Konsp_Lec_MKREA

11

Встречается также полное обозначение номинальных значений сопротивлений и допустимых отклонений. В этом случае номинальные значения, выраженные в омах, имеют только цифровую маркировку, в килоомах – цифровую маркировку с указанием единицы измерения «кОм», в мегомах – цифровую маркировку с указанием единицы измерения «МОм». Например, цифровой маркировкой 62 обозначают резистор с номинальным сопротивлением 62 Ом и т.д. Допустимые отклонения сопротивлений указывают непосредственно в процентах, например: ± 5%, ±10%, ±20% и т. д.

Система цветовой маркировки – обозначение номинальных значений сопротивлений и допустимых отклонений цветовым кодом (соответствуют рекомендации МЭК). Цветовая маркировка наносится в виде четырех или пяти цветных колец на резисторе. Вместо колец могут наноситься точки. Каждому цвету соответствует определенное цифровое значение. При этом у резисторов с четырьмя цветными кольцами первое и второе обозначают величину сопротивления в омах, третье кольцо – множитель для номинального значения сопротивления в омах, а четвертое – допустимое отклонение от номинального значения сопротивления. Если это отклонение составляет 20%, то четвертое кольцо отсутствует, т. е. код состоит из трех цветных колец. У резисторов с пятью цветными кольцами первые три кольца – это три цифры сопротивления в омах, четвертое кольцо – множитель для номинального значения сопротивления, а пятое кольцо – допустимое отклонение.

Маркировочные знаки располагаются слева направо ближе к одному из торцов резистора. Если размеры резистора не позволяют разместить маркировку ближе к одному из его торцов, площадь первого знака делается в 2 раза больше площади других знаков.

В некоторых случаях имеется ещё одно, шестое кольцо, которое указывает ТКС резистора.

12

Цветовая маркировка номинального сопротивления и допуска отечественных резисторов

Цветовая маркировка фирмы "PHILIPS"

Маркировка осуществляется 4, 5 или 6 цветными полосами, несущими информацию о номинале, допуске и температурном коэффициенте сопротивления (ТКС) соответственно. Дополнительную информацию несет цвет корпуса резистора и взаимное расположение полос.

13

Нестандартная цветовая маркировка

Помимо стандартной цветовой маркировки многие фирмы применяют нестандартную (внутрифирменную) маркировку. Нестандартная маркировка применяется для отличия, например, резисторов, изготовленных по стандартам

14

MIL, от стандартов промышленного и бытового назначения, указывает на огнестойкость и т.д.

Более полную информацию об основных параметрах резисторов можно получить из [1]. Информация о материалах, используемых в качестве резистивных элементов, подробно изложена в [2, 3]. Вопросы, связанные с расчётом сопротивления резисторов, выполненных в составе микромодулей (в составе микросхем или как часть печатной платы), в том числе физические

15

основы сопротивления, объёмное удельное сопротивление, поверхностное сопротивление, скин-эффект, подробно изложены в [4, 5].

Список литературы

1.Пашинцев П.О. Радіокомпоненти. Пасивні та активні, дискретні та інтегральні: підручник / П.О. Пашинцев, О.О. Адаменко; М-во оборони України – X.: Компанія СМІТ, 2007. – 540 с.

2.Справочник по электротехническим материалам: В 3 т. Т. 1 / Под ред. Ю.В. Корицкого и др. – 3-е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1986.

–368 с.: ил.

3.Справочник по электротехническим материалам: В 3 т. Т. 2 / Под ред. Ю.В. Корицкого и др. – 3-е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1987.

–464 с.: ил.

4.Кечиев Л.Н. Проектирование печатных плат для цифровой быстродействующей аппаратуры / Л.Н. Кечиев – М.: ООО «Группа ИДТ», 2007. – 616с.: ил. – (Библиотека ЭМС).

5.Мікроелектроніка. Елементи мікросхем. Збірник задач. Навч. посіб. / За ред. М. М. Прищепи. – К.: Вища шк., 2005. – 167 с.: іл.

16

Лекция 2. КОНДЕНСАТОРЫ

Конденсатор – это прибор для накопления энергии электрического поля с определённым значением ёмкости. Плоскопараллельный конденсатор состоит из двух электродов (обложек, пластин), разделённых диэлектриком, как показано ниже.

Ёмкость идеального конденсатора определяется соотношением

где C – ёмкость, Ф; Q – заряд, запасённый между пластинами, К ; U –

напряжение между пластинами, В.

Таким образом, значение ёмкости конденсатора описывается отношением величины запасённого заряда к разности потенциалов на электродах. Большая ёмкость означает возможность накопить больший заряд при малом напряжении.

В идеальном конденсаторе нет протекания постоянного тока между двумя электродами, которые разделены диэлектриком, но переменный ток через конденсатор протекает и его значение определяется из выражения

изменяется заряд, с; dU – изменение напряжения между электродами, В, dt – время, за которое изменяется напряжение, с.

Следовательно, электрическая ёмкость является мерой тока, протекающего через пару электродов, когда напряжение между ними

изменяется. И чем больше C , тем больше I при dUdt const (при постоянной

частоте изменения напряжения). Отсюда следует также, что реактивное сопротивление конденсатора уменьшается с увеличением частоты приложенного напряжения. Реактивное сопротивление конденсатора

17

x 1 , (2.3)

где – круговая частота, 2 f , рад/ с.

