جميع أنواع المكثفات لها نفس البنية الأساسية، فهي تتكون من لوحين موصلين (صفائح)، تتركز عليهما الشحنات الكهربائية ذات الأقطاب المتقابلة، وبينهما طبقة من المادة العازلة.

تؤثر المواد المستخدمة وحجم الألواح ذات المعلمات المختلفة للطبقة العازلة على خصائص المكثف.

تصنيف

تنقسم المكثفات إلى أنواع حسب العوامل التالية.

حسب الغرض

• الغرض العام . هذا هو نوع شائع من المكثفات المستخدمة في الإلكترونيات. لا توجد متطلبات خاصة لهم.
• خاص . لقد زادت هذه المكثفات من الموثوقية عند جهد معين ومعلمات أخرى عند بدء تشغيل المحركات الكهربائية والمعدات الخاصة.

من خلال تغيير القدرات

• القدرة الثابتة . ليس لديهم القدرة على تغيير القدرة.
• سعة متغيرة . يمكنهم تغيير قيمة السعة عند تعرضهم لدرجة الحرارة أو الجهد أو تعديل موضع اللوحات. المكثفات المتغيرة تشمل:
  المكثفات الانتهازي ليست مخصصة للتشغيل المستمر المرتبط بتعديل السعة السريعة. إنها تخدم فقط لإعداد المعدات لمرة واحدة والتعديل الدوري للسعة.
  المكثفات غير الخطية تغير قدرتها تحت تأثير درجة الحرارة والجهد وفقا لرسم بياني غير خطي. تسمى المكثفات التي تعتمد سعتها على الجهد varicondas ، من درجة الحرارة - المكثفات الحرارية .

عن طريق الحماية

• غير محمية العمل في الظروف العادية، ليس لديهم حماية.
• محميالمكثفات مصنوعة في غلاف محمي، حتى تتمكن من العمل في رطوبة عالية.
• غير معزول لها جسم مفتوح وغير معزولة عن التلامس المحتمل مع عناصر الدائرة المختلفة.
• معزول المكثفات مصنوعة في غلاف مغلق.
• مضغوط لديك جسم مملوء بمواد خاصة.
• مختوم أن يكون لديك مسكن مغلق ومعزول تمامًا عن البيئة الخارجية.

حسب نوع التثبيت

• شنتوتنقسم إلى عدة أنواع:
  — مع مخرجات الشريط؛
  — مع المسمار الدعم.
  — مع أقطاب كهربائية مستديرة؛
  - مع خيوط شعاعية أو محورية.
• المكثفات مع محطات المسمار مجهزة بخيوط للتوصيل بالدائرة، تستخدم في دوائر الطاقة. من الأسهل إصلاح مثل هذه الاستنتاجات على مشعات التبريد لتقليل الأحمال الحرارية.
• المكثفات مع محطات الإضافية هي تطور جديد، يتم تثبيتها في مكانها عند تركيبها على اللوحة. هذا مناسب جدًا لأنه ليست هناك حاجة لاستخدام اللحام.
• المكثفات مصممة للتركيب السطحي, لديك ميزة التصميم: أجزاء من السكن هي الخيوط.
• القدرات لتركيب الطباعة مصنوعة من دبابيس مستديرة لوضعها على السبورة.

وفقا للمواد العازلة

تعتمد مقاومة العزل بين الألواح على معلمات المادة العازلة. يعتمد ذلك أيضًا على خسائر مقبولةوغيرها من المعلمات. دعونا نلقي نظرة على أنواع المكثفات التي لديها مواد مختلفةعازل.

• المكثفات مع عازل غير عضوي من السيراميك الزجاجي، المينا الزجاجية، الميكا. يتم تغليف المادة العازلة بطبقة معدنية أو رقائق معدنية.
• تردد منخفض تشتمل المكثفات على مادة عازلة على شكل أغشية عضوية ضعيفة القطبية، والتي تعتمد خسائرها العازلة على تردد التيار.
• نماذج عالية التردد تحتوي على أفلام من البلاستيك الفلوري والبوليسترين.
• نماذج نبض الجهد العالي لديك عازل مصنوع من مواد مجتمعة.
• في المكثفات الجهد العاصمةأنايتم استخدام بولي تترافلوروإيثيلين أو الورق أو المواد المركبة كمادة عازلة.
• الجهد المنخفض تعمل النماذج بجهد يصل إلى 1.6 كيلو فولت.
• الجهد العالي تعمل النماذج بجهد أعلى من 1.6 كيلو فولت.
• قياس الجرعات تستخدم المكثفات للعمل مع تيار منخفض، ولها تفريغ ذاتي منخفض ومقاومة عزل عالية.
• قمع الضوضاء تعمل السعات على تقليل التداخل الناتج عن المجال الكهرومغناطيسي، لديها الحث المنخفض.
• القدرات مع عازل عضوي مصنوعة باستخدام ورق المكثف والأفلام المختلفة.
• فراغ، الهواء، مملوءة بالغاز تتميز المكثفات بفقد عازل منخفض، لذلك يتم استخدامها في المعدات ذات الترددات العالية.

حسب شكل اللوحات

• كروية.
• مستوي.
• أسطواني.

بالقطبية

• كهربائيا المكثفات تسمى مكثفات الأكسيد. عند توصيلها، من الضروري مراقبة قطبية المحطات. تحتوي المكثفات الإلكتروليتية على عازل يتكون من طبقة أكسيد مكونة كهروكيميائيًا على أنود من التنتالوم أو الألومنيوم. الكاثود عبارة عن إلكتروليت في شكل سائل أو هلام.
• غير قطبيةيمكن تضمين المكثفات في الدائرة دون مراعاة القطبية.

ميزات التصميم

أنواع المكثفات التي تمت مناقشتها أعلاه ليست كلها شائعة جدًا. لذلك، دعونا نلقي نظرة فاحصة ميزات التصميمأنواع المكثفات الأكثر استخداما.

أنواع المكثفات الهوائية

يستخدم الهواء كمادة عازلة. لقد أثبتت هذه الأنواع من المكثفات نفسها عند العمل بترددات عالية، كمكثفات ضبط ذات سعة متغيرة. اللوحة المتحركة للمكثف هي الدوار، واللوحة الثابتة تسمى الجزء الثابت. عندما يتم إزاحة الصفائح بالنسبة لبعضها البعض، تتغير المساحة الإجمالية لتقاطع هذه الصفائح وسعة المكثف. في السابق، كانت هذه المكثفات تحظى بشعبية كبيرة في أجهزة الاستقبال الراديوية لضبط محطات الراديو.

سيراميك

تصنع هذه المكثفات على شكل لوحة واحدة أو أكثر مصنوعة من السيراميك الخاص. يتم تصنيع الألواح المعدنية عن طريق رش طبقة من المعدن على لوحة خزفية، ثم توصيلها بالأسلاك. يمكن استخدام مادة السيراميك بخصائص مختلفة.

يتم تحديد تنوعها من خلال مجموعة واسعة من الثوابت العازلة. يمكن أن تصل إلى عدة عشرات الآلاف من الفاراد لكل متر، وهي متاحة فقط لهذا النوع من الحاويات. تتيح لك هذه الميزة للمكثفات الخزفية إنشاء قيم سعة كبيرة يمكن مقارنتها بالمكثفات الإلكتروليتية، لكن قطبية الاتصال ليست مهمة بالنسبة لها.

يتمتع السيراميك باعتماد غير خطي ومعقد لخصائصه على الجهد والتردد ودرجة الحرارة. نظرا لصغر حجم السكن، يتم استخدام هذه الأنواع من المكثفات في الأجهزة المدمجة.

فيلم

في مثل هذه النماذج، يعمل الفيلم البلاستيكي كمادة عازلة: البولي كربونات أو البولي بروبيلين أو البوليستر.

يتم رش صفائح المكثفات أو صنعها على شكل رقائق معدنية. المادة الجديدة هي كبريتيد البوليفينيلين.

معلمات المكثفات الفيلم

• تستخدم للدوائر الرنانة.
• أدنى تسرب الحالي.
• سعة صغيرة.
• قوة عالية.
• تحمل التيار العالي.
• - مقاوم للأعطال الكهربائية (يتحمل الجهد العالي).
• أعلى درجة حرارة تشغيل تصل إلى 125 درجة.

البوليمر

وتختلف هذه النماذج عن الخزانات الإلكتروليتية في وجود مادة بوليمر، بدلاً من طبقة الأكسيد بين الألواح. فهي لا تخضع لتسرب الشحنة والتورم.

توفر معلمات البوليمر تيارًا نابضًا كبيرًا وثابتًا معامل درجة الحرارة، مقاومة منخفضة. يمكن لنماذج البوليمر أن تحل محل نماذج التحليل الكهربائي في مرشحات المصادر النبضية والأجهزة الأخرى.

كهربائيا

من النماذج الورقية المكثفات كهربائياتختلف في المادة العازلة، وهي عبارة عن أكسيد معدني تم إنشاؤه بطريقة كهروكيميائية على اللوحة الإيجابية.

اللوحة الثانية مصنوعة من المنحل بالكهرباء الجاف أو السائل. عادة ما تكون الأقطاب الكهربائية مصنوعة من التنتالوم أو الألومنيوم. تعتبر جميع الحاويات الإلكتروليتية مستقطبة، ولا يمكن أن تعمل بشكل طبيعي إلا بجهد ثابت عند قطبية معينة.

