной одному из его концов.
В соответствии со стандартами IEC на практике применяется четыре способа кодировки номинальной емкости.
Первые две цифры указывают на значение емкости в пикофарадах (пФ), последняя — количество нулей. Когда конденсатор имеет емкость менее 10 пФ, то последняя цифра может быть "9". При емкостях меньше 1.0 пФ первая цифра "0". Буква R используется в качестве десятичной запятой. Например, код 010 равен 1.0 пФ, код 0R5 — 0.5 пФ.
Таблица 1
* Иногда последний ноль не указывают.
Возможны варианты кодирования 4-значным числом. Но и в этом случае последняя цифра указывает количество нулей, а первые три — емкость в пикофарадах (pF).
Таблица 2
Вместо десятичной точки может ставиться буква R.
В отличие от первых трех параметров, которые маркируются в соответствии со стандартами, рабочее напряжение у разных фирм имеет различную буквенно-цифровую маркировку.
Рисунок 1
На практике для цветового кодирования постоянных конденсаторов используются несколько методик цветовой маркировки
* Допуск 20%; возможно сочетание двух колец и точки, указывающей на множитель.
** Цвет корпуса указывает на значение рабочего напряжения.
Вывод «+» может иметь больший диаметр.
Для маркировки пленочных конденсаторов используют 5 цветных полос или точек:
Первые три кодируют значение номинальной емкости, четвертая — допуск, пятая — номинальное рабочее напряжение.
В соответствии с требованиями Публикаций 62 и 115-2 IEC (МЭК) для конденсаторов установлены следующие допуски и их кодировка:
Конденсаторы с ненормируемым ТКЕ
* Современная цветовая кодировка. Цветные полоски или точки. Второй цвет может быть представлен цветом корпуса.
Конденсаторы с линейной зависимостью от температуры
* В скобках приведен реальный разброс для импортных конденсаторов в диапазоне температур -55...+85"С.
** Современная цветовая кодировка. Цветные полоски или точки. Второй цвет может быть представлен цветом корпуса.
Конденсаторы с нелинейной зависимостью от температуры
* Обозначение приведено в соответствии со стандартом EIA, в скобках - IEC.
** В зависимости от технологий, которыми обладает фирма, диапазон может быть другим.
Например, фирма PHILIPS для группы Y5P нормирует -55...+125 њС.
*** В соответствии с EIA. Некоторые фирмы, например Panasonic, пользуются другой кодировкой.
Особенности кодировки конденсаторов производства СССР
В СССР придерживались стандартов МЭК, поэтому можно пользоваться вышеприведенными данными, но были и незначительные отличия.
Кодированное обозначение номинальных емкостей состоит из двух или трех цифр и буквы. Буква кода является множителем, составляющим значение емкости (см. таблицу), и определяет положение десятичной дроби.
Допускаемое отклонение величины емкости в процентах от номинального значения указывают теми же буквами, что и допуски на сопротивление резисторов, однако, с некоторыми дополнениями (см. таблицу). Для конденсаторов емкостью менее 10 пФ допускаемое отклонение устанавливается в пикофарадах :
Конденсаторы маркируются кодом в следующем порядке:
Приведем примеры кодированной маркировки конденсаторов.
Сокращенная буквенно-цифровая маркировка на конденсаторе 33pKL обозначает номинальную емкость 33 пФ с допускаемым отклонением ±10% и температурной нестабильностью группы М75 (75х10 -6 °C -1). Надпись m10SF обозначает 100 мкФ (0,1 миллифарады) с допуском -20...+50% и номинальным напряжением 20 В.
Номинальная емкость 150 пФ может обозначаться 150р или n15; 4700пф - 4n7; 0,15 мкФ - µ15; 2.2мкф - 2µ2.
