Основные параметры конденсаторов - раздел Философия, КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ По дисциплине ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ И НАДЕЖНОСТЬ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ Конденсаторы Постоянной Емкости Характеризуются Такими Параметрами, Как Номин...
Конденсаторы постоянной емкости характеризуются такими параметрами, как номинальной емкостью, электрической прочностью, реактивной мощностью, качеством изоляции, потерями, коэффициентом абсорбции, индуктивностью, стабильностью, надежностью.
1)Номинальная величина емкости.
Номинальная емкость типовых конденсаторов постоянной емкости (кроме электролитических, бумажных и пленочных) установлена ГОСТ 2.728-74. Численные значения номинальных емкостей (в пФ, нФ, мкФ) определяются рядами предпочтительных чисел Е6, Е12, и Е24 для допускаемых отклонений ±20%, ±10%, ±5%.
Кратные и дольные значения емкостей получаются путем умножения или деления чисел этих рядов на 10.
Емкость электролитических конденсаторов (в мкФ) определяется рядом 1, 2, 5, 10, 20 и т.д.; емкость бумажных (в мкФ) – рядом 0,1; 0,25; 1; 2; 4; 6; 8; 10; 20; 40 и т.д.
Допускаемые отклонения фактической емкости от номинальной для конденсаторов постоянной емкости установлены ГОСТ 9661-73. Наиболее употребительными являются конденсаторы с допускаемым отклонением ±5%, ±10%, ±20%. Для прецизионных конденсаторов установлены меньшие пределы допускаемых отклонений; для конденсаторов, к точности которых не предъявляются строгих требований, например электролитических, до .
Для оценки размеров различных конденсаторов их емкость относят к единице объема и называют это удельной емкостью. Наибольшей емкостью обладают электролитические конденсаторы, наименьшей – воздушные.
Номинальное напряжение – максимальное напряжение , при котором конденсатор может работать в заданном диапазоне температур в течение гарантированного срока службы. Под номинальным напряжением обычно понимают или напряжение постоянного тока, или амплитудное значение переменного тока, или напряжение импульса. При работе конденсатора под более высоким напряжением понижается надежность и сокращается срок службы.
Испытательное напряжение – максимальное напряжение, при котором конденсатор может находиться, не пробиваясь, небольшой промежуток времени – от нескольких секунд до нескольких минут.
Пробивное напряжение – минимальное напряжение, при котором происходит пробой диэлектрика. Пробивное напряжение зависит от температуры, рода тока и его частоты, степени непрерывной работы.
3) Реактивная мощность.
При наличии на конденсаторе больших напряжений высокой частоты, например свыше 1000В, может произойти перегрев диэлектрика и разрушение конденсатора. «Нагрузочную» способность конденсатора в таких случаях характеризуют реактивной мощностью
Pr = UI sin φ.
У большинства конденсаторов угол сдвига фаз между током и напряжением φ близок к 900, поэтому sin φ =1 и
Pr ≈ UI =U 2ωС
После преобразований
,
где Um – в вольтах; Pp - в вольтамперах; f - в мегагерцах; C - в пикофарадах.
В маломощной ЭУ конденсаторы почти всегда работают при небольших переменных напряжениях, поэтому для них реактивная мощность не является характерным параметром.
4) Качество изоляции.
Качество изоляции можно оценить по величине:
-сопротивления;
-приведенного сопротивления, определяемого произведением величины сопротивления на емкость (МОм × мкФ = сек);
-тока утечки (для конденсаторов малой емкости).
5) Потери.
Потери в маломощных конденсаторах в основном вызываются замедленной поляризацией и проводимостью диэлектрика; потери в обкладках и выводах таких конденсатор достаточно малы, и ими обычно пренебрегают.
Потери в конденсаторах понижают добротность колебательных контуров и создают дополнительные фазовые сдвиги в электрических цепях, влияют на величину емкости и на стабильность конденсатора.