إذا لم تتم ملاحظة القطبية، فقد تحدث عملية كيميائية لا رجعة فيها داخل الحاوية، مما سيؤدي إلى فشلها، أو حتى انفجارها، حيث سيتم إطلاق الغاز.

وتشمل تلك التحليلية المكثفات الفائقة، والتي تسمى الأيونات. لديهم جدا سعة كبيرة، تصل إلى آلاف الفاراد.

التنتالوم كهربائيا

يتميز تصميم إلكتروليتات التنتالوم بخصوصية في قطب التنتالوم. يتكون العازل من خامس أكسيد التنتالوم.

خيارات

• تيار تسرب ضئيل، على عكس أنواع الألومنيوم.
• أحجام صغيرة.
• الحصانة للتأثيرات الخارجية.
• مقاومة نشطة منخفضة.
• حساسية عالية في حالة توصيل القطب بشكل خاطئ.

الألومنيوم كهربائيا

الطرف الموجب هو قطب من الألومنيوم. تم استخدام ثالث أكسيد الألومنيوم كمادة عازلة. يتم استخدامها في كتل النبض وهي مرشح للإخراج.

خيارات

• سعة كبيرة.
• العملية الصحيحة فقط على ترددات منخفضة.
• زيادة نسبة السعة إلى الحجم: الأنواع الأخرى من المكثفات سيكون لها أحجام أكبر لسعة واحدة.
• تسرب تيار كبير.
• الحث المنخفض.

ورق

العازل بين صفائح الرقائق عبارة عن ورق مكثف خاص. في الأجهزة الإلكترونية، تعمل أنواع المكثفات الورقية عادة في دوائر عالية ومنخفضة التردد.

المكثفات الورقية المعدنية لديها ضيق، وقدرة محددة عالية، والعزل الكهربائي عالي الجودة. يستخدم تصميمهم ترسيب المعدن الفراغي على ورق عازل بدلاً من الرقائق.

لا تتمتع المكثفات الورقية بقوة ميكانيكية عالية. وفي هذا الصدد، يتم وضع دواخله في علبة معدنية تحمي جهازه.

تصنيف المكثفات

التصنيف ونظام الرموز
المكثفات

مفاهيم عامة مكثفهو عنصر من عناصر الدائرة الكهربائية التي تتكون من أقطاب كهربائية (ألواح) موصلة مفصولة بمادة عازلة ومخصصة لاستخدام سعتها.

سعة المكثفهي نسبة الشحنة في المكثف إلى فرق الجهد الذي تنقله الشحنة إلى المكثف.

حيث C هي القدرة، F؛ ف —تهمة، ج؛ و ش- فرق الجهد بين ألواح المكثف V .
تعتبر وحدة السعة في نظام SI الدولي هي سعة المكثف الذي يزداد جهده بمقدار فولت واحد عندما يتم شحنه بواحد. قلادة(الكلور). تسمى هذه الوحدة فاراد(و). ولأغراض عملية، فهي كبيرة جدًا، لذلك يتم عمليًا استخدام وحدات أصغر من السعة: ميكروفاراد(يو إف)، نانوفاراد(ن ف) و بيكوفاراد(الجبهة الوطنية)

1F = 10 6، μF = 10 9، nF = 10 12 pF.

تُستخدم المواد العضوية وغير العضوية، بما في ذلك طبقات أكسيد بعض المعادن، كمواد عازلة في المكثفات. ويرد في الجدول القيم الثابتة العازلة النسبية لبعض المواد المستخدمة في المكثفات.

عند تطبيقها على مكثف الجهد العاصمةمشحونة. في هذه الحالة، يتم إنفاق قدر معين من العمل، معبرًا عنه جول(ي).
وهي تساوي الطاقة الكامنة المخزنة W = CU 2 /2

لمقارنة المكثفات، يتم استخدام خصائص محددة، وهي نسبة الخصائص الرئيسية للمكثف إلى حجمه V أو كتلته m.
الجدول 1. الثوابت العازلة النسبية للبعض

مواد	مادة	مواد	مادة
ه ص	1 ,0006	هواء	3,5 — 6,5
ورقة مكثف	2,8	كوارتز	3,5 — 4
ثلاثي الأسيتات والأسيتوبوتيرات	4 - 16	زجاج	2,8 - 3
البولي	6 - 8	ميكا البولي إيثيلين تيريفثاليت	3,2 —3,4
(لافسان)	10 - 20	المينا الزجاجية	25
البوليسترين	15 -450	السيراميك الزجاجي	2,2 - 2,3
مادة البولي بروبيلين	12 - 230	سيراميك بولي تترافلوروإيثيلين	2 - 2,1
(الفلوروبلاستيك)	900 - 80000	السيراميك الفيروكهربائي	10 - 46

أفلام أكسيد

تصنيف المكثفات

اعتمادًا على الغرض منها، يتم تقسيم المكثفات إلى مجموعتين كبيرتين: الأغراض العامة والخاصة.
تتضمن مجموعة الأغراض العامة المكثفات المستخدمة على نطاق واسع المستخدمة في معظم أنواع وفئات المعدات تقريبًا. تقليديا، يتضمن المكثفات ذات الجهد المنخفض الأكثر شيوعا، والتي لا تخضع لمتطلبات خاصة.

بناءً على طبيعة التغير في السعة، يتم التمييز بين المكثفات ذات السعة الثابتة والسعة المتغيرة ومكثفات الضبط. ويترتب على اسم المكثفات الثابتة أن سعتها ثابتة ولا يمكن تعديلها أثناء التشغيل.

حسب طبيعة التغيير في القدرة: - ثابت؛ المتغيرات. ضبط.
حسب طريقة الحماية: - غير محمي؛ محمي؛ غير معزول معزول؛ مضغوط. مختوم.
حسب الغرض: - الغرض العام؛ خاص.

المكثفات المتغيرةالسماح للقدرة بالتغيير أثناء تشغيل المعدات. يمكن التحكم في السعة ميكانيكياً وكهربائياً (variconds) ودرجة الحرارة (المكثفات الحرارية).

يتم استخدامها لضبط سلس للدوائر التذبذبية، في دوائر الأتمتة، وما إلى ذلك. تتغير سعة المكثفات المعدلة أثناء التعديل لمرة واحدة أو بشكل دوري ولا تتغير أثناء تشغيل الجهاز. يتم استخدامها لضبط وتسوية السعات الأولية لدوائر التزاوج، وللضبط الدوري وضبط دوائر الدوائر حيث يلزم تغيير طفيف في السعة، وما إلى ذلك. اعتمادا عليطريقة التثبيت

، يمكن تصنيع المكثفات للدوائر المطبوعة والتركيب المثبت، وكذلك لاستخدامها كجزء من الوحدات الدقيقة والدوائر الدقيقة أو للتواصل معها. يمكن أن تكون أسلاك المكثفات المثبتة على الحائط صلبة أو ناعمة، أو محورية أو شعاعية، ومصنوعة من سلك دائري أو شريط، على شكل بتلات، مع مدخل كبل، على شكل دبابيس من خلال، ومسامير دعم، وما إلى ذلك. يمكن لمكثفات الدوائر الدقيقة والوحدات الدقيقة، وكذلك مكثفات الميكروويف، استخدام أجزاء من سطحها كخيوط. بالنسبة لمعظم أنواع الأكسيد، بالإضافة إلى المكثفات العابرة والمكثفات الداعمة، يتم توصيل إحدى الصفائح بالجسم، والذي يعمل بمثابة الطرف الثاني.

يتم عرض تصنيف المكثفات حسب نوع العازل في الجدول: بالغازية	عازل
	مكنسة
	مملوءة بالغاز
مع عازل الهواء بالغازية	قمع الضوضاء
	أكسيد ج
	قاذفات
	نبض
	تردد عالي
	الغرض العام
غير قطبية ج غير العضوية	عازل
	الجهد المنخفض، أنواع؛ 1، 2، 3
	قمع الضوضاء
	الجهد العالي، أنواعه؛ 1، 2
غير خطية بالغازية	ج العضوية
	الجهد المنخفض التردد المنخفض
	الجهد المنخفض عالية التردد
	الجهد العالي العاصمة
	قياس الجرعات
	قمع الضوضاء

نبض الجهد العالي
حسب طبيعة الحماية من العوامل المؤثرة الخارجية يتم تصنيع المكثفات :

تسمح المكثفات غير المحمية بالتشغيل في ظروف الرطوبة العالية فقط كجزء من المعدات المغلقة. تسمح المكثفات المحمية بالتشغيل في المعدات من أي تصميم.

المكثفات غير المعزولة(المغلفة أو غير المطلية) لا تسمح لجسمهم بلمس هيكل الجهاز. على العكس من ذلك، تتمتع المكثفات المعزولة بطبقة عازلة جيدة إلى حد ما (المركبات والبلاستيك وما إلى ذلك) وتسمح للجسم بلمس الهيكل أو الأجزاء الحية من الجهاز.

المكثفات مختومة لديهاهيكل الجسم مضغوط بالمواد العضوية.

المكثفات المختومةلديك تصميم سكني محكم، مما يلغي إمكانية التواصل بين البيئة ومساحتها الداخلية. يتم الختم باستخدام الحالات الخزفية والمعدنية أو القوارير الزجاجية.

