2.2.4 Характеристика и использование некоторых типов конденсаторов постоянной емкости

Тип диэлектрика и конструкция играют важную роль при использовании конденсаторов.

Полиэтилентерефталатные конденсаторы (К73) имеют очень малую абсорбцию и малые утечки. Поэтому их выгодно использовать как интегрирующие конденсаторы в ЦАП, таймерах, генераторах малых частот.

Полистирольные (К71) и фторопластовые (К72) конденсаторы также имеют малые утечки. Кроме того, их свойства очень мало изменяются с частотой. Поэтому такие конденсаторы используют в контурах, где важную роль играет стабильность параметров.

Бумажные конденсаторы (К40…К42) имеют большую реактивную мощность. Поэтому их широко используют для защиты от индустриальных помех, как искрогасящие и пусковые.

Комбинированные конденсаторы (К75) имеют большое пробивное напряжение и широко используются в цепях с высоким напряжением.

Оксидные конденсаторы (К50…К53) имеют большую удельную емкость. Поэтому их выгодно использовать в сглаживающих фильтрах блоков питания. При этом танталовые конденсаторы (К51) имеют лучшие частотные свойства.

Следует отметить, что оксидно-алюминиевые конденсаторы со временем теряют свою емкость из-за высыхания электролита. С этой точки зрения более эффективны оксидно-танталовые, оксидно-ниобиевые и оксидно-полупроводниковые конденсаторы.

Керамические конденсаторы обладают малой индуктивностью. Их применяют в первую очередь как блокирующие и высокочастотные конденсаторы. В последнем случае их используют для термокомпенсации, фиксированной настройке контуров.

3. Переменные конденсаторы

Переменный конденсатор это такой конденсатора, емкость которого может изменяться механически в любое время в определенных пределах многократно.

Такие конденсаторы широко применяются для оперативной перестройки резонансных контуров. Изменение емкости переменных конденсаторов с механическим управлением достигается изменением площади его обкладок или изменением зазора между обкладками. Последний способ применяется крайне редко. Наибольшее распространение получили конденсаторы переменной емкости (КПЕ) с воздушным диэлектриком, у которых группа параллельных пластин (ротор) перемещается между пластинами другой группы (статор) путем поворота пластин ротора.

Переменные конденсаторы классифицируются по следующим признакам:

• по виду диэлектрикаони бывают с твердым и газообразным диэлектриком;

• по закону изменения емкостиони бывают:прямоемкостные– изменение емкости прямо пропорционально углу поворота ротора;прямочастотные – изменение частоты резонансного контура прямо пропорционально углу поворота ротора;прямоволновые – изменение длины волны резонансного контура прямо пропорционально углу поворота ротора;логарифмические– изменение логарифма емкости прямо пропорционально углу поворота ротора. Закон изменения емкости определяется назначением конденсатора. Прямочастотные конденсаторы имееют равномерное изменение частоты по диапазону, а прямоволновые – равномерное изменение длины волны. Логарифмический конденсатор характеризуется постоянством относительного изменения частоты или емкости для одинаковых углов поворота ротора для постоянной точности отсчета.

• по величине емкости и диапазону перестраиваемых частот;

• по форме электродовони бываютпластинчатыми; цилиндрическими испиральными;

• по числу секцийконденсаторы делятся наодносекционныеимногосекционные;

• по углу поворота переменные конденсаторы делятся на конденсаторы:с нормальным углом поворота(около 180⁰), с расширенным углом поворота (более180⁰) и уменьшенным углом поворота (менее180⁰).

Переменные конденсаторы характеризуются следующими параметрами:

1. Минимальная емкость– это минимально достижимая емкость конденсатора;

2. Максимальная емкость– это максимально достижимая емкость конденсатора;

3. Переменная емкость– это разность между максимальной и минимальной емкостью конденсатора;

4. Номинальное напряжение– этот параметр соответствует подобному параметру для постоянных конденсаторов;

5. Температурный коэффициент емкости- этот параметр соответствует подобному параметру для постоянных конденсаторов;

6. Момент вращения– характеризует механические усилия, необходимые для поворота ротора конденсатора.

Стабильность параметров переменных конденсаторов в значительной степени определяется действием температуры и механических факторов, а также конструкции и точности сборки конденсатора. Так ТКЕ зависит от используемых материалов, конструкции и качества сборки конденсатора. Увеличение площади рабочей пластины и ее толщины увеличивает ТКЕ, а увеличение рабочего зазора снижает ТКЕ. Реально ТКЕ переменных конденсаторов лежит в диапазоне (5…500)·10^-6К^-1.

Габариты и масса переменных конденсаторов в основном определяется диэлектрической проницаемостью диэлектрика, площадью пластин и рабочим зазором. Для уменьшения габаритов применяются вместо воздушных диэлектриков диэлектрики с диэлектрической проницаемостью больше 1 и повышенной электрической прочностью.

Конденсаторы переменной емкости состоят из корпуса, ротора, статора, подшипников и токосъемников. Статор конденсаторов переменной емкости, как правило, выполняется изолированным от корпуса конденсатора. Ротор соединяется с корпусом при помощи токосъемников. В многосекционных конденсатора ДВ, СВ и КВ диапазонов секции ротора располагаются на одной металлической оси. Для области метровых и ультракоротких волн для уменьшения паразитной связи между секциями ротора ось изготавливают из керамики.

Упрощенная конструкция конденсатора переменной емкости с воздушным зазором приведена на рис.2.5. Для подгонки емкости отдельных секций конденсатора крайние пластины ротора и статора делают разрезными.

Система обозначений переменных конденсаторов соответствует принятой для постоянных конденсаторов, которая описана в разделе 2.2.2, и состоит из двух буквКП (конденсатор переменный), цифры, обозначающей тип диэлектрика согласно табл.2.4, и числа, обозначающего порядковый номер разработки конденсатора.

Например: КП2-13 3,0/150– конденсатор переменный с воздушным диэлектриком, порядковый номер разработки 13,минимальная емкость 3 пФ, максимальная емкость 150 пФ.

До действующей системы обозначений переменные конденсаторы обозначались набором от двух до четырех букв, которые отражали тип диэлектрика и его конструктивные особенности.

Например: КПВМ–2– конденсатор переменный воздушный малогабаритный, номер разработки 2.