Розділ техніки безпеки, Класифікація конденсаторів і міри безпеки при роботі з ними, Міри безпеки при експлуатації і сервісному обслуговуванні приладу - Мікроконтролерний вимірювач ємності конденсаторів

Класифікація конденсаторів і міри безпеки при роботі з ними

Залежно від призначення і конструктивною виконання випускають конденсатори: постійної ємності, напівзмінні (підлаштовочні), змінної ємності.

Найважливіші характеристики, конструкція і область застосування конденсаторів в основному визначаються діелектриком, що розділяє його обкладання. Ця особливість враховується при класифікації конденсаторів.

Класифікація конденсаторів. Система класифікації і позначення конденсаторів складається з чотирьох елементів. Першим елементом є одна або дві букви (К - конденсатор постійної ємності, КП - конденсатор змінної ємності, КТ - конденсатор підлаштовочний); другим - подальші цифри, які на тип діелектрика в конденсаторі і групу по робочій напрузі. Наприклад, число 10 означає, що конденсатор керамічний, призначений для роботи при напругах до 1600 В; 22 - склокерамічний, 23 - склоемалевий, 40 - паперовий, на напругу до 1600 В з фольговими обкладаннями. Третім елементом є буква, яка вказує призначення конденсатора в кожній даній групі: Ч - для роботи в ланцюгах змінного струму (для конденсаторів паперових); У - для роботи в ланцюгах постійного і змінного струму в імпульсних режимах (для паперових конденсаторів з металізованими обкладаннями) і т. д. В якості четвертого елемента використовують цифри, що позначають різновид конденсаторів кожного типу. Іноді третій або четвертий елемент опускається в позначенні конденсатора. Приклад позначення: К22У-1 - конденсатор постійної ємності із склокерамічним діелектриком, може бути використаний в ланцюгах постійного і змінного струму, імпульсних режимах, перший варіант виконання.

Параметри конденсаторів. Основними параметрами конденсаторів є: номінальна ємність, допустиме відхилення від номінальної ємності, номінальна напруга, температурний коефіцієнт ємності (ТКЄ), тангенс кута втрат, опір ізоляції між виводами або струм витоку.

Ємність конденсатора вимірюють у фарадах. Оскільки для практичного застосування ця величина дуже велика, користуються частковими одиницями вимірювання - мікрофарадою (мкФ), нанофарадою (нф) або пікофарадою (пф): 1 мкФ=10-6 Ф; 1 нФ=10-9 Ф = 10-3 мкФ = 1000 пФ; 1 пФ=10-12 Ф = 10-6 мкФ.

Ємність конденсатора залежить від ряду чинників: температури навколишнього середовища, часу зберігання і ін. Номінальна ємність конденсатора вказується при його маркуванні і може відрізнятися від фактично виміряної. Допустиме відхилення від значення номінальної ємності виражається у відсотках. Конденсатори з невеликим відхиленням ємності, що допускається, від номінального значення застосовуються в каскадах високої частоти, де потрібна підвищена точність настройки контурів і міжконтурних і міжкаскадних зв'язків. Конденсатори з великим відхиленням, що допускається, застосовуються в блокувальних і розв'язуючих ланцюгах.

Номінальна напруга конденсатора - це напруга, при якій він може надійно працювати тривалий час, зберігаючи основні параметри. Робоча напруга конденсатора повинна бути нижчим номінального.

Опором ізоляції конденсатора називають опір, що чиниться конденсатором постійному струму. Його визначають, поділивши величину постійної напруги, прикладеної до конденсатора, на величину сталого струму витоку. Для електролітичних конденсаторів іноді нормується і перевіряється замість опору ізоляції струм витоку.

Температурним коефіцієнтом ємності конденсатора оцінюється відносна зміна ємності конденсатора при зміні його температури на 1°С. Залежно від типу конденсатора ТКЕ може бути позитивним або негативним, тобто ємність конденсатора при зміні температури збільшується або зменшується.

Тангенс кута втрат характеризує діелектричні втрати в конденсаторі при проходженні через нього змінного струму.

Маркування конденсаторів. На конденсаторах досить великих габаритних розмірів вказують тип, номінальну напругу, номінальну ємність, допустиме відхилення у відсотках від номінального значення ємності і температурний коефіцієнт ємності. На деяких конденсаторах вказується ТКЕ шляхом забарвлення конденсатора в певний колір або кольоровими мітками.