بناءً على نوع العازل الكهربائي، يمكن تقسيم جميع المكثفات إلى مجموعات: مع عازل عضوي وغير عضوي وغازي وأكسيد، وهو أيضًا غير عضوي، ولكن نظرًا للخصائص المحددة، يتم فصله إلى مجموعة منفصلة.

المكثفات العازلة العضوية

يتم تصنيع هذه المكثفات عادةً عن طريق لف شرائح طويلة رفيعة من ورق أو أغشية المكثف أو مزيج من الاثنين مع أقطاب كهربائية معدنية أو رقائق معدنية.

يعد تقسيم المكثفات ذات العزل العضوي إلى جهد منخفض (يصل إلى 1600 فولت) وجهد عالي (أكثر من 1600 فولت) أمرًا تعسفيًا تمامًا ولا يتم الالتزام به بدقة لجميع الأنواع. على سبيل المثال، بالنسبة للمكثفات الورقية، حد التقسيم هو جهد 1000 فولت.

بناءً على الغرض منها والمواد العازلة المستخدمة، يمكن تقسيم المكثفات ذات الجهد المنخفض إلى التردد المنخفض والتردد العالي.

مع فيلم التردد المنخفضوتشمل هذه المكثفات القائمة على الأفلام العضوية القطبية والضعيفة القطبية (الورق والورق المعدني والبولي إيثيلين تيريفثاليت والفيلم المدمج والورنيش والبولي كربونات والبولي بروبيلين)، والتي يكون لظل فقدان العزل الكهربائي اعتماد واضح على التردد. إنها قادرة على العمل بترددات تصل إلى 10 4 -10 5 هرتز مع انخفاض كبير في سعة مكون الجهد المتردد مع زيادة التردد.

لفيلم عالي الترددوتشمل هذه المكثفات المعتمدة على أغشية عضوية غير قطبية (البوليسترين والبلاستيك الفلوري)، والتي تتميز بفقدان عازل منخفض لا يعتمد على التردد. أنها تسمح بالعمل على ترددات تصل إلى 10 5 -10 7 هرتز. يعتمد الحد الأعلى للتردد على تصميم اللوحات ومجموعة الاتصال وعلى السعة. تتضمن هذه المجموعة أيضًا بعض أنواع المكثفات المعتمدة على فيلم البولي بروبيلين منخفض القطبية.

المكثفات ذات الجهد العالييمكن تقسيمها إلى جهد مباشر عالي الجهد ونبض عالي الجهد.

تُستخدم المواد العازلة التالية لمكثفات التيار المستمر ذات الجهد العالي: الورق، والبوليسترين، والبولي تترافلوروإيثيلين (البلاستيك الفلوري)، والبولي إيثيلين تيريفثاليت (لافسان)، ومجموعة من الورق والأفلام الاصطناعية (مجتمعة).

يتم تصنيع المكثفات النبضية ذات الجهد العالي في معظم الحالات على أساس الورق والمواد العازلة المدمجة.

الشرط الرئيسي للمكثفات ذات الجهد العالي هو القوة الكهربائية العالية. لذلك، غالبا ما يلجأون إلى استخدام عازل مشترك، يتكون، على سبيل المثال، من طبقات من الورق والأفلام، وطبقات من الأفلام العضوية المختلفة وطبقة من العازل السائل (ورق مكثف مشرب). زادت المكثفات المدمجة من القوة الكهربائية والموثوقية ومقاومة العزل العالية مقارنة بالمكثفات الورقية.

يجب أن تسمح المكثفات النبضية ذات الجهد العالي، إلى جانب القوة الكهربائية العالية والسعات الكبيرة نسبيًا، بالتفريغ السريع، أي تمرير تيارات كبيرة. وبالتالي، يجب أن يكون محاثتها صغيرة حتى لا تشوه أشكال النبض.

يتم تلبية هذه المتطلبات بشكل أفضل عن طريق الورق والورق المعدني والمكثفات المدمجة.المكثفات الجرعات تعمل في دوائر منخفضة المستوىالأحمال الحالية

.مصممة لتقليل التداخل الكهرومغناطيسي على نطاق ترددي واسع. لديهم محاثة ذاتية منخفضة، ونتيجة لذلك يزداد تردد الرنين ونطاق التردد المكبوت. بالإضافة إلى ذلك، لزيادة سلامة العاملين، يجب أن تتمتع مكثفات قمع الضوضاء بقوة عازلة عالية. مكثفات قمع التداخل مصنوعة من الورق، مدمجة وفيلم (معظمها لافسان).

المكثفات ذات العازلة غير العضوية

يمكن تقسيم المكثفات العازلة غير العضوية إلى ثلاث مجموعات: الجهد المنخفض والجهد العالي وقمع الضوضاء. يستخدمون السيراميك والزجاج والمينا الزجاجية والسيراميك الزجاجي والميكا كمواد عازلة. تصنع الأغطية على شكل طبقة رقيقة من المعدن تترسب على العازل عن طريق المعدنة المباشرة، أو على شكل رقائق رقيقة.

مجموعة مكثفات الجهد المنخفضيشمل المكثفات منخفضة التردد وعالية التردد.

وفقا للغرض منها، يتم تقسيمها إلى ثلاثة أنواع:

النوع 1 - المكثفات المعدة للاستخدام في دوائر الرنين أو الدوائر الأخرى التي يكون فيها الفقد الصغير واستقرار السعة العالي ضروريين؛

النوع 2 - المكثفات المخصصة للاستخدام في دوائر الترشيح، أو الحجب والفصل، أو الدوائر الأخرى حيث لا يكون الفقد المنخفض واستقرار السعة العالية ضروريين؛

النوع 3 - المكثفات الخزفية ذات الطبقة الحاجزة، المصممة للعمل في نفس الدوائر مثل المكثفات من النوع 2، ولكن لها قيمة مقاومة عزل أقل قليلاً وظل فقدان عازل أكبر، مما يحد من نطاق التطبيق على الترددات المنخفضة.

عادة، تعتبر المكثفات من النوع 1 عالية التردد، والنوعين 2 و 3 تعتبر منخفضة التردد.

لا يوجد حد تردد محدد بين المكثفات من النوع 1 و 2. تعمل المكثفات عالية التردد في دوائر بترددات تصل إلى مئات الميغاهيرتز، وتستخدم بعض الأنواع في نطاق الجيجاهيرتز.

يتم تصنيف مكثفات الميكا والمينا الزجاجية (الزجاجية) على أنها مكثفات من النوع 1، ويمكن أن تكون المكثفات الزجاجية والسيراميك إما من النوع 1 أو النوع 2، ويمكن أن تكون المكثفات الخزفية من ثلاثة أنواع.المكثفات ذات الجهد العالي ذات الطاقة التفاعلية العالية والمنخفضة

المعلمة الرئيسية للمكثفات ذات الجهد المنخفض ذات الجهد العالي هي طاقة محددة، لذلك يتم اختيار السيراميك لهم بثبات عازل عالي. بالنسبة للمكثفات عالية التردد، فإن المعلمة الرئيسية مسموح بها قوة رد الفعل. إنه يميز سعة تحميل المكثف في وجود الفولتية العالية التردد. ولزيادة القدرة التفاعلية، يتم اختيار السيراميك ذو الخسائر المنخفضة، كما تم تصميم تصميم وأطراف المكثفات للسماح بمرور التيارات الكبيرة.

مكثفات الميكا ذات الجهد العالي مصنوعة من رقائق معدنية، لأنها مصممة للعمل تحت أحمال تيار عالية.

مكثفات قمع التداخل مع عازل سيراميكي غير عضويوتنقسم إلى الدعم والمشي من خلال. والغرض الرئيسي منها هو قمع التداخل الصناعي وعالي التردد الناتج عن الصناعة و الأجهزة المنزلية، وأجهزة المعدل، وما إلى ذلك، بالإضافة إلى التداخل الجوي والتداخل المنبعث من مختلف الأجهزة الإلكترونية الراديوية، أي أنها في الأساس عبارة عن مرشحات تمرير منخفض. بناءً على غرضها الوظيفي وتصميمها، يمكن أن تشمل هذه المجموعة مرشحات السيراميك بشكل مشروط.

المكثفات المرجعية- هذه هي المكثفات، أحد أطرافها عبارة عن لوحة معدنية داعمة ذات تثبيت ملولب.

مكثفات التغذيةإنها مصنوعة محورية - أحد أطرافها عبارة عن قضيب يحمل التيار يتدفق من خلاله التيار الكامل للدائرة الخارجية، وغير محورية - من خلال المحطات التي يتدفق فيها التيار الكامل للدائرة الخارجية.

تتميز المكثفات الخزفية المغذية بتصميم أنبوبي أو قرصي على شكل غسالات متجانسة متعددة الطبقات.

إذا تم اتخاذ تدابير في المكثفات لتقليل محاثتها من أجل زيادة تردد الرنين، ثم في المرشحات، على العكس من ذلك، تتم إضافة محاثة خارجية (قلب الفريت) إلى السعة أو استخدام محاثة الخيوط. في هذه الحالة، اعتمادًا على اتصال السعة والمحاثة، تكون أنماط الاتصال التالية ممكنة: على شكل حرف L، وعلى شكل حرف T، وعلى شكل حرف U.