Примечание . В скобках указано старое обозначение допуска.
| Напр. В | Букв. обозн. | Напр. В | Букв. обозн. | Напр. В | Букв. обозн. | Напр. В | Букв. обозн | Напр. В | Букв. обозн |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1,0 | I | 6.3 | B | 40 | S | 100 | N | 350 | T |
| 2,5 | M | 10 | D | 50 | J | 125 | P | 400 | Y |
| 3.2 | A | 16 | E | 63 | K | 160 | Q | 450 | U |
| 4.0 | C | 20 | F | 80 | L | 315 | X | 500 | V |
Большое значение для правильного выбора того или иного элемента в различных схемах имеет маркировка конденсаторов. По сравнению с , она довольно сложная и разнообразная. Особые трудности возникают при чтении обозначений на корпусах маленьких конденсаторов в связи с незначительной площадью поверхности. Квалифицированный специалист, постоянно использующий данные устройства в своей работе, должен уверенно читать маркировку изделия и правильно ее расшифровывать.
Чтобы правильно прочитать технические характеристики устройства, необходимо провести определенную подготовку. Начинать изучение нужно с единиц измерения. Для определения емкости применяется специальная единица - фарад (Ф). Значение одного фарада для стандартной цепи представляется слишком большим, поэтому маркировка бытовых конденсаторов осуществляется менее крупными единицами измерения. Чаще всего используется mF = 1 мкф (микрофарад), что составляет 10 -6 фарад.
При расчетах может применяться внемаркировочная единица - миллифарад (1мФ), имеющая значение 10 -3 фарад. Кроме того, обозначения могут быть в нанофарадах (нФ) равных 10 -9 Ф и пикофарадах (пФ), составляющих 10 -12 Ф.
Нанесение маркировки с большими размерами осуществляется прямо на корпус. В некоторых конструкциях маркировка может отличаться, но в целом, необходимо ориентироваться по единицам измерения, которые упоминались выше.
Обозначения иногда наносятся прописными буквами, например, MF, что на самом деле соответствует mF - микрофарадам. Также встречается маркировка fd - сокращенное английское слово farad. Поэтому mmfd будет соответствовать mmf или пикофараду. Кроме того, существуют обозначения, включающие число и одну букву. Такая маркировка выглядит как 400m и применяется для маленьких конденсаторов.
В некоторых случаях возможно нанесение допусков, которые являются допустимым отклонением от номинальной емкости конденсатора. Данная информация имеет большое значение, когда при сборке отдельных видов электрических цепей могут потребоваться конденсаторы с точным значением емкости. Если в качестве примера взять маркировку 6000uF + 50%/-70%, то значение максимальной емкости составит 6000 + (6000 х 0,5) = 9000 мкФ, а минимальной 1800 мкФ = 6000 - (6000 х 0,7).
При отсутствии процентов, необходимо отыскать букву. Обычно она располагается отдельно или после числового обозначения емкости. Каждой букве соответствует определенное значение допуска. После этого можно приступать к определению номинального напряжения.
При больших размеров корпуса конденсатора, маркировка напряжения обозначается числами, за которыми расположены буквы или буквенные сочетания в виде V, VDC, WV или VDCW. Символы WV соответствуют английскому словосочетанию WorkingVoltage, что в переводе означает рабочее напряжение. Цифровые показатели считаются максимально допустимым напряжением конденсатора, измеряемым в вольтах.
При отсутствии на корпусе устройства какого-либо обозначения, указывающего на напряжение, такой конденсатор должен использоваться только в низковольтных цепях. В цепи переменного тока следует использовать устройство, предназначенное именно для этих целей. Нельзя применять конденсаторы, рассчитанные на постоянный ток, без возможности преобразования номинального напряжения.
Следующим этапом будет определение положительных и отрицательных символов, указывающих на наличие полярности. Определение плюса и минуса имеет большое значение, поскольку неправильное определение полюсов может привести к короткому замыканию и даже взрыву конденсатора. При отсутствии специальных обозначений, подключение устройства может быть выполнено к любым клеммам, независимо от полярности.