На малогабаритних конденсаторах звичайно тип не указують, а номінальні позначення ємності і допустимі відхилення від них відзначають спеціальним кодом. Таке кодове позначення складається з числа, що визначає номінальне значення ємності і двох букв, одна з яких позначає одиницю вимірювання ємності (табл. 7.1), а інша - допустиме відхилення її від номінального значення (табл. 7.2).

Таблиця 7.1 Маркування номінальних значень ємностей конденсаторів

Одиниця вимірювання	Скорочене позначення одиниць вимірювання	Межі номінальних ємностей	Приклад повного забезпечення	Приклад скороченого позначення
Пікофарада	ПФ	До 100	1,5 пФ	1П5
Нанофарада	НФ	Від 0,1 до 100	100 пФ	Н10
150 пФ	Н15
1500 пФ	1Н5
0,015 мкФ	15Н
Мікрофарада	МкФ	Від 0,1 і вище	0,1 мкФ	М10
0,15 мкФ	М15
1,5 мкФ	1М5
15 мкФ	15М
150 мкФ	150М

Таблиця 7.2

Кодовані позначення відхилень ємностей конденсаторів, що допускаються. Відхилення, що допускається, від номінального значення, %

Допустиме відхилення від номінального значення, %

±1

±2

±5

±10

±20

±30

±50-10

+50 -20

+80 -20

±100

Кодоване позначення

Примітка. На конденсаторах з ємністю менше 10 пФ відхилення, що допускається ±0,4 пФ кодується буквою X.

Буква, що позначає одиницю вимірювання, ставиться як би замість коми десяткового числа, вказуючого номінальне значення ємності.

Розглянемо основні типи конденсаторів, вживані в радіоапаратурі, та області їх використання.

Електролітичні конденсатори призначені для роботи в ланцюгах постійного струму. Ці конденсатори мають полярність. Позитивний полюс джерела живлення завжди повинен підключатися до позитивного виводу конденсатора. Якщо полярність не дотримана, оксидний шар пропускає великий струм і руйнується. Конденсатор нагрівається і в результаті виходить з ладу. Існують неполярні типи електролітичних конденсаторів. Вони в побутовій радіоапаратурі використовуються дуже рідко.

Рис. 7.1 Електролітичні конденсатори

Електролітичні конденсатори випускають ємністю від десятих часток мікрофаради до тисяч мікрофарад і робочою напругою від 3 до 500 В.

У побутовій радіоапаратурі використовують електролітичні конденсатори типів К50-3, К50-7, К50-16 (див. рис. 7.1).

Конденсатори К50-6 розраховані на номінальну напругу постійного струму від 6 до 160 В і мають ємність від 1 до 1000 мкФ з допустимим відхиленням від номінального значення від - 20 до +80 %. Конденсатори мають три конструктивні варіанти: I і II варіанти мають дротяні виводи для друкованого монтажу, III - пелюсткові виводи. При монтажі останні кріпляться за допомогою хомута.

Електролітичні конденсатори К50-7 використовують при напругах до 450 В, а їх номінальні значення ємностей від 5 до 200 мкФ. Конструктивно ці конденсатори відрізняються від конденсаторів К50-6 можливістю кріплення їх на шасі апаратури за допомогою гайки. Для запобігання вибуху конденсатора при скупченні усередині нього газу, в конденсаторі є клапан, що є гумовою пробкою діаметром 4,3 мм, вставлену в отвір в дні корпусу.

Електролітичні конденсатори К50-12 - модернізований варіант конденсаторів К50-3, що раніше випускалися, але з меншими габаритними розмірами. Номінальні ємності цих конденсаторів - від 1 до 5000 мкФ при номінальних напругах від 12 до 350 В. Залежно від розмірів і типономіналів випускаються декілька їх видів: з осьовими різноспрямованими і однонаправленими виводами.

Паперові конденсатори використовуються в ланцюгах, де не вимагається великої стабільності ємності. Вони застосовуються як блокувальні, розв'язуючі, розділові і фільтруючі елементи в різних ланцюгах з постійною і змінною напругами. Як пластини конденсатора використовується тонка алюмінієва фольга, а діелектриком служить спеціальний конденсаторний папір.