Если быть точным, то в действительности переменный ток через конденсатор не протекает. В том смысле, что движение электронов через слой диэлектрика отсутствует. Однако, при изменении потенциала на одной пластине конденсатора, на другой пластине индуцируется заряд противоположного знака. И при этом конденсатор при изменении напряжения ведёт себя так, как будто через него протекает ток.

Ёмкость плоскопараллельного конденсатора определяют по формуле

Диэлектрическая проницаемость материала связана с числом диполей и их размерами. Материал, состоящий из молекул с множеством диполей, например, вода, будет иметь высокую относительную диэлектрическую проницаемость (для воды r 80 ). И наоборот, материал с малым количеством

диполей, такой, как воздух, будет иметь низкую относительную

разделённые воздухом и расположенные на расстоянии 1 мм друг от друга

принять эту ёмкость равной 1 пФ.

Рассмотрим основные параметры конденсаторов.

18

1. Номинальное значение ёмкости конденсатора Cном . Измеряется в миллифарадах ( мФ 10 3 Ф), микрофарадах ( мкФ 10 6 Ф), нанофарадах ( нФ 10 9 Ф) и пикофарадах ( пФ 10 12 Ф). Номинальные значения ёмкости,

как правило, указывают на корпусе конденсатора.

Как и для резисторов, номинальные значения ёмкости конденсаторов выбираются из стандартных рядов. Причём, для конденсаторов с допустимым отклонением ёмкости больше 5 % используют ряды Е3, Е6, Е12, Е24, а при

допустимом отклонении меньше 5 % – ряды Е48, Е96 и Е192.

2. Удельная ёмкость конденсатора C0 . Характеризует соотношение

ёмкости конденсатора и толщины (или массы) диэлектрика C0 r 0 . При d

использовании понятия удельной ёмкости C C0 S . Чем больше удельная

ёмкость, тем больше, при одинаковых размерах электродов, ёмкость конденсатора.

3. Допустимое отклонение действительной ёмкости конденсатора от номинального значения. Это отклонение измеряется в процентах, оно нормировано и определяется классом точности. Допустимые отклонения, как правило, указывают на корпусе резистора.

4. Номинальное значение рабочего напряжения U ном – максимальное

напряжение, при котором конденсатор может работать длительное время без повреждения и изменения параметров. Это важный параметр, который, как правило, указывается на корпусе конденсатора.

Значение номинального рабочего напряжения зависит от конструкции конденсатора и физических свойств материалов, использованных при его изготовлении. Номинальное напряжение устанавливается с необходимым запасом по отношению к электрической прочности диэлектрика. Электрическая прочность диэлектрика зависит от вида электрического напряжения (постоянное, переменное или импульсное), от температуры и влажности окружающей среды, от площади обложек конденсатора, с увеличением которой увеличивается количество «слабых мест» диэлектрика, и от термина его эксплуатации. Соответсвенно от этих факторов зависит и значение номинального рабочего напряжения.

Номинальное рабочее напряжение конденсаторов многих типов уменьшается с ростом температуры окружающей среды, поскольку с ростом температуры, как правило, ускоряются процессы старения диэлектрика.

19

5. Температурный коэффициент ёмкости (ТКЕ) конденсатора.

Характеризует относительное изменение ёмкости конденсатора при изменении температуры окружающей среды на 1 C и выражается в процентах. ТКЕ

определяется не для всех типов конденсаторов, а лишь для тех, которые имеют сильно выраженную зависимость ёмкости от температуры.

6. Частотные свойства конденсатора. На высоких частотах любой конденсатор представляет собой последовательный колебательный контур с частотой резонанса, зависящей от ёмкости конденсатора и его собственной индуктивности LC

f0 2 1LC C .

На частотах f f0 конденсатор работает как катушка индуктивности. Поэтому максимальная рабочая частота обычно в 2-3 раза меньше резонансной.

7. Тангенс угла потерь конденсатора tg – отношение активной

мощности конденсатора к его реактивной мощности при синусоидальном напряжении определённой частоты. Активная мощность характеризует потери энергии в конденсаторе вследствие ненулевой проводимости диэлектрика, нагрева металлических элементов, контактов и т.д. Реактивная мощность конденсатора определяется выражением Pр U 2 C .

8. Добротность конденсатора QC – величина, обратная tg .

Классификация конденсаторов.

Классификация конденсаторов возможна по разным критериям. Основная классификация конденсаторов проводится по типу диэлектрика

в конденсаторе. Тип диэлектрика определяет сопротивление изоляции, стабильность ёмкости, величину потерь энергии и т.д.

По типу диэлектрика различают:

1.Конденсаторы вакуумные (обложки без диэлектрика находятся в вакууме).

2.Конденсаторы с газообразным диэлектриком.

3.Конденсаторы с жидким диэлектриком.

4.Конденсаторы с твёрдым неорганическим диэлектриком: стеклянные (стеклоэмалиевые, стеклокерамические, стеклоплёночные), слюдяные, керамические, тонкослойные из неорганических плёнок.

20