المكثفات العازلة للأكسيد
(الاسم القديم - التحليل الكهربائي)

وهي مقسمة إلى مكثفات: للأغراض العامة، ومكثفات غير قطبية، ومكثفات عالية التردد، ومكثفات نبضية، ومكثفات بدء التشغيل، ومكثفات عازلة للضوضاء. العازل الكهربائي المستخدم فيها هو أكسيد، يتم تشكيله كهروكيميائيًا على الأنود - وهو طلاء معدني مصنوع من معادن معينة.

اعتمادًا على مادة الأنود، تنقسم مكثفات الأكسيد إلى الألومنيوم والتنتالوم والنيوبيوم. اللوحة الثانية للمكثف، الكاثود، هي المنحل بالكهرباء الذي يشرب الورق أو وسادة القماش في أكسيد الألومنيوم كهربائيا (السائل) ومكثفات التنتالوم، المنحل بالكهرباء السائل أو الشبيه بالهلام في المكثفات المسامية الحجمية التنتالوم، وأشباه الموصلات (المنجنيز ثاني أكسيد) في مكثفات أشباه الموصلات أكسيد.

المكثفات العازلة للأكسيد- جهد منخفض، مع خسائر كبيرة نسبيًا، ولكن على عكس الأنواع الأخرى من المكثفات ذات الجهد المنخفض، فهي تحتوي على شحنات كبيرة وسعات كبيرة بشكل لا يضاهى (من الوحدات إلى مئات الآلاف من الميكروفاراد). يتم استخدامها في مرشحات إمدادات الطاقة، ودوائر الفصل، والدوائر التحويلية والعابرة لأجهزة أشباه الموصلات بترددات منخفضة، وما إلى ذلك.

تتميز مكثفات المجموعة ذات الأغراض العامة بموصلية أحادية القطب (أحادية الجانب)، ونتيجة لذلك لا يمكن تشغيلها إلا مع وجود إمكانات إيجابية عند الأنود. ومع ذلك، هذه هي مكثفات الأكسيد الأكثر شيوعًا. يمكن أن تكون سائلة ومسامية حجمية وأشباه موصلات أكسيد.

المكثفات غير القطبيةمع عازل أكسيد يمكن توصيله بدائرة تيار مباشر ونابض بغض النظر عن القطبية، ويمكن أن يسمح أيضًا بتغيير القطبية أثناء التشغيل.

المكثفات غير القطبية مصنوعة من أكسيد الألومنيوم (السائل) كهربائيا والتنتالوم وأكسيد أشباه الموصلات التنتالوم.

المكثفات عالية التردد(أشباه الموصلات السائلة من الألومنيوم وأكسيد التنتالوم) تستخدم على نطاق واسع في إمدادات الطاقة الثانوية، كعناصر تخزين وتصفية في دوائر الفصل والدوائر الانتقالية لأجهزة أشباه الموصلات في نطاق تردد التيار النابض من عشرات الهرتز إلى مئات الكيلوهرتز. ويترتب على ذلك أن مفهوم "التردد العالي" لمكثفات الأكسيد نسبي. من حيث خصائص التردد، لا يمكن مقارنتها بالمكثفات غير العضوية.

لتوسيع إمكانيات استخدام مكثفات الأكسيد في نطاق تردد أوسع، من الضروري تقليل ممانعتها. لقد أصبح هذا ممكنًا مع ظهور حلول تصميم جديدة تمامًا - تصميمات رباعية الأطراف وتصميم مسطح من النوع "الكتابي"، مما يسمح بتشغيلها بترددات أعلى بكثير.

المكثفات النبضيةتستخدم في الدوائر الكهربائية ذات الشحن الطويل نسبيًا والتفريغ السريع، على سبيل المثال في أجهزة الفلاش الضوئي، وما إلى ذلك. يجب أن تكون هذه المكثفات كثيفة الاستهلاك للطاقة، ولها مقاومة منخفضة وجهد تشغيل مرتفع. يتم تلبية هذا المطلب بشكل أفضل بواسطة مكثفات ألومنيوم أكسيد الإلكتروليتات بجهد يصل إلى 500 فولت.

بدء المكثفاتتستخدم في المحركات غير المتزامنةحيث يتم تشغيل الخزان فقط عند بدء تشغيل المحرك. في ظل وجود سعة البدء، يقترب المجال الدوار للمحرك أثناء بدء التشغيل من المجال الدائري، ويزداد التدفق المغناطيسي. كل هذا يساعد على زيادة عزم الدوران وتحسين أداء المحرك.

يرجع ذلك إلى حقيقة أن المكثفات البداية متصلة بالشبكة تكييف، يجب أن تكون غير قطبية ولها جهد تشغيل متردد مرتفع نسبيًا لمكثفات الأكسيد، أعلى قليلاً من جهد الشبكة الصناعية. في الممارسة العملية، يتم استخدام مكثفات البدء بسعة عشرات ومئات من الميكروفاراد، التي تم إنشاؤها على أساس أفلام أكسيد الألومنيوم مع المنحل بالكهرباء السائل.

إلى مجموعة الأكسيد مكثفات قمع الضوضاءيتم تضمين فقط مكثفات التنتالوم شبه الموصلة بأكسيد المرور. إنهم، مثل المكثفات التمريرية من الأنواع الأخرى، بمثابة مرشح تمرير منخفض، ولكن على عكسهم لديهم قيم سعة أكبر بكثير، مما يجعل من الممكن تحويل استجابة التردد إلى ترددات أقل.

المكثفات ذات العازل الغازي.وفقا للوظيفة المنفذة وطبيعة التغير في السعة، تنقسم هذه المكثفات إلى ثابتة ومتغيرة. يستخدمون الهواء والغاز المضغوط (النيتروجين والفريون وSF6) والفراغ كمادة عازلة. من سمات العوازل الغازية القيمة المنخفضة لظل فقدان العزل الكهربائي (حتى 10 5) والثبات العالي للمعلمات الكهربائية. ولذلك، فإن مجال تطبيقهم الرئيسي هو المعدات ذات الجهد العالي والتردد العالي.

في المعدات الإلكترونية، يتم استخدام المكثفات ذات العازل الغازي على نطاق واسع. مكنسة. بالمقارنة مع تلك القائمة على الهواء، فهي تتمتع بسعات محددة أعلى بكثير، وفقدان أقل في نطاق ترددي واسع، وقوة كهربائية أعلى واستقرار المعلمات عند التغيير بيئة. بالمقارنة مع المكثفات المملوءة بالغاز، والتي تتطلب ضخًا دوريًا للغاز بسبب تسربه، فإن المكثفات الفراغية تتميز بشكل أبسط وأسهل.، خسائر أقل واستقرار أفضل لدرجة الحرارة؛ فهي أكثر مقاومة للاهتزاز وتسمح بقيمة أعلى من الطاقة التفاعلية.

المكثفات فراغتتميز المكثفات المتغيرة بعزم دوران منخفض، كما أن وزنها وأبعادها أقل بكثير مقارنة بالمكثفات الهوائية. معامل تداخل سعة الفراغ المكثفات المتغيرةيمكن أن تصل إلى 100 و. أكثر.

تستخدم المكثفات الفراغية في أجهزة نقل النطاقات DV وMV وHF بترددات تصل إلى 30-80 ميجاهرتز كمكثفات الحلقة والحجب والتصفية والفصل، كما تستخدم كأجهزة تخزين في خطوط التشكيل الاصطناعية النبضية ومختلف أنواع المكثفات القوية. المنشآت ذات الجهد العالي والترددات العالية.

القسم الأول

1 لتر.مفاهيم عامة

مكثفهو عنصر من عناصر الدائرة الكهربائية التي تتكون من أقطاب كهربائية (ألواح) موصلة مفصولة بمادة عازلة ومخصصة لاستخدام سعتها.

سعة المكثفهي نسبة الشحنة في المكثف إلى فرق الجهد الذي تنقله الشحنة إلى المكثف

حيث C هي القدرة، F؛ س- تهمة، ج؛ و- فرق الجهد بين ألواح المكثف V .

تعتبر وحدة السعة في نظام SI الدولي هي سعة المكثف الذي يزداد جهده بمقدار فولت واحد عندما يتم شحنه بواحد. قلادة(الكلور). تسمى هذه الوحدة فاراد(و). ولأغراض عملية، فهي كبيرة جدًا، لذلك يتم عمليًا استخدام وحدات أصغر من السعة ميكروفاراد(يو إف)، نانوفاراد(نف) و بيكوفاراد(pF) 1ph = 10 6 μF = 10 9 nF = 10 12 pF.

بالنسبة للمكثف الذي تكون ألواحه عبارة عن صفائح مسطحة من نفس الحجم مفصولة بمادة عازلة، يتم تحديد السعة (F) في نظام SI من التعبير

حيث e 0 هو الثابت الكهربائي للفراغ، ويساوي 8.85 -12 F/m؛ e r هو ثابت العزل الكهربائي النسبي للعازل (كمية بلا أبعاد)؛ س- مساحة اللوحة، م2؛ د- سمك عازل، م.

تُستخدم المواد العضوية وغير العضوية، بما في ذلك طبقات أكسيد بعض المعادن، كمواد عازلة في المكثفات. ويرد في الجدول القيم الثابتة العازلة النسبية لبعض المواد المستخدمة في المكثفات. 1 1.