Обозначение полюсов иногда наносится в виде цветной полосы или кольцеобразного углубления. Такая маркировка соответствует отрицательному контакту в электролитических алюминиевых конденсаторах, своей формой напоминающих консервную банку. В танталовых конденсаторах с очень маленькими размерами эти же обозначения указывают на положительный контакт. При наличии символов плюса и минуса цветовую маркировку можно не принимать во внимание.
Чтобы расшифровать маркировку, необходимо значение первых двух цифр, обозначающих емкость. Если конденсатор имеет очень маленькие размеры, не позволяющие обозначить емкость, его маркировка происходит по стандарту EIA, применяемому для всех современных изделий.
Если в обозначении присутствует только две цифры и одна буква, в этом случае цифровые значения соответствуют емкости устройства. Все остальные маркировки расшифровываются по-своему, в соответствии с той или иной конструкцией.
Третья цифра в обозначении является множителем нуля. В этом случае расшифровка выполняется в зависимости от цифры, расположенной в конце. Если такая цифра находится в диапазоне 0-6, то к первым двум цифрам добавляются нули в определенном количестве. Для примера можно взять маркировку 453, которая будет расшифровываться как 45 х 10 3 = 45000.
Когда последняя цифра будет 8, то первые две цифры умножаются на 0,01. Таким образом, при маркировке 458, получается 45 х 0,01 = 0,45. Если же 3-й цифрой будет 9, то первые две цифры нужно умножить на 0,1. В результате обозначение 459 преобразуется в 45 х 0,1 = 4,5.
После определения емкости, нужно определить единицу для ее измерения. Самые мелкие конденсаторы - керамические, пленочные и танталовые имеют емкость, измеряемую в пикофарадах (пФ), составляющих 10 -12 . Для измерения емкости больших конденсаторов применяются микрофарады (мкФ), равные 10 -6 . Единицы измерения могут обозначаться буквами: р - пикофарад, u- микрофарад, n - нанофарад.
После цифр необходимо расшифровать буквы, входящие в маркировку. Если буква присутствует в двух первых символах, ее расшифровка производится несколькими способами. При наличии буквы R, она заменяется запятой, применяемой для десятичной дроби. Расшифровка маркировки 4R1 будет выглядеть как 4,1 пФ.
При наличии букв р, n, u, соответствующих пико-, нано- и микрофараде также выполняется замена на десятичную запятую. Обозначение n61 читается как 0,61 нФ, маркировка 5u2 соответствует 5,2 мкФ.
Керамические конденсаторы обладают плоской круглой формой и двумя контактами. На корпусе кроме основных показателей, указывается допуск отклонений от номинальной емкости. С этой целью используется определенная буква, проставляемая сразу же после цифрового обозначения емкости. Например, буква «В» соответствует отклонению + 0,1 пФ, «С» - + 0,25 пФ, D - + 0,5 пФ. Эти значения применяются при емкости менее 10 пФ. У конденсаторов с емкостью более 10 пФ буквенные обозначения соответствуют определенному проценту отклонений.
Маркировка допуска может состоять из буквенно-цифрового обозначения по схеме «буква-цифра-буква». Первый буквенный символ соответствует минимальной температуре, например, Z = 10 градусам, Y = -30 0 C, X = -55 0 C. Второй цифровой символ - это максимальная температура.
Цифры соответствуют следующим показателям: 2 - 45 0 С, 4 - 65 0 С, 5 - 85 0 С, 6 - 105 0 С, 7 - 125 0 С. Значение третьего буквенного символа означает изменяющуюся емкость конденсатора, в пределах между минимальной и максимальной температурой. К более точным показателям относится «А» со значением + 1,0%, а к менее точным - «V» с показателем от 22 до 82%. Чаще всего используется «R», составляющая 15%.
