Электролитические конденсаторы
Электролитические конденсаторы
В электролитических конденсаторах имеются две обкладки. В качестве одной, называемой анодом, служит фольга или таблетка, а в качестве другой, называемой катодом, — жидкий электролит или твердый полупроводник, диэлектриком — оксидная тонкая пленка, электрохимически создаваемая на аноде.
Преимущество электролитических конденсаторов перед конденсаторами с другими диэлектриками состоит в их большой удельной емкости, недостаток — в значительном ее снижении при низкой температуре и увеличении тока утечки при высокой температуре.
Электролитические конденсаторы разделяют на
- полярные, работающие только в цепях с постоянным или пульсирующим напряжением,
- неполярные, используемые в цепях переменного тока.
Полярные конденсаторы работоспособны при условии, что на их положительный электрод (анод) подается положительный потенциал источника. Если полярность подключения источника нарушается, возможен пробой и выход из строя конденсатора (иногда сопровождаемый взрывом). Электролитические конденсаторы выпускают с большим интервалом емкости (от десятых долей до десятков тысяч микрофарад) и напряжением от 3 до 500 В.
По конструкции, виду обкладок и диэлектрика различают три типа электролитических конденсаторов:
- алюминиевые (сухие), обкладки которых изготовляют из алюминиевой фольги, а диэлектрик — из бумажных или тканевых прокладок, пропитанных электролитом;
- танталовые (жидкие) с таблеточным танталовым анодом, поверхность которого покрыта оксидной пленкой диэлектрика, и с жидким . электролитом в качестве катода;
- оксидно-полупроводниковые (твердые) е таблеточным танталовым или алюминиевым анодом и нанесенной пленкой диэлектрика. Электролитом служит полупроводник (двуоксид марганца), наносимый на оксидную пленку анода.
Краткая характеристика некоторых из наиболее современных электролитических конденсаторов приведена ниже.Конденсаторы К50-6 , представляющие серию малогабаритных алюминиевых конденсаторов, предназначены для широковещательной аппаратуры (транзисторных приемников, телевизоров и др.), с, проволочными выводами — для схем с печатным монтажом.
Конденсаторы больших размеров (емкостью 1000, 2000, 4000 мкФ с номинальным напряжением 10; 15; 25 В) используются для работы в цепях постоянного и пульсирующего тока, имеют лепестковые выводы и крепятся к корпусу с помощью хомута.
Неполярные конденсаторы К50-6 применяют в цепях со знакопеременным напряжением, причем это напряжение должно быть значительно ниже номинального. Номинальные емкости и напряжения конденсаторов К50-6 приведены в табл. 25.
|
Номинальное напряжение, В
|
Номинальная емкость. мкФ
|
|
6
|
50; 100; 200; 500
|
|
10
|
10; 20; 50; 100; 200; 500; 1000; 2000; 4000
|
|
15
|
1; 5; 10; 20; 30; 50; 100; 200; 500; 1000; 2000; 4000
|
|
25
50 100
|
1; 5; 10; 20; 50; 100; 200; 500; 1000; 2000; 4000 1; 2; 5; 10; 20; 50; 100; 200 1; 2; 5; 10; 20
|
|
160
|
1; 2; 5; 10
|
|
15*
|
5; 10; 20; 50
|
|
25*
|
10
|
* Неполярные конденсаторы.
Действительные емкости конденсаторов К50-6 при нормальных условиях (температуре +25 °С) могут отличаться от номинальных на — 20-+80%. При работе конденсаторов в цепях пульсирующего тока частотой 50 Гц амплитуда напряжения переменной составляющей не должна превышать значений, указанных в табл. 26, а сумма амплитуды и постоянной составляющей напряжения — номинального напряжения. Ток утечки (мкА) конденсаторов К50-6 в нормальных условиях Iут=0,05 С U+3, где С — номинальная емкость, мкФ; U — номинальное напряжение, В. Эти~конденсаторы выпускают с диапазоном рабочих температур от — 10 до +70С. Срок их службы 5000 ч.