عندما يتم تطبيق جهد ثابت على مكثف، فإنه يشحن؛ في هذه الحالة، يتم إنفاق قدر معين من العمل، معبرًا عنه جول(ي). وهو يساوي الطاقة الكامنة المخزنة

ث=CU 2 /2.

لمقارنة المكثفات، يتم استخدام خصائص محددة، وهي نسبة الخصائص الرئيسية للمكثف إلى حجمه Vأو الكتلة م.

الجدول 1.1. الثوابت العازلة النسبية لبعض المواد

بالنسبة للمكثفات ذات التردد المنخفض، فإن الخصائص المحددة الرئيسية هي السعة النوعية جفوز (μF/سم 3) أو تهمة محددة ففوز (μC/سم 3)

معفاز = ج/الخامسأو سفاز = CU/V.

بالنسبة للمكثفات ذات التردد العالي* ذات الجهد العالي، فإن السمة المناسبة هي قوة رد الفعل محددة(فا / سم 3)

صفاز = دبليو سي يو 2/فولت.

يتم استخدامها لمكثفات التخزين كثيفة الاستهلاك للطاقة طاقة محددة Wفوز (ي / سم 3) و الثقل النوعي ميدق (ز / ي)

دبليويهزم =CU 2 /2V، مفاز = 2 م/CU 2 .

1.2. تصنيف المكثفات

يحتوي هذا الدليل على تصنيفين: أحدهما عام جدًا (الشكل 1.1)، حيث يكون هناك عدد من الميزات المتأصلة ليس فقط للمكثفات، ولكن أيضًا للعديد من العناصر الإلكترونية الأخرى، على سبيل المثال، حسب الغرض، وطريقة الحماية، والتركيب الطريقة، وما إلى ذلك، والثانية محددة، وتتعلق فقط بالمكثفات (الشكل 1.2). يعتمد على التقسيم الإضافي لمجموعات المكثفات حسب نوع العازل الكهربائي إلى مجموعات فرعية تتعلق باستخدامها في دوائر محددة من المعدات والغرض والوظيفة، على سبيل المثال، الجهد المنخفض والجهد العالي، التردد المنخفض والتردد العالي، نابض وبداية، قطبي وغير قطبي، قمع الضوضاء وقياس الجرعات وما إلى ذلك.

اعتمادا على الغرضتنقسم المكثفات إلى مجموعتين كبيرتين: للأغراض العامة والخاصة.

تتضمن مجموعة الأغراض العامة المكثفات المستخدمة على نطاق واسع المستخدمة في معظم أنواع وفئات المعدات تقريبًا. تقليديا، يتضمن المكثفات ذات الجهد المنخفض الأكثر شيوعا، والتي لا تخضع لمتطلبات خاصة.

جميع المكثفات الأخرى خاصة. وتشمل هذه: الجهد العالي، والنبض، وقمع الضوضاء، وقياس الجرعات، والبدء، وما إلى ذلك.

حسب طبيعة التغيير في القدراتهناك مكثفات ذات سعة ثابتة وسعة متغيرة ومكثفات ضبط (انظر الشكل 1.1).

ويترتب على اسم المكثفات الثابتة أن سعتها ثابتة ولا يمكن تعديلها أثناء التشغيل.

تسمح المكثفات المتغيرة بتغيير السعة أثناء تشغيل الجهاز. يمكن التحكم في السعة ميكانيكياً وكهربائياً (variconds) ودرجة الحرارة (المكثفات الحرارية). يتم استخدامها لضبط سلس للدوائر التذبذبية، في دوائر الأتمتة، وما إلى ذلك.

أرز. 1.1.التصنيف العام للمكثفات

تتغير قدرة المكثفات المعدلة أثناء التعديل لمرة واحدة أو بشكل دوري ولا تتغير أثناء تشغيل الجهاز. يتم استخدامها لضبط وتسوية السعات الأولية لدوائر التزاوج، وللضبط الدوري وضبط دوائر الدوائر حيث يلزم تغيير طفيف في السعة، وما إلى ذلك.

اعتمادا على طريقة التثبيتيمكن تصنيع المكثفات للدوائر المطبوعة أو التركيب السطحي، وكذلك لاستخدامها كجزء من الوحدات الدقيقة والدوائر الدقيقة أو للتواصل معها. يمكن أن تكون أسلاك المكثفات المثبتة على الحائط صلبة أو ناعمة، أو محورية أو شعاعية، ومصنوعة من سلك دائري أو شريط، على شكل بتلات، مع مدخل كبل، على شكل دبابيس تغذية، ومسامير دعم، وما إلى ذلك المكثفات ل

يمكن استخدام الدوائر الدقيقة والوحدات الدقيقة، بالإضافة إلى مكثفات الميكروويف، كأجزاء من سطحها. بالنسبة لمعظم أنواع الأكسيد، بالإضافة إلى المكثفات العابرة والمكثفات الداعمة، يتم توصيل إحدى الصفائح بالجسم، والذي يعمل بمثابة الطرف الثاني.

الشكل 1 2تصنيف المكثفات حسب نوع العازل

حسب طبيعة الحماية من عوامل التأثير الخارجيةيتم تصنيع المكثفات: غير محمية، محمية، غير معزولة، معزولة، مختومة ومختومة.

تسمح المكثفات غير المحمية بالتشغيل في ظروف الرطوبة العالية فقط كجزء من المعدات المغلقة. تسمح المكثفات المحمية بالتشغيل في المعدات من أي تصميم.

لا تسمح المكثفات غير المعزولة (المغلفة أو غير المطلية) بلمس هيكل الجهاز. على العكس من ذلك، تتمتع المكثفات المعزولة بطبقة عازلة جيدة إلى حد ما (المركبات والبلاستيك وما إلى ذلك) وتسمح للجسم بلمس الهيكل أو الأجزاء الحية من الجهاز.

تحتوي المكثفات المختومة على هيكل مبيت محكم الغلق بمواد عضوية.

تتميز المكثفات المختومة بتصميم غلاف محكم يلغي إمكانية الاتصال بين البيئة ومساحتها الداخلية. يتم الختم باستخدام الحالات الخزفية والمعدنية أو القوارير الزجاجية.

حسب نوع العازليمكن تقسيم جميع المكثفات إلى مجموعات: ذات عازل عضوي وغير عضوي وغازي وأكسيد، وهي أيضًا غير عضوية، ولكن نظرًا للخصائص الخاصة يتم فصلها إلى مجموعة منفصلة.

المكثفات ذات العازل العضوي. يتم تصنيع هذه المكثفات عادةً عن طريق لف شرائح طويلة رفيعة من ورق أو أغشية المكثف أو مزيج من الاثنين مع أقطاب كهربائية معدنية أو رقائق معدنية.

يعد تقسيم المكثفات ذات العزل العضوي إلى جهد منخفض (يصل إلى 1600 فولت) وجهد عالي (أكثر من 1600 فولت) أمرًا تعسفيًا تمامًا ولا يتم الالتزام به بدقة لجميع الأنواع. على سبيل المثال، بالنسبة للمكثفات الورقية، حد التقسيم هو جهد 1000 فولت.

بناءً على الغرض منها والمواد العازلة المستخدمة، يمكن تقسيم المكثفات ذات الجهد المنخفض إلى التردد المنخفض والتردد العالي.

لفيلم منخفض الترددوتشمل هذه المكثفات المعتمدة على الأفلام العضوية القطبية والضعيفة القطبية (الورق، الورق المعدني، البولي إيثيلين تيريفثاليت، مجتمعة، فيلم الورنيش، البولي كربونات والبولي بروبيلين)، والتي يكون لظل فقدان العزل الكهربائي اعتماد واضح بشكل حاد على التردد. إنها قادرة على العمل بترددات تصل إلى 10 4 -10 5 هرتز مع انخفاض كبير في سعة مكون الجهد المتغير مع زيادة التردد.

نحن فيلم عالي الترددوتشمل هذه المكثفات المعتمدة على أغشية عضوية غير قطبية (البوليسترين والبلاستيك الفلوري)، والتي تتميز بفقدان عازل منخفض لا يعتمد على التردد. أنها تسمح بالعمل على ترددات تصل إلى 10 5 -10 7 هرتز. يعتمد الحد الأعلى للتردد على تصميم اللوحات ومجموعة الاتصال وعلى السعة. تتضمن هذه المجموعة أيضًا بعض أنواع المكثفات المعتمدة على فيلم البولي بروبيلين منخفض القطبية.

المكثفات ذات الجهد العالييمكن تقسيمها إلى جهد مباشر عالي الجهد ونبض عالي الجهد.

تُستخدم المواد العازلة التالية لمكثفات التيار المستمر ذات الجهد العالي: الورق، والبوليسترين، والبولي تترافلوروإيثيلين (البلاستيك الفلوري)، والبولي إيثيلين تيريفثاليت (لافسان)، ومجموعة من الورق والأفلام الاصطناعية (مجتمعة).

يتم تصنيع المكثفات النبضية ذات الجهد العالي في معظم الحالات على أساس الورق والمواد العازلة المدمجة.

الشرط الرئيسي للمكثفات ذات الجهد العالي هو القوة الكهربائية العالية. لذلك، غالبا ما يلجأون إلى استخدام عازل مشترك، يتكون، على سبيل المثال، من طبقات من الورق والأفلام، وطبقات من الأفلام العضوية المختلفة وطبقة من العازل السائل (ورق مكثف مشرب). زادت المكثفات المدمجة من القوة الكهربائية والموثوقية ومقاومة العزل العالية مقارنة بالمكثفات الورقية.

