Определение типов и параметров конденсаторов

Цель работы

1 Получить практические навыки определения типов и электрических параметров конденсаторов согласно маркировке на корпусе.

2 Ознакомится с конструкцией и видами маркировки различных конденсаторов.

Оборудование:

1. образцы конденсаторов;

2. линейка измерительная;

3. микрометр.

Общие указания

При выполнении работы необходимо руководствоваться общими правилами техники безопасности при работе в лаборатории.

Краткие теоретические сведения

Для выполнения лабораторной работы следует повторить материал соответствующей лекции.

К основным параметрам конденсаторов относятся следующие: номинальная ёмкость конденсаторов, допустимое отклонение ёмкости от номинальной (допуск), номинальное напряжение, тангенс угла потерь, температурный коэффициент ёмкости, собственная индуктивность и электрическое сопротивление изоляции конденсатора.

Номинальная ёмкость – ёмкость, которую должен иметь конденсатор в соответствии с нормативной документацией (ГОСТ или ТУ). Значение номинальной ёмкости всех типов конденсаторов постоянной ёмкости устанавливается стандартом в виде рядов.

Допуск – допускаемое отклонение ёмкости от номинальной, характеризует точность значений ёмкости, но не более чем на допускаемое отклонение, выраженное в %.

Значение допустимых отклонений от номинальной ёмкости и их кодированное обозначение приведены в таблице 13.

Таблица 13

Допуск, %	Код	Допуск, %	Код	Допуск, %	Код
±0.001	E-	±1	F(Р)	-10…+30	Q(-)
±0.002	L-	±2	G(Л)	-10…+50	T(Э)
±0.005	R-	±5	J(И)	-10…+100	V(Ю)
±0.01	P-	±10	K(С)	-20…+50	S(Б)
±0.02	U-	±20	M(В)	-20…+80	Z(А)
±0.05	X-	±30	N(Ф)	+100	-(Я)
±0.1	B(Ж)
±0.25	C(У)
±0.5	D(Д)

Номинальное напряжение – значение напряжения, обозначенного на конденсаторе (или указанного в документации), при котором он может работать в заданных условиях в течении срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах. Значение номинальных напряжений конденсаторов постоянной ёмкости и их кодированное обозначение установлены нормативной документацией и приведены в таблице 14

Таблица 14

Номинальное напряжение, В	Код	Номинальное напряжение, В	Код	Номинальное напряжение, В	Код
1.0	I	20	F	125	P
1.6	P	25	G	160	Q
2.5	M	32	H	200	Z
3.2	A	40	S	250	W
4.0	C	50	J	315	X
6.3	B	63	K	350	T
10	D	80	L	400	Y
16	E	100	N	450	U
				500	V

Тангенс угла потерь tgδ. Потери энергии в конденсаторе определяются потерями в диэлектрике и обкладках. При протекании переменного тока через конденсатор векторы тока и напряжения сдвинуты на угол δ, называемый углом диэлектрических потерь, дополняющий до 90 угол сдвига фаз. Значение tgδ приводится в технических условиях на конденсаторы. tgδ измеряется в широких пределах в основном в зависимости от материала диэлектрика конденсатора. Чем больше добротность конденсатора, тем меньше потери в нём. Наличие потерь энергии в диэлектрике и обкладках конденсатора приводит к тому, что конденсатор нагревается при пропускании через него переменного тока.

Температурный коэффициент ёмкости (ТКЕ) показывает изменение ёмкости конденсатора при изменении температуры окружающего воздуха на 1 С. Слюдяные, керамические и некоторые плёночные конденсаторы в зависимости от температурной стабильности разделяет на группы, каждая из которых характеризуется своим ТКЕ. Нормативная документация устанавливает следующие группы по ТКЕ, приведённые в таблице 15, и их кодированные обозначения.

Таблица 15

Обозначение группы ТКЕ	Номинальные значения ТКЕ (х10 1/С )	Код	Обозначение группы ТКЕ	Номинальные значения ТКЕ (х10 1/С )	Код
М33	-33	Y	П100	+100	A
М47	-47	M	П60	+60	G
М75	-75	L	П33	+33	N
М150	-150	P	МП0	0	C
М220	-220	R	Н10	±10	B
М330	-330	S	Н20	±20	Z
М470	-470	T	Н30	±30	D
М750	-750	U	Н50	±50	X
М1500	-1500	V	Н70	±70	E
М2200	-2200	K	Н90	±90	F
М3300	-3300	Y

Собственная индуктивность конденсатора – определяется конструкцией выводов и обкладок. Наибольшей индуктивностью обладают конденсаторы с длинными изогнутыми выводами и длинными обкладками, свёрнутыми в спираль. Наименьшая индуктивность будет у конденсаторов с короткими прямолинейными выводами и обкладками. На высоких частотах такой конденсатор можно рассматривать как последовательный колебательный контур, образуемый ёмкостью С, собственной индуктивностью Lc и сопротивлением потерь Rп.

fp= ,

при частоте f>fp сопротивление конденсатора имеет индуктивный характер, а при f<fp – ёмкостной. Поэтому каждый конденсатор можно использовать при частоте в 2-3 раза меньшей, чем собственная резонансная частота fp.

Электрическое сопротивление изоляции конденсатора – зависит от удельного объёмного и поверхностного сопротивлений диэлектрика, а также от его размеров. Значительные токи утечки, которые появляются при малом сопротивлении изоляции, могут привести к нарушению параметров схемы. Значение сопротивления изоляции уменьшается при повышении температуры и влажности. Для защиты от внешних факторов некоторые конденсаторы имеют герметизированные корпуса.

Полное обозначение конденсатора состоит из сокращённого обозначения типа конденсатора, значения основных параметров конденсатора и документа на поставку.

