1.4.Последовательное и параллельное соединения резисторов

Если при конструировании какого-то устройства вдруг оказывается, что нет резистора с требуемым сопротивлением, но зато есть рези­сторы с другими сопротивлениями, то, соединяя их параллельно или последовательно, почти всегда можно получить необходимое сопротив­ление. Но для этого нужно произвести простой расчет. Он состоит в следующем. Если резисторы R1 и R2 соединяются последовательно (рис. 7), общее сопротивление R_общ. полученной цепи равно сумме сопротивлений соединяемых резисторов. Это правило справедливо для любого числа резисторов, т. е.

R_{общ.посл.} =R1+R2+R3+…+R_n.

Если резисторы соединяются параллельно, то складываются не со­противления, а электрические проводимости (величины, обратные со­противлениям, т. е. 1/R).

1/R_{общ. пар.}=1/R1+1/R2+1/R3+…+1/R_n.

Если параллельно включены два резистора с сопротивлениями R1 и R2, то в соответствии с этой формулой получим:

1/R_пар2=1/R1+1/R2=(R1+R2)/R1R2, откуда R_пар2=R1R2/(R1+R2).

При параллельном включении трех резисторов

1/R_пар3=1/R1+1/R2+1/R3=(R2 R3+ R1R3+R1R2)/R1R2 R3, т.е. R_пар3=R1R2R3/(R2 R3+R1 R3+ R1 R2) и т.д.

Из этих примеров видно, что если необходим резистор с большим сопротивлением, применяется последовательное соединение, а если с меньшим — параллельное. Например, если есть два резистора с сопротивлениями R1 = R2 =

=2 кОм, то при их последовательном соединении R_посл=4 кОм, а при параллельном R_пар =1 к0м.

2. Конденсаторы

2.1. Параметры конденсаторов

Основным параметром конденсатора является его номинальная емкость. измеряемая в фарадах (Ф), микрофарадах (мкФ) или пикофарадах (пФ). Допустимые отклонения емкости конденсатора от номинального значения указаны в стандартах и определяют класс его точности. Для конденсаторов, как и для резисторов, чаще всего используются три класса точности I (Е24), II (Е12) и III (Е6), соответствующие допускам ± 5 %, ± 10 % и ± 20 % .

По характеру изменения емкости конденсаторы бывают постоянной емкости (нерегулируемые), переменной (переменные и полупеременные или подстроечные) и саморегулируемые.

Номинальная емкость указывается на корпусе конденсатора. Для сокращения записи применяется специальное кодирование: пикофарады обозначаются буквой П, тысяча пикофарад (одна нанофарада) — Н, миллион пикофарад, или I микрофарада — М. Ниже в качестве примера приводятся кодированные обозначения конденсаторов и дается их расшифровка:

51П—51 пФ; 5П1 —5.1 пФ, Н1 — 100 пФ; 1Н — 1000 пФ; 1Н2 - 1200 пФ; 68Н—68000 пФ= 0,068 мкФ; 100 Н— 100 000 пф= 0.1 мк; МЗ - 300 000 пФ = =0,3 мкФ; ЗМ9 — 3,3 мкФ; 10 М— 10 мкФ.

2.2. Конденсаторы постоянной емкости

Конструкции конденсаторов постоянной емкости и материал, из которого они изготовляются, определяются их назначением и диапазоном рабочих частот. В связи с этим конденсаторы постоянной емкости дополнительно подразделяют на высокочастотные и низкочастотные.

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). Внешний вид некоторых типов этих конденсаторов показан на рис. 8.

Рис. 7. Последовательное (а) и параллельное (б) соединения резисторов

Рис. 8. Внешний вид конденсаторов постоянной емкости:

а – КД-1, КД-2, КДС; б – КДУ; в – опорные КДО-1, КДО-2; г – КЛС; д – трубчатые КТ-1, КТ-2; е – КТ-3; ж – опорные КО-1, КО-2; з – проходной КПТ; и - слюдяной КСО

Высокочастотные конденсаторы применяются в генераторах и усилителях

высокой и промежуточной частоты. Они изготовляются с номинальными емкостями от единиц пикофарад до десятков — сотен тысяч пикофарад.

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. Внешний вид некоторых типов таких конденсаторов показан на рис. 9.

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) (рис. 10).

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.

На рис. 11 изображен трубчатый керамический конденсатор. На внутреннюю и внешнюю стороны керамической трубки нанесены металлические пленки (обычно серебряные), которые являются обкладками конденсатора, а трубка служит диэлектриком.

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 (рис. 12). 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 (рис. 13). 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).

Рис. 9. Внешний вид бумажных и электролитических конден­саторов:

1— резиновый изолятор, 2 — корпус, 3 -- вывод, 4— стеклянный изолятор, 5 — контактный лепесток, 6 — эпоксидный компаунд

Рис. 10.Устройство слюдяного конденсатора:

а – схема сборки; б – собранный пакет (1 – слюдяные пластины, 2 – фольга, 3 – выводы)