Конденсаторы являются второй, по распространенности и степени использования, после резисторов, деталью в электронных схемах. Действительно, в любом электронном устройстве, будь то мультивибратор на 2 транзисторах или материнская плата компьютера, во всех них находят применение эти радиоэлементы.
Конденсатор обладает свойством накапливать заряд и впоследствии отдавать его. Простейший конденсатор представляет собой 2 пластины, разделенные тонким слоем диэлектрика. Емкостное сопротивление конденсатора зависит от его емкости и частоты тока. Конденсатор проводит переменный ток и не пропускает постоянный. Емкость конденсатора тем больше, чем больше площадь пластин (обкладок) конденсатора, и тем больше, чем тоньше слой диэлектрика между ними.
Устройство простейшего конденсатора
Емкости параллельно соединенных конденсаторов складываются. Емкости последовательно соединенных конденсаторов считаются по формуле, приведенной на рисунке ниже:
Формулы соединение конденсаторов
Конденсаторы бывают как постоянной, так и переменной емкости. Последние так и называются и сокращенно пишутся КПЕ (конденсатор переменной емкости). Конденсаторы постоянной емкости бывают как полярные, так и неполярные. На рисунке ниже изображено схематическое изображение полярного конденсатора:
Полярный конденсатор изображение на схеме
К полярным относятся электролитические конденсаторы. Выпускаются также танталовые конденсаторы, которые отличаются от алюминиевых электролитических, более высокой стабильностью, но и стоят дороже. Электролитические конденсаторы подвержены, по сравнению с неполярными более быстрому старению. Полярные конденсаторы имеют положительный и отрицательный электроды, плюс и минус.
Фото электролитический конденсатор
У советских электролитических конденсаторов полярность обозначалась на корпусе знаком плюс у положительного электрода. У импортных конденсаторов обозначается отрицательный электрод знаком минус. При нарушении режимов работы электролитических конденсаторов они могут вздуться и даже взорваться. У электролитических конденсаторов во избежания взрыва, делают при их изготовлении специальные насечки на крышке корпуса:
Фото конденсатора с насечками
Также электролитические конденсаторы могут взорваться, если на них по ошибке подать напряжение выше того, на которое они были рассчитаны. На фото электролитического конденсатора приведенного выше, видно надпись 33 мкФ х 100 В., это означает его емкость, равную 33 микрофарад и допустимое напряжение до 100 вольт. Неполярный конденсатор на схемах обозначается следующим образом:
Неполярный конденсатор изображение на схеме
На фото ниже изображены пленочный и керамический конденсаторы:
Плёночный
Керамический
Конденсаторы различают по виду диэлектрика. Существуют конденсаторы с твердым, жидким и газообразным диэлектриком. С твердым диэлектриком это: бумажные, пленочные, керамические, слюдяные. Также существуют электролитические, о которых уже было рассказано выше и оксидно-полупроводниковые конденсаторы. Эти конденсаторы отличаются от всех остальных большой удельной емкостью. Многие, думаю, встречали на импортных конденсаторах такое цифровое обозначение:
Расшифровка цифровой маркировки конденсаторов
На рисунке выше видно, как можно посчитать номинал такого конденсатора. Например, если на конденсаторе нанесена маркировка 332, то это означает, что он имеет емкость 3300 пикофарад или 3.3 нанофарад. Ниже приведена таблица, сверяясь с которой можно легко посчитать номинал любого конденсатора с такой маркировкой:
Ёмкость 10 нанофарад (0.01 мкФ)
Конденсаторы с номинальным значением до 100 пикофорад маркируются буквой П или латинской P, например:
1пФ - 1П0 или 1Р0
1,5 пФ - 1П5 или 1Р5
15 пФ - 15П или 15 Р
15,2 пФ - 15П2
Конденсаторы с номинальным значением от 100 пикофарад до 0,1микроофарад маркируются в нанофарадах буквой Н или латинской n, например:
100 пФ (0,1нФ) - Н10 или n10
150 пФ(0,15 нФ)- Н15
1000 пФ(1нФ) - 1Н0 или 1n0
1500 пФ(1,5 нФ)- 1Н5
0,01 мкФ (10 нФ) - 10Н или 10n
0,068 мкФ (68 пФ) - 68Н
Конденсаторы с номинальным значением от 0,1микрофарад и выше маркируются буквой М, например
0,1 мкФ - М10 (на некоторых видах конденсаторов такая емкость может обозначаться и в нанофарадах латинской буквой n, например 100 n=100 нФ=0,1 мкФ и т.д.)
0,15 мкФ - М15
0,22 мкФ - М22
1мкФ - 1М0
1,5 мкФ - 1М5
15 мкФ - 15М
150 мкФ - 150М
Примеры маркировки конденсаторов
Емкость от 0 до 9999 пФ может быть указана без обозначения единицы измерения:
22 = 22p = 22П = 22пФ
Если емкость меньше 10пФ, то обозначение может быть таким:
1R5 = 1П5 = 1,5пФ
Так же конденсаторы маркируют в нанофарадах (нФ), 1 нанофарад равен 1000пФ и микрофарадах (мкФ):
10n = 10Н = 10нФ = 0,01мкФ = 10000пФ
Н18 = 0,18нФ = 180пФ
1n0 = 1Н0 = 1нФ = 1000пФ
330Н = 330n = М33 = m33 = 330нФ = 0,33мкФ = 330000пФ
100Н = 100n = М10 = m10 = 100нФ = 0,1мкФ = 100000пФ
1Н5 = 1n5 = 1,5нФ = 1500пФ
22М = 22мкФ
4n7 = 4Н7 = 0,0047мкФ = 4700пФ
6М8 = 6,8мкФ
Маркировка числовым кодом
Если код трехзначный, то первые две цифры обозначают значение, третья – количество нулей, результат в пикофарадах.