المكثفات النبضية ذات الجهد العالي مع ارتفاع

يجب أن تسمح القوة الكهربائية والسعات الكبيرة نسبيًا بالتفريغ السريع، أي تمرير تيارات كبيرة. وبالتالي، يجب أن يكون محاثتها صغيرة حتى لا تشوه أشكال النبض. يتم تلبية هذه المتطلبات بشكل أفضل عن طريق الورق والورق المعدني والمكثفات المدمجة.

المكثفات الجرعاتتعمل في دوائر ذات أحمال تيار منخفضة. لذلك، يجب أن يكون لديهم تفريغ ذاتي منخفض جدًا، ومقاومة عزل عالية، وبالتالي ثابت زمني كبير. المكثفات PTFE هي الأنسب لهذا الغرض.

مصممة لتقليل التداخل الكهرومغناطيسي على نطاق ترددي واسع. لديهم محاثة ذاتية منخفضة، ونتيجة لذلك يزداد تردد الرنين ونطاق التردد المكبوت. بالإضافة إلى ذلك، لزيادة سلامة العاملين، يجب أن تتمتع مكثفات قمع الضوضاء بقوة عازلة عالية. مكثفات قمع التداخل مصنوعة من الورق، مدمجة وفيلم (معظمها لافسان).

المكثفات ذات العازلة غير العضوية. يمكن تقسيم المكثفات العازلة غير العضوية إلى ثلاث مجموعات: الجهد المنخفض والجهد العالي وقمع الضوضاء. يستخدمون السيراميك والزجاج والمينا الزجاجية والسيراميك الزجاجي والميكا كمواد عازلة. تصنع البطانات على شكل طبقة رقيقة من المعدن يتم تطبيقها على العازل عن طريق المعدنة المباشرة، أو على شكل رقائق رقيقة.

مجموعة مكثفات الجهد المنخفضيشمل المكثفات منخفضة التردد وعالية التردد.

وفقا للغرض منها، يتم تقسيمها إلى ثلاثة أنواع:

النوع 1 - المكثفات المخصصة للاستخدام في دوائر الرنين أو الدوائر الأخرى التي يكون فيها الفقد المنخفض واستقرار السعة العالي ضروريين؛

النوع 2 - المكثفات المعدة للاستخدام في دوائر الترشيح والحجب والفصل، أو الدوائر الأخرى التي لا يكون فيها الفقد المنخفض واستقرار السعة العالية ضروريين؛

النوع 3 - المكثفات الخزفية ذات الطبقة الحاجزة، المصممة للعمل في نفس الدوائر مثل المكثفات من النوع 2، ولكن لها قيمة مقاومة عزل أقل قليلاً وظل فقدان عازل أكبر، مما يحد من نطاق التطبيق على الترددات المنخفضة.

عادة، تعتبر المكثفات من النوع 1 عالية التردد، والنوعين 2 و 3 تعتبر ذات تردد منخفض. لا يوجد حد تردد محدد بين المكثفات من النوع 1 و 2. تعمل المكثفات عالية التردد في دوائر بترددات تصل إلى مئات الميغاهيرتز، وتستخدم بعض الأنواع في نطاق الجيجاهيرتز.

يتم تصنيف مكثفات الميكا والمينا الزجاجية (الزجاجية) على أنها مكثفات من النوع 1؛ ويمكن أن تكون المكثفات الزجاجية والسيراميك من النوع 1 أو النوع 2؛

المكثفات ذات الجهد العالييتم تصنيع الطاقة التفاعلية العالية والمنخفضة بشكل أساسي باستخدام مادة عازلة مصنوعة من السيراميك والميكا. وفقا للغرض منها، يمكن أن تكون من النوع 1 و 2، وكما هو الحال مع المكثفات ذات الجهد المنخفض، فهي مقسمة إلى عالية التردد ومنخفضة التردد.

المعلمة الرئيسية للمكثفات ذات الجهد المنخفض ذات الجهد العالي هي طاقة محددة، لذلك السيراميك بالنسبة لهم

مختارة مع ثابت عازلة عالية. بالنسبة للمكثفات عالية التردد، فإن المعلمة الرئيسية هي الطاقة التفاعلية المسموح بها. إنه يميز سعة تحميل المكثف في وجود الفولتية العالية التردد. ولزيادة القدرة التفاعلية، يتم اختيار السيراميك ذو الخسائر المنخفضة، كما تم تصميم تصميم وأطراف المكثفات للسماح بمرور التيارات الكبيرة.

مكثفات الميكا ذات الجهد العالي مصنوعة من رقائق معدنية، لأنها مصممة للعمل تحت أحمال تيار عالية.

مكثفات قمع الضوضاءمع عازل السيراميك غير العضوي تنقسم إلى الدعم والتغذية. الغرض الرئيسي منها هو قمع التداخل الصناعي والتداخل عالي التردد الناتج عن الأجهزة الصناعية والمنزلية وأجهزة المقوم وما إلى ذلك، بالإضافة إلى التداخل الجوي والتداخل المنبعث من مختلف الأجهزة الإلكترونية الراديوية، أي أنها في الأساس مرشحات تمرير منخفض. لهذه المجموعة، على أساس الغرض الوظيفيوالتصميم، يمكننا تصنيف مرشحات السيراميك بشكل مشروط.

المكثفات المرجعية- هذه هي المكثفات، أحد أطرافها عبارة عن لوحة معدنية داعمة ذات تثبيت ملولب.

مكثفات التغذيةإنها مصنوعة محورية - أحد أطرافها عبارة عن قضيب يحمل التيار يتدفق من خلاله التيار الكامل للدائرة الخارجية، وغير محورية - من خلال المحطات التي يتدفق فيها التيار الكامل للدائرة الخارجية.

تتميز المكثفات الخزفية المغذية بتصميم أنبوبي أو قرصي على شكل غسالات متجانسة متعددة الطبقات.

المكثفات ذات عازل الأكسيد (الاسم القديم - التحليل الكهربائي). وهي مقسمة إلى مكثفات: للأغراض العامة، ومكثفات غير قطبية، ومكثفات عالية التردد، ومكثفات نبضية، ومكثفات بدء التشغيل، ومكثفات عازلة للضوضاء. كمادة عازلة، يستخدمون طبقة أكسيد يتم تشكيلها كهروكيميائيًا على الأنود - وهو طلاء معدني مصنوع من معادن معينة.

اعتمادًا على مادة الأنود، تنقسم مكثفات الأكسيد إلى الألومنيوم والتنتالوم والنيوبيوم.

اللوحة الثانية للمكثف، الكاثود، هي المنحل بالكهرباء الذي يشرب الورق أو وسادة القماش في أكسيد الألومنيوم كهربائيا (السائل) ومكثفات التنتالوم، المنحل بالكهرباء السائل أو الشبيه بالهلام في المكثفات المسامية الحجمية التنتالوم، وأشباه الموصلات (المنجنيز ثاني أكسيد) في مكثفات أشباه الموصلات أكسيد.

المكثفات ذات عازل الأكسيد هي ذات جهد منخفض، مع خسائر كبيرة نسبيًا، ولكن على عكس الأنواع الأخرى من المكثفات ذات الجهد المنخفض، فهي تحتوي على شحنات كبيرة بشكل لا يضاهى وسعات كبيرة (من الوحدات إلى مئات الآلاف من الميكروفاراد). يتم استخدامها في مرشحات إمدادات الطاقة، ودوائر الفصل، والدوائر التحويلية والعابرة لأجهزة أشباه الموصلات بترددات منخفضة، وما إلى ذلك.

مكثفات مجموعة الأغراض العامةلديهم موصلية أحادية القطب (أحادية الجانب)، ونتيجة لذلك لا يمكن تشغيلها إلا مع وجود إمكانات إيجابية عند الأنود. ومع ذلك، هذه هي مكثفات الأكسيد الأكثر شيوعًا. يمكن أن تكون سائلة ومسامية حجمية وأشباه موصلات أكسيد.

المكثفات غير القطبيةمع عازل أكسيد يمكن توصيله بدائرة تيار مباشر ونابض بغض النظر عن القطبية، ويمكن أن يسمح أيضًا بتغيير القطبية أثناء التشغيل.

المكثفات غير القطبية مصنوعة من أكسيد الألومنيوم (السائل) كهربائيا والتنتالوم وأكسيد أشباه الموصلات التنتالوم.

المكثفات عالية التردد(أشباه الموصلات السائلة من الألومنيوم وأكسيد التنتالوم) تستخدم على نطاق واسع في إمدادات الطاقة الثانوية، كعناصر تخزين وتصفية في دوائر الفصل والدوائر الانتقالية لأجهزة أشباه الموصلات في نطاق تردد التيار النابض من عشرات الهرتز إلى مئات الكيلوهرتز. ويترتب على ذلك أن مفهوم "التردد العالي" لمكثفات الأكسيد نسبي. من حيث خصائص التردد، لا يمكن مقارنتها بالمكثفات غير العضوية.