Маркировка, нанесенная на корпус конденсатора, позволяет определить значение напряжения. На рисунке отражены специальные символы, соответствующие максимально допустимому напряжению для конкретного устройства. В данном случае приводятся параметры для конденсаторов, которые могут эксплуатироваться только при постоянном токе.
В некоторых случаях маркировка конденсаторов значительно упрощается. С этой целью используется только первая цифра. Например, ноль будет означать напряжение ниже 10 вольт, значение 1 - от 10 до 99 вольт, 2 - от 100 до 999 В и так далее, по такому же принципу.
Прочие маркировки касаются конденсаторов, выпущенных значительно раньше или предназначенных для особых целей. В таких случаях рекомендуется воспользоваться специальными справочниками, чтобы не допустить серьезной ошибки при сборке электрической схемы.
Конденсатор - это простейший элемент с двумя металлическими обкладками, разделенными диэлектрическим веществом. Принцип работы этих приборов основан на способности сохранения электрического заряда: то есть заряжаться, а в нужный момент разряжаться. Существует множество способов записи номинальной емкости этого прибора на его корпусе. Так, маркировка конденсаторов может состоять только из цифр (три или четыре) или из буквенно-цифрового кода, а также из цветовых индикаторов. В этой статье мы рассмотрим основные виды записи электрических параметров емкостей.
При кодировке с помощью трех цифр первые две цифры обозначают емкость устройства, а последняя - показатель степени по основанию 10 для получения значения в пикофарадах. При такой записи последний символ «9» будет соответствовать «-1». Соответственно, если первая цифра ноль (010), то емкость составит 1 пФ. Маркировка конденсаторов, состоящая из четырех цифр, аналогична тройной, только здесь первые три цифры означают емкость, а последняя - степень. Например, если запись имеет вид 1722, то это означает, что емкость прибора составляет 17,2 нФ (172*102 пФ = 17200 пФ или 17,2 нФ).
При таком способе записи литера обозначает десятичную запятую, а цифры - величину емкости. Такой способ кодировки может иметь вид: 16 п означает 16 пФ (25 р - 25 пФ), 3н2 соответствует 3,2 нФ (6n6 - 6,6 нФ), μ35 соответственно 0,35 мкФ. Иногда при обозначении десятичной точки применяют литеру R. Принято таким образом маркировать величину емкости в микрофарадах, однако, если перед литерой R расположен нуль, значит емкость в пикофарадах. Пример: 0R7 соответствует 0,7 пФ (R67 - 0,67 мкФ), 5R6 означает 5,6 мкФ. Таким образом осуществляется как маркировка импортных конденсаторов, так и конденсаторов отечественного производства. Отличаются по способу записи только планарные керамические приборы. Из-за их малого размера используют специальные цветовые коды, значение которых можно сравнивать с таблицами, которые приводятся в технических характеристиках каждого такого элемента. Приводить их в этой статье бесполезно, так как каждый производитель использует свои способы цветовой кодировки.
На приборах такого типа обычно ставится цифровой вид записи величины емкости. Например, маркировка 214 будет соответствовать значению 210 000 пикофарад (210 нФ и 0,21 мкФ). При значении 211 - 210 пФ, при 210 - 21 пФ. Кроме величины емкости на керамических конденсаторах указывают значение допускаемого отклонения. Этот параметр маркируют либо в числовом виде в процентах (например, ±5%, 20%), либо литерой латинского алфавита. Как исключение попадаются конденсаторы, в которых допуск закодирован русской буквой. Например, если на приборе нанесена маркировка М75С, то это означает, что значение емкости будет 0,075 мкФ, а допуск составит ±10%. Чаще всего в аппаратуре бытового назначения применяют конденсаторы, допуск которых составляет H, M, J, K. Эти символы всегда наносятся после значения номинальной емкости прибора. Например, 25nK, 120nM, 450nJ. Таблицы расшифровки значений допускаемых отклонений приводятся в техническом описании каждого конденсатора.
