В зависимости от размеров конденсаторов применяются полные или сокращенные (кодированные) обозначения номинальных емкостей и их допускаемых отклонений:
Кодированное обозначение состоит из цифр, обозначающих номинальную емкость, и буквы, обозначающей единицу измерения емкости и указывающей положение запятой десятичной дроби. Буква кода из русского или латинского алфавита обозначает множитель, составляющий значение емкости, и определяет положение запятой десятичного знака. Буквы П(р), H(n), M(m), И(I), Ф(F) обозначают множители 10-12, 10 -9,10-6, 10-3 и 1 соответственно для емкости, выраженной в фарадах. Например, емкость 2,2 nФ обозначается 2П2 (2р2); 1500 nФ — 1Н5 (1n5); 0,1 мкФ — М1 (m1); 10 мкФ — 10М (10m); 1 фарада — 1ФО (1FO). Допускаемые отклонения емкости (в процентах или пикофарадах) указывают после номинального значения цифрами или кодом.
Цветовая маркировка применяется для маркировки номинальной емкости, допускаемого отклонения емкости, номинального напряжения до
63 В. Маркировку наносят в виде цветных точек или полосок в соответствии с таблицей 5.
Таблица 5.
| Цветовой код | Номинальная емкость, пФ | Допускаемое отклонение | Номинальное напряжение емкости (В) | |
| Первая и вторая цифры | Множитель | |||
| Черный | ±20% | |||
| Коричневый | ±1% | 6,3 | ||
| Красный | 102 | ±2% | ||
| Оранжевый | 103 | ±0,25 пФ | ||
| Желтый | 104 | ±0,5 пФ | ||
| Зеленый | 105 | ±5% | 25 или 20 | |
| Голубой | 106 | ±1% | 32 или 30 | |
| Фиолетовый | 107 | -20...+50% | ||
| Серый | 10-2 | -20...+80% | - | |
| Белый | 10-4 | ±10% | ||
| Серебряный | - | - | 2,5 | |
| Золотой | - | - | 1,6 |
Технологические процессы изготовления и конструкции конденсаторов могут быть разными, но среди них можно выделить некоторые типичные варианты, присущие многим типам независимо от их назначения и вида диэлектрика: пакетную, трубчатую, дисковую, литую секционированную, рулонную, резервуарную и многопластинчатую конструкции.
Пакетная конструкция присуща слюдяным, стеклоэмалевым, стеклокерамическим и некоторым типам керамических конденсаторов.
Пакет образован чередующимися слоями диэлектрика и обкладок, которые могут быть выполнены из металлической фольги или нанесены в виде пленок металла напылением или вжиганием. Пакетную конструкцию опрессовывают, герметизируют или покрывают влагозащитной эмалью.
Трубчатая конструкция присуща керамическим конденсаторам (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Трубчатая конструкция керамических конденсаторов.
а- с проволочными выводами; б – с ленточными выводами.
1 – проволочный вывод; 2 – поясок; 3 – эмаль; 4 – внутренняя обкладка;
5 – внешняя обкладка; 6 – керамическая труба; 7, 8 – ленточные выводы.
Обкладки конденсаторов (4, 5) образованы на внутренней и внешней поверхностях трубки 6 методом вжигания серебра в керамику. Конструкция трубчатых конденсаторов имеет влагостойкое цветное эмалевое покрытие. Цвет эмали определяет группу стабильности емкости конденсатора.
Рис. 2.2. Дисковая конструкция керамического конденсатора.
1 – проволочный вывод; 2 и 4 – верхняя и нижняя обкладки из серебра; 3 – припой; 5 – керамический диск.
Дисковая конструкция (рис. 2.2) характерна для некоторых типов постоянных и подстроечных керамических конденсаторов. В этом случае на керамическом диске 5 сверху и снизу образуют обкладки 2 и 4 конденсатора из вожженного серебра в виде полумесяца или круга. Конструкцию дискового конденсатора также покрывают цветной эмалью.
Рис. 2.3. Литая секционированная конструкция керамического
конденсатора.
1 – керамическая заготовка; 2 – место образования общей выводной
обкладки; 3 – прорезь для нанесения обкладок секции.
Литая секционированная конструкция (рис. 3) применяется для керамических конденсаторов. Минимальная толщина стенок составляет 100 мкм, а воздушный зазор 3 между ними 130 – 150 мкм. Обкладки наносят на поверхности стенок методом окунания в серебряную пасту, которую потом вжигают в керамику.
Рис. 2.4. Рулонная конструкция бумажного конденсатора.
а – намотка секции; б – устройство конденсатора.
1 – бумага; 2 – фольга; 3 – изолятор; 4 – крышка; 5 – корпус;
6 – картонная прокладка; 7 – оберточная бумага; 8 – секция
конденсатора.