لتوسيع إمكانيات استخدام مكثفات الأكسيد في نطاق تردد أوسع، من الضروري تقليل ممانعتها. لقد أصبح هذا ممكنًا مع ظهور حلول تصميم جديدة تمامًا - تصميمات رباعية الأطراف وتصميم مسطح من النوع "الكتابي"، مما يسمح بتشغيلها بترددات أعلى بكثير.

المكثفات النبضيةتستخدم في الدوائر الكهربائية ذات الشحن الطويل نسبيًا والتفريغ السريع، على سبيل المثال في أجهزة الفلاش الضوئي، وما إلى ذلك. يجب أن تكون هذه المكثفات كثيفة الاستهلاك للطاقة، ولها مقاومة منخفضة وجهد تشغيل مرتفع. يتم تلبية هذا المطلب بشكل أفضل بواسطة مكثفات ألومنيوم أكسيد الإلكتروليتات بجهد يصل إلى 500 فولت.

بدء المكثفاتتستخدم في المحركات غير المتزامنة، حيث يتم تشغيل السعة فقط عند بدء تشغيل المحرك. في ظل وجود سعة البدء، يقترب المجال الدوار للمحرك عند بدء التشغيل من المجال الدائري، ويزداد التدفق المغناطيسي. كل هذا يساعد على زيادة عزم الدوران وتحسين أداء المحرك.

ونظرًا لأن مكثفات البدء متصلة بشبكة التيار المتردد، فيجب أن تكون غير قطبية ولها خصائص مماثلة

يكون جهد التشغيل للتيار المتردد مرتفعًا بشكل خاص بالنسبة لمكثفات الأكسيد، ويتجاوز قليلاً جهد الشبكة الصناعية. في الممارسة العملية، يتم استخدام مكثفات البدء بسعة عشرات ومئات من الميكروفاراد، التي تم إنشاؤها على أساس أفلام أكسيد الألومنيوم مع المنحل بالكهرباء السائل.

إلى مجموعة الأكسيد المكثفات التدخل، المكثفاتيتم تضمين فقط مكثفات التنتالوم شبه الموصلة بأكسيد المرور. إنهم، مثل المكثفات التمريرية من الأنواع الأخرى، بمثابة مرشح تمرير منخفض، ولكن على عكسهم لديهم قيم سعة أكبر بكثير، مما يجعل من الممكن تحويل استجابة التردد إلى ترددات أقل.

المكثفات ذات العازل الغازي. وفقا للوظيفة المنفذة وطبيعة التغير في السعة، تنقسم هذه المكثفات إلى ثابتة ومتغيرة. يستخدمون الهواء والغاز المضغوط (النيتروجين والفريون وSF6) والفراغ كمادة عازلة. من سمات العوازل الغازية القيمة المنخفضة لظل فقدان العزل الكهربائي (حتى 10 -5) والثبات العالي للمعلمات الكهربائية. ولذلك، فإن مجال تطبيقهم الرئيسي هو المعدات ذات الجهد العالي والتردد العالي.

في المعدات الإلكترونية، يتم استخدام المكثفات ذات العازل الغازي على نطاق واسع. مكنسةبالمقارنة مع تلك القائمة على الهواء، فهي تتمتع بسعات محددة أعلى بكثير، وفقدان أقل في نطاق ترددي واسع، وقوة كهربائية أعلى واستقرار المعلمات عندما تتغير البيئة. بالمقارنة مع المكثفات المملوءة بالغاز، والتي تتطلب ضخًا دوريًا للغاز بسبب تسربه، تتميز المكثفات الفراغية بتصميم أبسط وأخف وزنًا، وفقدان أقل واستقرار أفضل لدرجة الحرارة؛ فهي أكثر مقاومة للاهتزاز وتسمح بقيمة أعلى من الطاقة التفاعلية.

تتميز المكثفات الفراغية ذات السعة المتغيرة بعزم دوران منخفض، ووزنها وأبعادها أقل بكثير مقارنة بالمكثفات الهوائية. يمكن أن يصل معامل تداخل السعة للمكثفات المتغيرة الفراغ إلى 100 أو أكثر.

تستخدم المكثفات الفراغية في أجهزة نقل النطاقات DV وMV وHF بترددات تصل إلى 30-80 ميجاهرتز كمكثفات الحلقة والحجب والتصفية والفصل، كما تستخدم كأجهزة تخزين في خطوط التشكيل الاصطناعية النبضية ومختلف أنواع المكثفات القوية. المنشآت ذات الجهد العالي والترددات العالية.

1.3. نظام الرموز ووضع العلامات على المكثفات

يمكن أن يكون رمز المكثفات مختصراً أو كاملاً.

وفقًا للنظام الحالي، يتكون الرمز المختصر من حروف وأرقام.

العنصر الأول هو حرف أو مجموعة من الحروف تشير إلى الفئة الفرعية للمكثف:

ك - القدرة الثابتة،

CT - ضبط،

KP - القدرة المتغيرة،

العنصر الثاني هو تعيين مجموعة المكثفات اعتمادًا على المادة العازلة وفقًا للجدول. 1.2

الجدول 1.2. رمز المكثفات حسب المادة العازلة

فئة فرعية مكثف	مجموعة المكثفات	تسمية المجموعة
المكثفات الثابتة	السيراميك في الاسمية
حاويات	الجهد أقل من 1600 فولت
	السيراميك ن أنا الاسمي على-
	الجهد 1000 فولت وما فوق
	زجاج
	سليكلوكيرامنتشسكي
	1 نبات بصري ذو مواد غير عضوية
	بالغازية
	ميكا منخفضة الطاقة
	ميكا جو ibioil power
	الجهد المقنن للورق
	الجهد أقل من 2 كيلو فولت، صور بالخارج
	Lum.1zhnys على الجهد الجنازة
	الجهد 2 كيلو فولت ن أعلاه، احباط
	ورق معدني
	أكسيد الألومنيوم كهربائيا
	mini
	براعة أكسيد كهربائيا -
	المعادن والنيوبيوم وغيرها.
	حجم مسامية
	أكسيد أشباه الموصلات
	مع عازل الهواء
	مكنسة
	البوليسترين	71(70)
	الفلوربلاستيك
	بولي ايثيلب تيريفثاليت	73(74)
	مجموع
	لاكوبليوتشنيس
	البولي
	مادة البولي بروبيلين
المكثفات المضبوطة	مكنسة
	مع عازل الهواء
	مع عازل الغازي
	مع عازل صلب
المكثفات المتغيرة	مكنسة
حاويات	مع عازل الهواء
	مع عازل الغازي
	مع عازل صلب

العنصر الثالث مكتوب بواصلة ويشير إلى رقم التسجيل لنوع معين من المكثفات. وقد يشمل العنصر الثالث أيضًا تسمية الرسالة

لا ينطبق النظام المذكور أعلاه على رموز الأنواع القديمة من المكثفات، والتي كانت تعتمد على ميزات مختلفة: أصناف التصميم، والميزات التكنولوجية، والخصائص التشغيلية، ومجالات التطبيق، وما إلى ذلك. على سبيل المثال:

دينار كويتي - المكثفات القرص،

كم - السيراميك متجانسة،

KLS - مقطع مصبوب من السيراميك،

KSO - مكثفات الميكا المضغوطة،

SGM - ميكا مختومة صغيرة الحجم،

KBGI - المكثفات الورقية المعزولة المختومة،

MBGCh - نطاقات التردد المختومة بالورق المعدني،

KEG - المكثفات كهربائيا مختومة،

هذا - التنتالوم كهربائيا المسامية الحجمية،

KPK - مكثفات ضبط السيراميك.

يتكون الرمز الكامل للمكثف من تسمية مختصرة وتعيين وقيمة المعلمات والخصائص الرئيسية المطلوبة للطلب والتسجيل في وثائق التصميم وتعيين النسخة المناخية ووثيقة التسليم.

تتم الإشارة إلى المعلمات والخصائص المضمنة في الرمز الكامل بالتسلسل التالي:

تسمية التسمية,

الجهد المقنن,

القدرة المقدرة,

الانحراف المسموح به للقدرة (التسامح) ،

المجموعة والطبقة لاستقرار درجة حرارة الحاوية،

الطاقة التفاعلية المقدرة,

الخصائص الإضافية الضرورية الأخرى.

دعونا نلقي نظرة على الأمثلة الرموزالمكثفات.

1. مكثف سيراميكي ذو سعة ثابتة عند القيمة الاسمية
جهد يصل إلى 1600 فولت برقم التسجيل 17 abbr.
تم تعيينه K10-17.

2. المتقلب مكثف السيراميكمع التسجيل
يتم اختصار الرقم 25 كـ KT4-25.

3. مكثف السيراميك K10-7V، واستخدام جميع المناخ
الجهد "B"، المجموعة TKE M47، السعة الاسمية 27 pF، مع التسامح
com ±10%، يتم توفيره وفقًا لـ GOST 5.621-70، ويتمتع بشروط كاملة
تعيين

K10-7V-M47-27pF ± 10% غوست 5.621-70.

4. مكثف البولي ايثيلين تيريفثاليت K74-5 الاسمي
سعة 0.22 ميكروفاراد، ±20% تسامح، مقدمة من
GOST 5.623-70، له رمز كامل

K74-5-0.22 ±F±20% GOST 5.623-70.