Таблица 26
|
Пределы номинальных емкостей,
МКФ
|
Номинальное напряжение, В
|
Амплитуда переменной составляющей, % Uaou
|
Пределы номинальных емкостей, мкФ
|
Номинальное напряжение, В
|
Амплитуда переменное составляющей, % Uном
|
|
50—200
|
6
|
|
2000
|
10 И 15
|
|
|
10—100 1—50
|
10 15
|
25
|
500—1000 50—200
|
25
50
|
15
|
|
1—20
|
25
|
|
1—5
|
100
|
|
|
500
|
6
|
|
|
|
|
|
200—1000
|
10
|
|
2000
|
25
|
|
|
100—1000
|
15
|
20
|
10—20
|
100
|
10
|
|
50—200
|
25
|
|
1—10
|
160
|
|
|
1—20
|
50
|
|
4000
|
10—25
|
5
|
Конденсаторы К50-7 дополняют серию малогабаритных алюминиевых конденсаторов в интервале напряжений от 160 до 450 В и емкостей от 5 до 500 мкФ. Значения номинального и амплитудного напряжений и емкости конденсаторов К50-7 приведены в табл. 27.
|
Номинальное напряжение, В
|
Амплитудное напряжение, В
|
Номинальная емкость, мкФ
|
|
50
|
58
|
100+300*; 300+300
|
|
160
|
185
|
20; 50; 100; 200; 500
|
|
250
|
290
|
10; 20; 50; 100; 200; 100+100; 150+150
|
|
300
|
345
|
5; 10; 20; 50; 100; 200; 50+50; 100+ 100
|
|
350
|
400
|
5; 10; 20; 50; 100; 20+20; ЪО+50; 30+
|
|
|
|
+ 150
|
|
450
|
495
|
5; 10; 20; 50; 100; 10+10; 20+20; 50+, +50
|
* Рассчитаны на две емкости.
Конденсаторы К50-7 выпускают с допустимыми отклонениями действительной емкости от номинальной на — 20-+80%. При их использовании в цепях с частотой рыше 50 Гц амплитуда напряжения переменной составляющей должна уменьшаться, как и у всех электролитических конденсаторов, обратно пропорционально частоте. Значения амплитуды напряжения переменной составляющей пульсирующего тока Um~ частотой 50 Гц, при которой могут быть использованы конденсаторы, приведены в табл. 28.
Во избежание перегрева конденсаторов амплитуда напряжения переменной составляющей не должна превышать напряжения по» — стоянного тока. Ток утечки (мкА) этих конденсаторов Iут = 0,05СU+ +30. Тангенс угла потерь конденсаторов с номинальным напряжением 50 В может быть до 0,25, с напряжением 160 — 450В — до 0,15. Срок службы К50-7 — 5000 ч.
Конденсаторы К50-12 (см. рис. 7), отличающиеся от рассмотренных меньшими габаритными размерами, выпускают 67 типономи-налов емкостью от 1 до 5000 мкФ и напряжением от 6 до 450 В Их используют для работы в цепях постоянного и пульсирующего токов в диапазоне рабочих температур, от — 20 до +70 °С. Срок службы 5000 ч, а хранения 5 лет.
Конденсаторы К50-14, используемые в цепях постоянного и пульсирующего токов в диапазоне рабочих температур от — 10 до + 85 °С, выполняют в виде многосекционных блоков, в которых в одном корпусе содержится несколько емкостей. Анодная лента таких конденсаторов разделена на четыре отрезка (каждый с отдельным выводом). Выводы анодов равномерно распределены по торцу секции. Катод в секции конденсатора — обший. Номинальные емкости и напряжения конденсаторов К50-14 приведены в табл. 29. Действительные емкости могут отличаться от номинальных на — 20 -ь +50%.