Рулонная конструкция (рис. 2.4)характерна для бумажных пленочных и электролитических конденсаторов сухого типа. В этом случае для бумажных и пленочных конденсаторов одновременно свертывают фольговые обкладки 2, разделенные бумагой или пленкой. Толщина бумаги берется не более 5 мкм, толщина пленки – 10 – 20 мкм, толщина обкладок из алюминия – 8 мкм. Для металлобумажных и металлопленочных конденсаторов обкладки выполняют нанесением тонкого слоя (сотые доли мкм) на поверхность ленты диэлектрика. В электролитических конденсаторах между двумя обкладками (оксидированной и неоксидированной) прокладывают ленту из бумаги или бязи, пропитанной электролитом, которую сворачивают в рулон одновременно с обкладками. Роль диэлектрика выполняет окисная пленка алюминия (относительная диэлектрическая проницаемость 10) или тантала (относительная диэлектрическая проницаемость 25) толщиной в сотые доли – единицы микрона. Такая толщина диэлектрика обеспечивает электролитическим конденсаторам повышенную удельную емкость. Электролит выполняет роль второй обкладки.
Резервуарная конструкция (рис. 2.5) характерна для жидкостных электро литических конденсаторов. В стальном герметизированном корпусе 10 цилиндрической формы расположен объемно-пористый анод 7 конденсатора, помещенный в электролит 6 из серной кислоты. Для защиты от ее действия внутренние стенки корпуса покрыты серебром. Выводы конденсатора сделаны от цилиндра анода (плюс) и от нижнего торца корпуса (минус).
Рис. 2.5. Резервуарная конструкция жидкостного электролитического
конденсатора.
1 – металлизация, 2, 3 – уплотняющая прокладка, 4 – положительный вывод, 5 – прокладка. 6 – электролит, 7 – объемо-пористый анод, 9 – отрицательный вывод, 10 – корпус.
Применение объемно-пористого анода, получаемого спеканием порошка окиси тантала, резко увеличивает эффективную площадь анода, что позволяет получить большие емкости конденсаторов при малых объемах. Использование серной кислоты в качестве электролита снижает сопротивление конденсатора, что улучшает температурные и частотные зависимости его емкости, но ограничивает предел рабочих напряжений.
Рис. 2.6. Многопластинчатая конструкция переменного конденсатора.
1- гребенка ротора, 2 – ось, 3 – подшипник, 4 – корпус, 5 – пластина статора, 6 – токосъемник, 7 – валик крепления, 8 – подпятник, 9 - планка крепления. 10, 11 – пластины ротора.
Многопластинчатая конструкция (рис. 2.6) применяется для воздушных конденсаторов переменной емкости. Вращением оси изменяют взаимное положение роторных и статорных пластин в пределах угла поворота от 0 до 180о, следовательно, площадь их перекрытия и емкость конденсатора.
Закон изменения емкости в зависимости от угла поворота определяется формой роторных пластин, реже – статорных.
Высокочастотные конденсаторы имеют малые паразитную индуктивность и потери в диэлектрике. К ним относятся керамические (рис. 2.7), слюдяные, стеклоэмалевые (рис. 2.8), стеклокерамические и стеклянные конденсаторы. Они обладают высокой стабильностью (порядка 10-5 1/о С), высокой точностью (до ±2%), малыми габаритами и массами, достаточной температуростойкостью.
Основное применение высокочастотные конденсаторы находят в схемах генераторов и усилителей высокой и промежуточной частоты. Номинальная емкость конденсаторов в этом диапазоне частот обычно составляет десятки – сотни пикофарад.
Рис. 2.7. Конструкции керамических конденсаторов.
Рис. 2.8. Конструкции слюдяных и стеклоэмалевых конденсаторов.
В цепях постоянного, переменного и пульсирующего токов низкой частоты применяют конденсаторы с большими значениями номинальных емкостей в качестве разделительных, блокировочных, фильтровых. Они могут использоваться как в низковольтных, так и высоковольтных цепях. К таким конденсаторам относятся бумажные, металлобумажные электролитические, а также некоторые из пленочных конденсаторов (рис. 2.9, рис. 2.10, рис. 2.11).
Рис. 2.9. Конструкции бумажных и металлобумажных конденсаторов.
Бумажные конденсаторы обладают высокой удельной емкостью, они
температуростойки и дешевы в изготовлении. Основные их недостатки – повышенные потери и относительно низкая стабильность. В бумажных и металлобумажных конденсаторах в качестве диэлектрика применяют бумагу толщиной 5 – 20 мкм, а в качестве обкладок – ленту из фольги или металллизированную бумагу.
Рис. 2.10. Конструкции пленочных конденсаторов.
В пленочных конденсаторах используются в качестве диэлектрика пленки и лаки из полистирола, фторопласта, лавсана. Толщина пленки составляет обычно десятки микрон. Обкладки конденсаторов изготавливаются из фольги толщиной 10 мкм, либо напыляют на диэлектрик. Лакопленочные конденсаторы обладают малыми размерами и массами при значительной емкости, однако, рабочие напряжения их ограничены.
Рис. 2.11. Конструкции электролитических конденсаторов.
Электролитические конденсаторы обладают большой удельной емкостью, при небольших объемах. К недостаткам конденсаторов этой группы относятся нестабильность параметров, зависимость емкости от низких температур, резко ограниченный диапазон частот, униполярность. Поэтому эти конденсаторы используют в основном как фильтровые, реже как блокировочные. По типу диэлектрика и электролита их разделяют на алюминевые, танталовые, оксиднополупроводниковые. В качестве диэлектрика используются оксидные пленки алюминия и тантала, в качестве электролитов – концентрированные растворы кислот, щелочей и твердый электролит (моноокись марганца).