5. مكثف الألومنيوم كهربائيا أكسيد K50-7،
خيار التصميم "أ" للجهد المقنن 250 فولت ،
السعة الاسمية 100 ميكروفاراد، إصدار مناسب لجميع المناخات "B"،
تم توفيره وفقًا لـ GOST 5.636.-70، وله رمز كامل
نشوئها

K50-7a-250 V-100 uF-V غوست 5.635-70.

6. مكثف الانتهازي مع عازل السيراميك الصلب
tricom، KPK-M صغير الحجم، مع حدود السعة الاسمية
الجهد من 2 إلى 7 pF، المزود وفقًا لـ GOST 5.500-76، ممتلئ
رمز

KPK-M-2/7 غوست 5500-76.

العلامات الموجودة على المكثفات (وكذلك الرمز) هي أبجدية رقمية. يحتوي على: التسمية المختصرة للمكثف، والجهد المقنن، وقيمة السعة الاسمية، والموافقة، وتعيين النسخة المناخية (الحرف "B" للمكثفات ذات التصميم المناسب لجميع المناخات) وتاريخ الصنع.

اعتمادًا على حجم المكثفات المميزة ونوع الوثائق الفنية، يمكن استخدام التسميات الكاملة أو المختصرة (المشفرة) للسعات الاسمية وانحرافاتها المسموح بها. تهدف التسميات المشفرة إلى وضع علامات على المكثفات صغيرة الحجم والتسجيل على مخططات دوائر صغيرة الحجم ومتعددة العناصر.

يتكون التعيين الكامل للسعة الاسمية من قيمة السعة الاسمية (الرقم) وتعيين وحدة القياس (pF - بيكوفاراد، μF - ميكروفاراد، F - فاراد)، على سبيل المثال: 1.5 pF؛ 0.1 ميكروفاراد؛ 10 ميكروفاراد؛ 1 ف.

وتتكون التسمية المشفرة للسعات الاسمية من ثلاثة أو أربعة أحرف، بما في ذلك رقمان أو ثلاثة أرقام وحرف. يشير حرف الرمز من الأبجدية الروسية أو اللاتينية (بين قوسين) إلى المضاعف الذي يشكل قيمة السعة ويحدد موضع العلامة العشرية. الحروف ف( ص) ، ن ( ن) ، م (مو) ، أنا ( م) ، ف ( ف) تشير إلى العوامل 10 -12، 10 -9، 10 -6، 10 -3 و1، على التوالي، لقيم السعة المعبر عنها بالفاراد. على سبيل المثال، يجب أن تكتب: 1P5 (1 ص 5)، 10 ن (10 ن)، 10 م (10 ملم)، 1F0 (1 ف 0).

يتكون التعيين الكامل للانحراف المسموح به من أرقام، ويتكون الانحراف المشفر من أحرف. نظرًا لحقيقة أن تعيين الحروف للتسامح قد تغير وقد يحدث عمليًا خيارات مختلفة، في الجدول. 1.3 يُظهر التسميات المشفرة للتفاوتات وفقًا لمعايير اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ومنشورات اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) ومعيار CMEA.

ن ت أ ب ل ه 1.3. بيانات مقارنة عن تكوين وتعيين الانحرافات المسموح بها للحاويات

غوست 9061-73	غوست 11076-69	منشور اللجنة الانتخابية المستقلة 62	معيار CMEA
±0.1	±0.1 ف	±0.1 (فولت)	± 0.1 فولت (فولت)
±0.25	±0.2 ش	±0.25 (ج)	±0.25 (0.2) درجة مئوية (С)
±0.5	±0.5 د	± 0.5 (د)	±0.5 د (د)
±1	±1 ص	±1(و)	±1 ف (و)
±2	±2 لتر	±2(ز)	±2 فهرنهايت (ز)
±5	±5 أنا	±5 (1)	±5 أنا (أنا)
±10	±10 ج	±10(ك)	±10 ك (ك)
±20	±20 فولت _	±20 (م)	± 20 م (م)
±30	±30 ف	±30(ن)	±30 ن (ن)
0+50	-	-	0+50(0+80) أ (أ)
-	0+100 أنا	-	- ,
- 10+ 30 - 10+50	- 10+50 هـ	--10+30 (س) - 10 + 50 (تي)	-10+30 جم (س) -10+50 طن (طن)
-10+100	-10+100 يو	__	- 10+100 يو (أنت)
-20 + 50	-20+50 ب	-20 + 50 (ق)	-20 + 50 ب (ق)
-20+80	-20+80 أ	-20+80 (ض)	-20+80 (-20+100)
			ه (ي)
± 0.1 الجبهة الوطنية	_______	±0.1 الجبهة الوطنية (الخامس)	±0.1 بيكو فاراد الخامس (V)
+ 0.25 الجبهة الوطنية	_______	±025 الجبهة الوطنية (S)	±0.25 LF C (C)
± 0.5 الجبهة الوطنية	±0.4 بيكو فاراد X	± 0.5 الجبهة الوطنية (د)	±0.5 بيكو فاراد د (د)
±1 بيكو فاراد	-	±1 بيكو فاراد (ز)	±1 بيكو فاراد (F)

ملاحظة: بين قوسين، يتم إعطاء تسمية التسامح المستخدمة في المعايير الأجنبية بالأحرف اللاتينية.

القسم الثاني

المعلمات الكهربائية الأساسية وخصائص المكثفات

2.1. السعة الاسمية وانحراف السعة المسموح به

القدرة الاسمية- السعة التي يشار إلى قيمتها على المكثف أو المشار إليها في الوثائق التنظيمية والفنية وهي نقطة البداية لحساب الانحراف المسموح به.

يتم توحيد القيم الاسمية للقدرات واختيارها من سلسلة معينة من الأرقام. وفقًا لمعيار CMEA 1076-78، تم تثبيت سبعة صفوف: EZ؛ E6؛ E12؛ E24؛ إي 48؛ E96؛ E192. تشير الأرقام بعد الحرف E إلى عدد القيم الاسمية في كل فاصل عشري (عقد). على سبيل المثال، يحتوي الصف E6 على ست قيم للسعات الاسمية في كل عقد، والتي تتوافق مع الأرقام 1.0؛ 1.5؛ 2.2؛ 3.3؛ 4.7؛ 6,8 أو الأرقام التي يتم الحصول عليها عن طريق ضربها أو قسمتها على 10n، حيث ن- عدد صحيح موجب أو سلبي.

في إنتاج المكثفات، السلسلة الأكثر استخدامًا هي E3 وE6 وE12 وE24 (الجدول 2.1)، وفي كثير من الأحيان E48 وE96 وE192. يمكن تصنيع بعض المكثفات الخاصة بسعة معينة، والمشار إليها في وثيقة التسليم.

الجدول 2.1. السلسلة الأكثر استخدامًا للقيم الاسمية للقدرات

ه3	ه6	ه12	إي 24	ه3	هـ4	ه12	إي 24
1 ,0	1,0	1 ,0	1,0		3,3	3,3	3,3
			1,1				3,6
		1 ,2	1,2			3,9	3,9
			1,3				4,3
	1,5	1 ,5	1,5	4,7	4,7	4,7	4,7
			1,6				5,1
		1,8	1,8			5,6	5,6
			2,0				6,2
2,2	2,2	2,2	2,2		6,8	6,8	6,8
			2,4				7,5
		2,7	2,7			8,2	8,2
			3,0				9, 1

قد تختلف قيم السعة الفعلية عن القيم الاسمية داخلها الانحرافات المسموح بهاتتم الإشارة إلى الأخير كنسب مئوية وفقًا للسلسلة: ±0.1؛ ±0.25; ± 0.5؛ ± 1؛ ±2; ± 10؛ ±20؛ ± 30؛ 0+50; -10+30؛ -10+50؛ -10+100؛ -20 + 50؛ -20 + 80. بالنسبة للمكثفات ذات السعات الاسمية أقل من 10 pF، تتم الإشارة إلى الانحرافات المسموح بها بالقيم المطلقة: ±0.1؛ ±0.25; ±0.5 و±1 بيكو فاراد.

2.2. الجهد المقدر والتيار

الجهد المقنن - قيمة الجهد الموضحة على المكثف أو المحددة في الوثائق الفنية التي يمكنها ذلك

العمل في ظل ظروف محددة خلال فترة الخدمة مع الحفاظ على المعلمات ضمن الحدود المقبولة.

تعتمد قيمة الجهد المقنن على تصميم المكثف والخصائص الفيزيائية للمواد المستخدمة في بنائه.

يتم ضبط الجهد المقنن مع الهامش اللازم فيما يتعلق بالقوة الكهربائية للعازل الكهربائي، باستثناء حدوث شيخوخة مكثفة للعازل الكهربائي خلال فترة الخدمة المضمونة، مما يؤدي إلى تدهور كبير في الخصائص الكهربائية للمكثف.

تعتمد القوة الكهربائية للعازل على نوع الجهد الكهربائي (تيار مستمر، تيار متردد، نبض)، على درجة حرارة ورطوبة البيئة، على مساحة ألواح المكثفات، مع زيادة العدد “ نقاط الضعف» عازل، وفي وقت تشغيله. وبناء على ذلك، فإن قيمة الجهد المقنن تعتمد على هذه العوامل.

يتناقص الجهد المقنن للعديد من أنواع المكثفات مع زيادة درجة الحرارة المحيطة، لأنه مع زيادة درجة الحرارة، كقاعدة عامة، يتم تسريع عمليات الشيخوخة للعازل الكهربائي.