Таблица 28
|
Номинальная емхость, мкФ
|
Номинальное напряжение, В
|
Амплитуда переменной составляющей % Uном
|
Номинальная емкость, мкФ
|
Номинальное напряжение, В
|
Амплитуда переменной составляющей, % UНО||
|
|
5
|
300
350
450
|
20
15
15
|
200
|
160
250
300
|
15
10
7
|
|
10
|
250
300
350
450
|
20
20
15
15
|
500
|
160
|
10
|
|
10+10
|
450
|
10
|
|||
|
20
|
160
250
300
350
450
|
20
20
15
10
10
|
|||
|
20+20
|
350
450
|
10
5
|
|||
|
30+150
|
350
|
5
|
|||
|
50
|
160
250
300
350
450
|
20
15
10
5
5
|
|
|
|
|
50+50,
|
300
350
450
|
10
10
5
|
|||
|
100+100
|
250
300
|
10
7
|
|||
|
100
|
160
250
300
350
450
|
15
10
7
5
5
|
|||
|
150+150
|
250
|
10
|
|||
|
300+100
|
50
|
20
|
|||
|
300+300
|
50
|
15
|
Таблица 29
|
Номинальное напряжение,
В
|
Номинальное пиковое напряжение, В
|
Номинальная емкость С, мкФ,
на выводах
|
|||
|
1
|
2
|
3
|
4
|
||
|
40
|
45
|
5000
|
5000
|
1000
|
1000
|
|
350
|
400
|
150
|
150
|
50
|
50
|
|
350
|
400
|
200
|
200
|
50
|
50
|
|
450
|
495
|
50
|
50
|
30
|
30
|
При работе в цепях пульсирующего тока амплитуда напряжения переменной составляющей частотой 50 Гц яе должна превышать 5 % для конденсаторов с номинальным напряжением 350 В и 3 % — с напряжением 450 В. Ток утечки Iут=0,02 С UНОм. Срок службы конденсаторов 5000 ч, хранения — 5 лет.
Конденсаторы К50-15 выпускают полярными и неполярными. Последние допускают периодическое, непродолжительное включение их в цепь переменного тока. Полярные конденсаторы изготовляют с номинальными напряжениями от 6,3 до 250 В и емкостями от 2,2 до 680 мкФ|, неполярные — от 25 до 100 В и от 4,7 до 100 мкФ соответственно. Диапазон рабочих температур этих конденсаторов от — 60 до + 85 °С, срок службы 10000 ч, хранения — 12 лет.
Конденсаторы К50-16 аналогичны конденсаторам К50-6, но имеют меньшие габаритные размеры при тех же номинальных напряжениях и емкостях. Их выпускают с пределами номинальных напряжений от 6,3 до 160 В и емкостей от 0,5 до 5000 мкФ с отклонением последних на — 20-+80 %. Диапазон рабочих температур этих конденсаторов от — 20 до +70°С, срок службы — 5000 ч.
Конденсаторы К53-4 оксидно-полупроводникового типа с таблеточными ниобиевыми анодами применяют для работы в цепях постоянного и пульсирующего токов-в диапазоне рабочих температур от — 60 до + 85°С и выпускают с пределами номинальных напряжений 6 — 20 В и емкостей 0,47 — 100 м~кФ с допустимым отклонением последних от ±10 до +30%. Срок службы конденсаторов 5000 ч, хранения — 11 лет.
Конденсаторы К53-8 алюминиевые оксидно-полупроводникового типа. Электролит у таких конденсаторов заменен твердым полупроводником (двуоксидом марганца МпО2, нанесенным на оксидную пленку алюминия). Их используют для работы в цепях постоянного и пульсирующего токов в диапазоне рабочих температур от — 60 до +85°С и выпускают с пределами номинальных напряжений 1,5 — 15 В и емкостей 0,5 — 20 мкФ. Срок службы конденсаторов 5000 ч, хранения — 12 лет.