Сокращенное обозначение типа конденсатора содержит 3 элемента.

Первый элемент обозначает подкласс конденсатора:

К - конденсатор постоянной ёмкости;

КТ - конденсатор подстроечный;

КП - конденсатор переменной ёмкости;

Второй элемент-число, обозначающее группу конденсатора по диэлектрику (таблица 16)

Третий элемент - порядковый номер разработки конкретного типа конденсатора.

Таблица 16

Подкласс конденсатора	Обозначение группы	Группа конденсаторов
Конденсаторы постоянной емкости
К	10 15 21 22 26 31.32 40.41 42 50 51 52 53 60 61 71 72 73 75 76 77 78	Керамический, U<1600В Керамический, U>1600В Стеклянный Стеклокерамический Тонкоплёночный Слюдяные Бумажные фольговые Бумажные металлизированные Оксидно-электролитические алюминевые Оксидно-электролитические танталовые и др. Объёмно- пористые Оксидно – полупроводниковые Воздушные Вакуумные Полистирольные Фторопластовые Полиэтелентерефтальные Комбинированные Лакоплёночные Поликарбонатные Полипропиленовые
Конденсаторы подстроечной емкости
КТ	1	Вакуумные
	2	Воздушные

Продолжение табл. 16

	3 4	С газообразным диэлектриком С твёрдым диэлектриком
Конденсаторы переменной емкости
КП	1 2 3 4	Вакуумные Воздушные С газообразным диэлектриком С твёрдым диэлектриком

В конструкторской документации параметры конденсаторов указываются в следующей последовательности:

-обозначение подкласса и группы;

-конструктивное исполнение;

-номинальное напряжение для бумажных, электрических и плёночных конденсаторов или группа по ТКЕ для керамических и слюдяных конденсаторов;

-номинальная ёмкость;

-допуск;

-обозначение климатического исполнения;

-обозначение документа на поставку;

-дата изготовления

Пример: К75-10-25ОВ-0,47мкФ 5%-В-…ТУ - комбинированный конденсатор постоянной ёмкости с порядковым номером разработки 10 на номинальное напряжение 250В, номинальной ёмкостью 0,47 мкФ и допустимым отклонением 5%, всеклиматического исполнения (В), поставляемого по …ТУ.

Порядок выполнения работы

1 Ознакомиться с предложенными образцами конденсаторов.

2 Указать характер изменения ёмкости и предположительный тип конденсатора.

3 Определить основные параметры конденсатора согласно маркировке:

-номинальное значение ёмкости;

-допуск (таблица 13);

-рабочее напряжение (таблица 14);

-ТКЕ (таблица 15);

-дата изготовления (таблица 17);

4 Указать вид диэлектрика (таблица 16);

5 Результаты исследования записать в таблицу 18.

Таблица 17

Год	Обозначение	Год	Обозначение	Год	Обозначение
1983	R	1984	S	1985	T
1986	U	1987	V	1988	W
1989	X	1990	A	1991	B
1992	C	1993	D	1994	E
1995	F	1996	H	1997	J
1998	K	1999	L	2000	M
2001	N	2002	P	2003	R
2004	S	2005	T	2006	U
2007	V	2008	W	2009	X

Таблица 18

Тип конден-сатора, выпускаемого промышленностью	Номинальное значение ёмкости, мкФ	Допуск, %	Рабочее напряжение, В	Группа по ТКЕ	Вид диэлектрика	Дата изготовления

Содержание отчёта

1 Отчёт выполнения по установленной форме.

2 В выводах по работе определить группу конденсатора диэлектрическому материалу и конструктивному исполнению.

Контрольные вопросы

1 Перечислить основные параметры конденсаторов и их физический смысл.

2 Классификация конденсаторов.

3 Конструктивное выполнение конденсаторов постоянной, переменной ёмкости; подстроечные.

Библиографический список

1. Журавлева Л.В. Электроматериаловедение: учеб. пособие / Л.В. Журавлева. - М.: Академия, 2002. 312 с.

2. Боробулин В.Н. Электротехнические и конструкционные материалы: учеб. пособие / В.Н. Боробулин, А.С. Воробьев, В.М. Матюнин. – М.: «Академия», 2008. 280 с.

3. Ярочкина Г.В. Радиоэлектронная аппаратура и приборы, монтаж и регулировка: учеб. пособие / Г.В. Ярочкина. – М.: Профобразование издат, 2002. 240 с.

4. Петров К.С. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника: учеб. пособие / К.С. Петров. – М.; СПб.: Питер, 2006. 522 с

5. РадиоЛекторий – портал лекций по техническим специальностям: – Электрон. дан. – Режим доступа: http://www.radioforall.ru

Приложение

20

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

Естественно – технический колледж

О

10

30

тчет по лабораторной работе

_ _________________________________________________________

(название работы)

__________________________________________________________

(дисциплина, МДК)

Выполнил: студент ______________ группы _________

Принял: преподаватель ___________________________

Воронеж 20_____ г.

20

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

для лабораторных работ по дисциплине «Материаловедение, электрорадиоматериалы и радиокомпоненты» (для студентов специальности 210413 «Радиоаппаратостроение»), по МДК «Техническое обслуживание и ремонт компьютерных систем и комплексов» (для студентов специальности 230113 «Компьютерные системы и комплексы») и по МДК «Основы изготовления биотехнической аппаратуры и систем» (для студентов специальности 201001 «Биотехнические и медицинские аппараты и системы») очной формы обучения

Составитель:

Доровская Татьяна Николаевна

В авторской редакции

Компьютерный набор В.В. Тымчук

Подписано к изданию 11.09.2013

Уч.- изд. л. 4.1

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный

технический университет»