Потери в конденсаторах можно оценить по величине добротностиили тангенса угла потерь.
Добротность определяется отношением реактивной мощности к полным потерям в конденсаторе
Qc = Pr / Pa ,
где Pa – полные потери энергии в диэлектрике конденсатора, включающие потери в диэлектрике и потери в металлических обкладках.
Тангенс угла потерь определяется
tg δC = 1/ QC
В общем случае зависимость tg δC от температуры имеет вид, показанный на рисунке. Максимум величины tg δC в левой части обусловлен дипольными потерями, а ее увеличение в правой части – потерями от ионной проводимости. Рост значения tg δC характерен для всех неполярных и полярных диэлектриков, тогда как максимум может иметь место только в случае полярных диэлектриков, имеющих дипольную или дипольно-радикальную поляризацию, а также для сегнетоэлектриков.
С повышением частоты растут потери в металлических частях конструкции конденсаторов tg δМ . общий характер зависимости tg δC от частоты
показан на рисунке. Частота, соответствующая минимуму tg δC:
где r - сопротивление, эквивалентное потерям в металлических частях;
R - сопротивление, эквивалентное потерям в диэлектрике;
С - емкость конденсатора.
6) Абсорбция.
При кратковременном к.з. заряженного конденсатора напряжение на нем спадает до нуля, но после размыкания может восстановиться до некоторого значения. Это явление, называемое абсорбцией, может в высоковольтных конденсаторах создать опасное напряжение, а в низковольтных – вызвать ложные срабатывания импульсных схем, блокировку усилительных приборов и т.п. Проявляется абсорбция обычно у конденсаторов с многослойным диэлектриком.
Абсорбция объясняется тем, что емкость такого конденсатора может рассматриваться состоящей из двух частей – основной С’ и дополнительной С”, связанной с наличием объемных зарядов на неоднородностях и поверхностях раздела (рисунок); сопротивление r’ имитирует скорость разряда емкости С”.
При кратковременном замыкании конденсатора полностью разрядиться успевает лишь емкость С’. После размыкания происходит перераспределение зарядов, сохранившихся на С”’, которое и восстанавливает напряжение на С’. Этот процесс оценивают коэффициентом абсорбции kа, представляющим отношение восстановившегося (например, через 3 мин) напряжения к первоначальному. Величина kа колеблется от 0,01 (для пленочных конденсаторов) до 5-6 (для электролитических конденсаторов).
7) Собственная индуктивность.
Помимо емкости конденсатор обладает также индуктивностью, которая слагается из индуктивности самого конденсатора (рабочего элемента) и индуктивности внешних и внутренних соединительных проводников. Индуктивность самого конденсатора зависит от размеров рабочего элемента, его расположения относительно металлического корпуса и способа соединения выводов с обкладками. Чем меньше размеры конденсатора и чем короче и толще выводы и внутренние соединительные проводники, тем меньше собственная индуктивность.
Присутствие индуктивности увеличивает эквивалентную емкость, приводит к сильной зависимости ее от частоты и вызывает появление резонансных явлений в конденсаторе.
Так как индуктивное сопротивление частично компенсирует емкостное, то полное сопротивление конденсатора уменьшается. Что эквивалентно увеличению емкости. Из сравнения полных сопротивлений реального и эквивалентного конденсаторов Z = 1/ωCэ и Zр ≈ 1/ ωC - ωL получаем:
На рисунке изображена схема замещения конденсатора. При резонансе, т.е. на частоте f0 = 1/2π√LC, сопротивление этой цепи минимально и равно активному сопротивлению потерь. На других частотах полное сопротивление конденсатора больше и имеет реактивный характер: на более низких частотах – емкостный, а на более высоких – индуктивный.
ДОНБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ... Паэранд Ю Э...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Основные параметры конденсаторов
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Эксплуатационные требования
Качество выполнения электронным устройством основных функций, для которых оно предназначено, определяется основными техническими параметрами, указанными в соответствующих документах (
Конструкторско-технологические требования
Защита от воздействия внешних факторов (влага, температура, вибрация и удары, микроорганизмы и др.) необходима не только для обеспечения нормальной работы ЭУ при эксплуатации, но и пр
Экономические требования
Экономичность конструкции в значительной степени закладывается на этапе разработки и определяется затратами на разработку, производство и эксплуатацию.
По уровню затрат времени и средств Э
Работа трансформатора в режиме холостого хода
При работе трансформатора в режиме холостого хода вторичная обмотка его разомкнута, а первичная потребляет из питающей сети относительно небольшой ток холостого хода. В этом случае приложенное к эт
Работа трансформатора под нагрузкой
При включении нагрузки во вторичную обмотку трансформатора в ней появится ток I2 , который создает намагничивающую силу этой обмотки
Согласующие трансформаторы
Трансформаторы применяются в различных усилительных и измерительных устройствах для согласования электрических сигналов. По месту расположения в схеме трансформаторы согласования делятся на вход
Надежность.
Около четвертой части всех отказов ЭА происходит из-за отказов резисторов. Это объясняется тем, что резисторы составляют около половины общего числа элементов схем ЭА.
Статистика отказов с
Система условных обозначений и маркировка резисторов
В соответствии с действующей системой сокращенных и полных условных обозначений сокращенное условное обозначение, присваиваемое резисторам, должно состоять из следующих элементов:
Резисторы постоянного сопротивления
А) Углеродистые резисторы(тип С1) –резисторы поверхностного типа, проводящим элементом которых является пиролитический углерод.
Пленку пиролитического угл
Резисторы переменного сопротивления
Подгонка или периодическая регулировка некоторых параметров электрической цепи осуществляется с помощью резисторов переменного сопротивления. Например, резистор переменного сопротивления должен с з
Надежность
Современные конденсаторы характеризуютcя следующими средними значениями интенсивности отказов для конденсаторов постоянной емкости от 1,0×10-6 1/ч до 4×10-6 1/ч и
Постоянной емкости
Конденсаторы разделяются на различные группы.
По назначению - общего назначения, специального назначения.
По характеру изменения емкости
Конденсаторы с твердым неорганическим диэлектриком
А) Слюдяные конденсаторы.
Слюдяные конденсаторы представляют собой конструкции, состоящие из металлических обкладок и слюдяных пластин, выполняющих ро
Конденсаторы с твердым органическим диэлектриком
А) Бумажные конденсаторы (например, типа КБГ)
Бумажные конденсаторы состоят из двух длинных полос алюминиевой или свинцово-оловянной фольги, разделенн
Электролитические конденсаторы
Электролитические конденсаторы отличаются высокой удельной емкостью, обусловленной использованием в качестве диэлектрика тонкой оксидной пленки, образованной из вентильного металла электродов (алюм
Резонаторы
Необходимость применения вместо широко используемых колебательных контуров с электрическими индуктивностями и конденсаторами пьезоэлектрических и механических резонаторов вызвана тем, что с их помо
Пьезотрансформаторы
В конструкциях преобразования энергии, устройства питания источников света широко используются классические электромагнитные трансформаторы. Создание миниатюрного электромагнитного трансформатора с
Фильтры
Частотным фильтром называется устройство (четырехполюсник), обладающее различной величиной затухания для разных
Сравнение аналоговых фильтров с цифровыми.
С распространением цифровой техники аналоговые фильтры активно вытеснялись цифровыми фильтрами, однако существуют приложения, в которых использование цифровых фильтров нецелесообразно.