По конструктивному виконанню (рис. 7.2) паперові конденсатори можна розділити на дві основні групи. До першої відносяться конденсатори циліндрової форми: БМ (паперовий малогабаритний), БМТ (паперовий малогабаритний теплостійкий), КБГМ, КБГІ (що герметизуються), К40Л-2, К40П-3, К40У-9, К40-13 і Інші, до другої - конденсатори прямокутної форми: КБГ-МП, КБГ-МН, К40У-5.

Рис. 7.2 Паперові і металопаперові конденсатори

Конденсатори БМ і БМТ укладені в алюмінієві циліндрові корпуси, які з торців залиті епоксидною смолою (БМ) або ущільнені гумовою шайбою (БМТ). Конденсатори випускаються в чотирьох модифікаціях: БМ-1, БМТ-1, БМ-2, БМТ-2. Перші дві модифікації мають вкладні контактні вузли, розраховані на роботу при напругах від 10 В і вище за номінальну напругу, а дві інші - паяні контактні вузли і призначені для роботи без обмеження нижньої межі робочої напруги. Номінальна напруга постійного струму для конденсаторів БМ і БМТ - від 150 до 600 В, а номінальна ємність - від 1000 пФ до 0,25 мкФ.

Конденсатори КБГ виконані з різними формами корпусів циліндрів: циліндровими (КБГ-І, КБГ-М) і прямокутними (КБГ-МН, КБГ-МП). Останні два типи конденсаторів можуть мати в одному корпусі по дві або три рівні секції, сполучені між собою послідовно, з виводами, сполученим з корпусом, і виводом від кожної секції. Виводи проходять через скляні або керамічні ізолятори.

Конденсатори КБГ призначені для роботи при напругах не нижче 10 В в ланцюгах постійного і змінного струмів і в імпульсному режимі і випускаються трьох класів точності з номінальними ємностями від 2 до 10 мкФ.

Конденсатори К40П-1 і К40П-2 - малогабаритні паперові, опресовані пластмасою, циліндрової форми з осьовими виводами. У конденсаторів К40П-2 номінальна ємність від 470 пФ до 0,02 мкФ з номінальною напругою 600 В і від 0,002 мкФ до 0,22 мкФ з номінальною напругою 400 В. У конденсаторів К40П-2 номінальна ємність від 1000 пФ до 0,047 мкФ при номінальній напрузі 400 В.

Паперові конденсатори К40-13 циліндрової форми є сучасними конденсаторами і можуть замінити конденсатори типів БМ, БМТ, К40П-1. Вони випускаються на номінальні напруги 200, 400, 600 В і номінальні ємності від 0,01 до 1,0 мкФ трьох класів точності.

Конденсатори з паперовим діелектриком К40У-9 також мають циліндрову форму. Шкала їх номінальних ємностей від 470 пФ до 1,0 мкФ. Конденсатори мають два класи точності: ±10 і ±20%.

Металопаперові конденсатори. Як пластини використовується тонкий шар металу, нанесений на папір методом випаровування у вакуумі.

Рис. 1.3 Плівкові і керамічні конденсатори

Ці конденсатори застосовуються в тих же ланцюгах, в яких застосовуються і паперові, і випускаються наступних видів: МБГ (металопаперові, що герметизуються), МБГТ (металопаперові теплостійкі, що герметизуються), МБГО (метало паперові, що герметизуються з одношаровим діелектриком), К42У-2 (досконаліші малогабаритні металопаперові конденсатори, що герметизуються, призначені для заміни конденсаторів типа МБМ).

Плівкові конденсатори мають як діелектрик матеріал з синтетичних плівок (полістирол) і випускаються двох типів: ПМ, ПМ-1 і ПМ-2. Конденсатори ПМ-1 відкритого типу, неущільнені, ПМ-2 з торців ущільнені текстолітовимі шайбами, залиті компаундами на основі епоксидної смоли і призначені для роботи в умовах підвищеної вогкості. На вигляд (рис.1.3) конденсатори нагадують конденсатори типа МБМ і розраховані на напругу до 60 В. Діапазон номінальних ємностей від 100 пФ до 0,01 мкФ.

Плівкові конденсатори К60-6 по конструкції аналогічні конденсаторам ПМ-1, але менших габаритних розмірів. Випускаються на номінальні напруги 35 В і 50 В, мають ємностей від 22 пФ до 0,1 мкФ.

Керамічні конденсатори виготовляються на основі тонких плівок (К10-7) або на напівпровідниковій основі (К10У-5). Конденсатори К10-7 залежно від номінальної напруги виготовляються двох видів: К10-7А (до 250 В) і К10-7В (до 25 В). Останні широко поширені в апаратурі на напівпровідникових елементах, їх номінальні ємності можуть бути від 22 пФ до 0,047 мкФ.