Например: код 104, к первым двум цифрам приписываем четыре нуля, получаем 100000пФ = 100нФ = 0,1мкФ.
472 = 4700пФ
473 = 47000пФ
Если код четырехзначный, то первые три цифры обозначают значение, четвертая – количество нулей, результат тоже в пикофарадах.
4722 = 47200пФ = 47,2нФ
Существуют конденсаторы и в SMD исполнении, наиболее распространены в радиолюбительских конструкциях я думаю типы 0805 и 1206. Изображение неполярного SMD конденсатора можно видеть на рисунках ниже:
Фото SMD конденсатора
Далее показано фото электролитических SMD конденсаторов:
Промышленностью выпускаются и так называемые твердотельные конденсаторы. Внутри у них вместо электролита находится органический полимер. Переменные конденсаторы Как и резисторы, некоторые специальные конденсаторы могут изменять свою ёмкость, если это необходимо в процессе настройки. На рисунке изображено устройство конденсатора переменной емкости:
Рисунок как устроен переменный конденсатор
Регулируется емкость в переменных конденсаторах изменением площади параллельно расположенных пластин конденсатора. Делятся конденсаторы на переменные, которые имеют ручку для вращения вала, и подстроечные, которые имеют шлиц под отвертку, и также состоят из подвижной и не подвижной частей.
Фото переменный конденсатор На рисунке они обозначены как ротор и статор. Такие конденсаторы используются в радиоприемниках для настройки на нужную частоту радиовещания. Емкость таких конденсаторов обычно бывает небольшой и равняется единицам – максимум сотням пикофарад. Так обозначается на схемах конденсатор переменной емкости:
На следующем рисунке показан подстроечный конденсатор. Подстроечный конденсатор обозначается на схемах следующим образом:
Такие конденсаторы обычно регулируются только один раз при сборке и настройке радиоэлектронной аппаратуры.
Фото подстроечный конденсатор
На следующем рисунке изображено строение подстроечного конденсатора:
Емкость конденсатора измеряется в Фарадах. Но даже 1 Фарад, это очень большая емкость, поэтому для обозначения обычно используют миллионные доли Фарад, микрофарады, а также еще более мелкие, нанофарады и пикофарады. Перевести из микрофарад в пикофарады и обратно очень легко. 1 микрофарад равен 1000 нанофарад или 1000000 пикофарад. Конденсаторы, помимо прочего, применяются в колебательных контурах радиоприемников, в блоках питания для сглаживания пульсаций, а также в качестве разделительных в усилителях.
Проверка конденсаторов
Берем мультик и ставим его крутилку на прозвонку или на измерение сопротивления и щупами дотрагиваемся до выводов кондера. Так как у нас мультик на прозвонке и на измерении сопротивления вырабатывает постоянный ток, значит, в какой то момент времени ток будет течь, следовательно, в этот момент сопротивление кондера будет минимальным. Далее мы продолжаем держать щупы на выводах кондера и, сами того не понимая, заряжаем кондер. А пока мы его заряжаем, его сопротивление начинает также расти, пока не будет очень большое. Давайте глянем на практике, как все это выглядит.
Вот в этом момент мы только-только коснулись щупами выводов кондера.
Держим и видим, что сопротивление у нас растет
и пока не станет очень большим
Очень удобен в проверке кондеров аналоговый мультик, потому что можно без труда отслеживать плавное движение стрелки, чем мерцание цифр на цифровом мультик
Если же у нас при прикасании щупов к кондеру, мультик начинает пищать и показывать нулевое сопротивление, значит в кондере произошло короткое замыкание. А если у нас сразу же показывается единичка на мультике, значит внутри кондера произошел обрыв. Кондеры с такими эффектами считаются нерабочими и их можно смело выбрасывать в мусорку.
Неполярные кондеры проверяются проще. Ставим предел измерения на мультике на мегаОмы и касаемся щупами выводов кондера. Если сопротивление меньше 2 МегаОм, то скорее всего кондер неисправен.
Кондеры полярные и неполярные номиналом меньше чем, 0,25мкФ могут с помощью мультика проверяться только на КЗ. Чтобы проверить все таки их на работоспособность, нужен специальный прибор - LC - метр или универсальный R/L/C/Transistor-metr, но и некоторые мультиметры могут также измерять емкость кондеров, имея внутри себя такую функцию. Например мой мультиметр может без труда определить емкость кондера до 200 микроФарад. Имейте ввиду, что внутри мультиметра есть плавкий предохранитель. Если он перегорает, то некоторые функции мультиметра теряются. На моем мультике при перегорании внутреннего предохранителя у меня не работала функция измерения силы тока и измерение емкости кондеров.
В заключении хотелось бы рассказать еще об одном способе проверки кондера, но он действует только на кондеры большой емкости. Для этого способа используется замечательное свойство кондера - заряжаться и копить заряд. Заряжаем кондер, приличным напряжением, но не более чем написано на кондере, в течение пару секунд, и потом аккуратно замыкаем контакты кондеракакой нибудь железкой. Железка должна быть изолирована от рук, а то испытаете всю мощь разряда кондера на себе))). Должна появиться искра.