Паразитные связи на печатных платах
Паразитные связи на печатных платах возникают вследствие наличия паразитной емкости С и паразитной взаимоиндуктивности М между печатными прово
Механическая обработка печатных плат
Механическая обработка печатных плат включает:
-раскрой листового материала на полосы
-получение заготовок ПП;
-выполнение фиксирующих технологических, переходных и монта
Установка навесных изделий на печатной плате
Размещение навесных элементов на печатной плате согласовывается с конструктивными требованиями на печатный узел, блок и прибор в целом. При расположении элементов необходимо предусматривать необход
Способы охлаждения электронных устройств
В процессе переноса тепловой энергии в аппаратуре участвуют все три механизма теплопередачи
В зависимости от конкретных режимов работы и условий эксплуатации относительный вклад каждого из
Предварительный выбор системы охлаждения
Предварительный выбор системы охлаждения производится на ранней стадии конструирования. Для этого используются графики, характеризующие области целесообразного применения различных способов охлажде
Охлаждающие устройства современных компьютеров
Производители компьютеров ограничивают рабочую температуру процессоров: компания Intel - +66…780С, AMD - +85…900C. Считается, что при температуре в помещении +230C
Защита с помощью изоляционных материалов
Защита с помощью изоляционных материалов применяется для изделий или его частей наиболее уязвимых для влаги.
В настоящее время известны следующие способы защиты: пропитка, заливка, обволак
Защита электронных устройств от механических воздействий
Механические воздействия на электронные устройства в общем случае имеют случайный характер. Для упрощения расчетов при оценке влияния реальных воздействий используют упрощенные модели, называемые
Понятие, основные термины и определения
Надежностью называют свойство системы сохранять величины выходных параметров в пределах установленных норм при заданных режимах и условиях в течение требуемого интерв
Показатели надежности
6.2.1 Показатели безотказности.
Вероятность безотказной работы.
Под вероятностью безотказной работы (ВБР) элеме
Оценка надежности по внезапным эксплуатационным отказам
Внезапные эксплуатационные отказы (ВЭО) представляют собой внезапные отказы полноценной по надежности электронной системы, возникающие в период нормальной эксплуатации, когда приработка устройства
Оценка надежности по износовым отказам
Износовые отказы и отказы старения (ИСО) представляют частный случай постепенных отказов, вызванных процессами электрического и механического износа и старения и появляются в третий период эксплуат
Оценка надежности по приработочным отказам
Приработочные отказы (ПРО) представляют внезапные отказы, возникающие в период приработки, предшествующий периоду нормальной эксплуатации.
ПРО возникают вследствие
- ошибок, допущ
Способы обнаружения неисправностей
В связи с тем, что основное время ремонта составляет поиск неисправностей, рассмотрим способы их обнаружения. Следует отметить, что в общем случае выбор способа обнаружения неисправности определяет
Способы обеспечения ремонтопригодности
Ремонтопригодность в общем случае определяется применением стандартных и унифицированных сменных составных частей, ограничением их номенклатуры, легкосъемностью, взаимозаменяемостью, отсутствием сл
Методы анализа производственных погрешностей
Для анализа производственных погрешностей используется два основных метода: статистический и расчетно-аналитический.
Статистический
Статистический метод анализа производственных погрешностей.
Статистический метод можно разделить на ряд действий:
1) собственно наблюдения изучаемого узла (измерение параметров, определение свойств и т.п.);
2) группировка полученного при н
Экспериментальный метод.
При использовании этого метода данные получаются по результатам эксперимента. Сущность метода вытекает из рассмотрения уравнения погрешности выходного параметра
Расчетный метод.
Метод частных производных. Этот метод предполагает наличие аналитического выражения, связывающего выходной параметр с производственными погрешностями. Разложив уравнение (4) в ряд
Точность и устойчивость технологических процессов
Оценка точности ТП основывается на определении погрешности соответствующих параметров, а точнее характера его распределения, которое наиболее полно может быть представлено в виде кривой распределен
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
.
,
Абсорбция объясняется тем, что емкость такого конденсатора может рассматриваться состоящей из двух частей – основной С’ и дополнительной С”, связанной с наличием объемных зарядов на неоднородностях и поверхностях раздела (рисунок); сопротивление r’ имитирует скорость разряда емкости С”.
Новости и инфо для студентов