Склокерамічні конденсатори К22-5 є малогабаритними, широко застосовуються в транзисторних схемах в ланцюгах постійного і змінного струмів, а також в імпульсних режимах, використовуються в резонансних контурах, для зв'язку ємності і як шунтуючі ємності по високій частоті. Номінальна напруга конденсаторів 25 В, номінальна ємність від 75 пФ до 0,047 мкФ.

Підлаштовочні конденсатори застосовуються для точної установки ємностей коливальних контурів в ланцюгах високої частоти радіоприймальних пристроїв і звичайно підключаються паралельно основним контурним конденсаторам великої ємності.

Конструктивно підлаштовочні конденсатори складаються з нерухомого елементу 1 - статора і рухомого 2 - ротора (рис. 1.4). На цих елементах методом випалювання нанесені якнайтонші срібні обкладання у вигляді секторів. Як діелектрик між обкладаннями статора і ротора застосована слюда або кераміка. Ротор жорстко закріплений на осі і може повертатися за допомогою викрутки. При обертанні ротора змінюється взаємне розташування обкладань статора і ротора, що приводить до зміни ємності конденсатора.

Рис.7.4. Підлаштовочні конденсатори

1 - статор; 2 - ротор

Рис. 7.5. Блоки конденсаторів змінної ємності:

1 - ротор; 2 - статор; 3 - вісь; 4 - корпус; 5 - контактна пружина

Конденсатори змінної ємності (КПЕ) застосовуються для плавної перебудови коливальних вхідних і гетеродинних контурів в радіоприймальних пристроях. У них КПЕ використовується у вигляді двох - або трьохсекційних блоків. У стаціонарних і переносних моделях радіоприймальних пристроїв високих класів застосовуються блоки КПЕ з повітряним діелектриком, в переносній малогабаритній апаратурі - мініатюрні блоки КПЕ з твердим діелектриком між пластинами.

Конструктивно блок КПЕ складається з ротора 1, статора 2, осі 3, корпуси 4 і контактних пружин 5 (рис. 7.5). Ротор і статор є двома системами паралельних пластин. Положення системи пластин ротора можна змінювати поворотом осі. Ємності конденсатора при цьому змінюється залежно від кута повороту. Коли пластини повністю введені в зазори пластин статора, ємність конденсатора максимальна, при повністю виведених пластинах ротора - мінімальна.

У мініатюрних блоках КПЕ як діелектрик використовується наклеєна безпосередньо на пластини поліетиленова діелектрична плівка. Для підгонки ємностей секцій блоку КПЕ при регулюванні в крайніх пластинах секцій є шість - вісім прорізів. Підгинаючи трохи надрізані частини пластин, можна змінювати ємність кожної секції при даному положенні ротора.

У деяких типів блоків КПЕ (наприклад, КПТМ-4) на верхній кришці є по чотири підлаштовочні конденсатори ємністю від 1...3 до 8...12 пФ, які звичайно використовуються у вхідних і гетеродинних контурах.

Міри безпеки при експлуатації і сервісному обслуговуванні приладу

У проектному виробі не присутня небезпечне для життя напруга 220 В 50Гц. В блоках напруги не перевищують 5 В, що не є небезпечним. У блоці пристрою відбувається тепловиділення. Температура частин цих блоків не перевищує 50°С, що не представляє небезпеки для людини.

Корпус блоку живлення виконаний з діелектричного матеріалу. Шасі виконано з стеклотекстоліту. Клема заземлення шасі повинна бути виведена на корпус. До цієї клеми повинне бути підключене заземлення.

Блок живлення і вилка повинні відповідати ТУ на них, і не мати зламів і порушень в ізоляції.

Напруги і температури в інших блоках не представляють небезпеки і не вимагають особливих запобіжних заходів.

Слід дотримуватись правил техніки безпеки при роботі із конденсаторами великої ємності, особливо електролітичними які можуть зберігати накопичений розряд тривалий час і уразити людину короткочасним струмом його розрядження, тому необхідно уникати безпосереднього контакту органів тіла людини із виводами таких конденсаторів.

Класифікація конденсаторів і міри безпеки при роботі з ними

Міри безпеки при експлуатації і сервісному обслуговуванні приладу

Похожие статьи