مكثف خطي. المكثفات الثابتة

مكثف(من اللات. مكثف- "مضغوط" أو "رشاقته" أو من اللات. التكثيف- "التراكم") - شبكة ذات طرفين ذات قيمة سعة معينة أو متغيرة وموصلية منخفضة؛ جهاز لتجميع الشحنة والطاقة في المجال الكهربائي.

المكثف هو مكون إلكتروني سلبي. في أبسط أشكاله، يتكون التصميم من قطبين كهربائيين على شكل لوحة (يُسمى بطانات) ، مفصولة بمادة عازلة سمكها صغير مقارنة بأبعاد الألواح (انظر الشكل). تحتوي المكثفات المستخدمة عمليًا على طبقات عديدة من الأقطاب الكهربائية العازلة ومتعددة الطبقات، أو شرائح من العازل الكهربائي والأقطاب الكهربائية المتناوبة، ملفوفة في أسطوانة أو متوازية مع أربع حواف مستديرة (بسبب اللف).

مكثف في الدائرة التيار المباشريمكنه توصيل التيار في لحظة توصيله بالدائرة (يتم شحن المكثف أو إعادة شحنه)؛ في نهاية عملية الانتقال، لا يتدفق أي تيار عبر المكثف، حيث يتم فصل ألواحه بواسطة عازل. في السلسلة التيار المتناوبيقوم بإجراء تذبذبات التيار المتردد عن طريق إعادة شحن المكثف بشكل دوري، ويغلق بما يسمى تيار التحيز.

في طريقة القياس الهيدروليكي، المكثف عبارة عن غشاء مرن يتم إدخاله في الأنبوب. يُظهر الرسم المتحرك الغشاء وهو يتمدد وينكمش بتدفق الماء، بشكل مشابه لشحن وتفريغ مكثف بواسطة تيار كهربائي.

من وجهة نظر طريقة السعة المعقدة، فإن المكثف لديه مقاومة معقدة

أين ي - وحدة خيالية، ω - التردد الدوري ( راد / ث) تدفق التيار الجيبية، F - التردد في هرتز, ج - سعة المكثف ( فاراد). ويترتب على ذلك أيضًا أن مفاعلة المكثف تساوي: . بالنسبة للتيار المباشر، يكون التردد صفرًا، وبالتالي فإن مفاعلة المكثف تكون لا نهائية (مثاليًا).

تردد الرنين للمكثف هو

في و > و ص يتصرف المكثف الموجود في دائرة التيار المتردد مثل ملف الحث. ولذلك، فمن المستحسن استخدام مكثف فقط على الترددات F< f p ، حيث تكون مقاومتها سعوية بطبيعتها. عادةً ما يكون الحد الأقصى لتردد تشغيل المكثف أقل بنحو 2-3 مرات من تردد الرنين.

يمكن للمكثف تخزين الطاقة الكهربائية. طاقة مكثف مشحون:

أين ش - الجهد (فرق الجهد) الذي يتم شحن المكثف به، و س - الشحنة الكهربائية.

تعيين المكثفات في المخططات. في روسيا، يجب أن تتوافق الرموز الرسومية الرمزية للمكثفات الموجودة في المخططات مع GOST 2.728-74] أو المعيار الدوليإيي 315-1975:

على الكهرباء مخططات الدوائريشار عادة إلى السعة الاسمية للمكثفات بالميكروفاراد (1 μF = 1 10 6 pF = 1 10 −6 F) والبيكوفاراد، ولكن غالبًا بالنانوفاراد (1 nF = 1 10 −9 F). بسعة لا تزيد عن 0.01 μF، تتم الإشارة إلى سعة المكثف بالبيكوفاراد، بينما يجوز عدم الإشارة إلى وحدة القياس، أي أنه تم حذف اللاحقة "pF". عند الإشارة إلى السعة الاسمية للسعة في الوحدات الأخرى، قم بالإشارة إلى وحدة القياس. بالنسبة للمكثفات الإلكتروليتية، وكذلك للمكثفات ذات الجهد العالي في المخططات، بعد الإشارة إلى تصنيف السعة، قم بالإشارة إلى الحد الأقصى لها جهد التشغيلفي فولت (V) أو كيلوفولت (كيلو فولت). على سبيل المثال: "10 ميكروفاراد × 10 فولت". ل المكثفات المتغيرةالإشارة إلى نطاق التغيير في السعة، على سبيل المثال: "10 - 180". حاليا يتم تصنيع المكثفات بسعات اسمية من سلسلة لوغاريتمية عشرية ذات قيم E3، E6، E12، E24، أي أن هناك 3، 6، 12، 24 قيمة في العقد الواحد، بحيث تكون القيم ذات التسامح المناسب (الانتشار) يغطي العقد بأكمله.

خصائص المكثفات

المعلمات الرئيسية القدرةالسمة الرئيسية للمكثف هي سعة، والتي تميز قدرة المكثف على تجميع الشحنات الكهربائية. يشير تعيين المكثف إلى قيمة السعة الاسمية، في حين يمكن أن تختلف السعة الفعلية بشكل كبير اعتمادًا على العديد من العوامل. السعة الفعلية للمكثف تحدد سعته الخصائص الكهربائية. وبالتالي، وفقًا لتعريف السعة، فإن الشحنة الموجودة على اللوحة تتناسب مع الجهد بين اللوحين ( س = CU). تتراوح قيم السعة النموذجية من وحدات بيكوفاراد إلى آلاف الميكروفاراد. ومع ذلك، هناك مكثفات (أيونستورات) بسعة تصل إلى عشرات الفاراد.

سعة مكثف مسطحمكونة من لوحين معدنيين متوازيين بمساحة سيقع كل منها على مسافة دمن بعضها البعض، في نظام SI يتم التعبير عنها بالصيغة: حيث هو ثابت العزل الكهربائي للوسط الذي يملأ الفراغ بين اللوحات (في الفراغ يساوي الوحدة)، وهو ثابت كهربائي يساوي عدديًا 8.854187817·10 −12 فهرنهايت/م. هذه الصيغة صالحة فقط عندما دأصغر بكثير من الأبعاد الخطية للصفائح.

للحصول على سعات كبيرة، يتم توصيل المكثفات على التوازي. في هذه الحالة، الجهد بين لوحات جميع المكثفات هو نفسه. إجمالي سعة البطارية موازيعدد المكثفات المتصلة يساوي مجموع سعات جميع المكثفات الموجودة في البطارية.

إذا كانت جميع المكثفات المتوازية لها نفس المسافة بين الألواح ونفس خصائص العزل الكهربائي، فيمكن تمثيل هذه المكثفات كمكثف كبير واحد، مقسم إلى أجزاء من مساحة أصغر.

عندما يتم توصيل المكثفات على التوالي، تكون شحنات جميع المكثفات هي نفسها، حيث يتم إمدادها من مصدر الطاقة إلى الأقطاب الكهربائية الخارجية فقط، وعلى الأقطاب الكهربائية الداخلية يتم الحصول عليها فقط بسبب فصل الشحنات التي كانت تحيد بعضها البعض سابقًا . إجمالي سعة البطارية بالتتابعالمكثفات المتصلة تساوي

أو

تكون هذه السعة دائمًا أقل من الحد الأدنى لسعة المكثف الموجود في البطارية. ومع ذلك، مع التوصيل المتسلسل، تقل احتمالية تعطل المكثفات، حيث أن كل مكثف يمثل جزءًا فقط من فرق الجهد لمصدر الجهد.

إذا كانت مساحة لوحات جميع المكثفات المتصلة على التوالي هي نفسها، فيمكن تمثيل هذه المكثفات كواحدة مكثف كبير، بين اللوحات التي يوجد بها كومة من الألواح العازلة لجميع المكثفات المكونة لها.

قدرة محددةتتميز المكثفات أيضًا بسعة محددة - نسبة السعة إلى حجم (أو كتلة) العازل الكهربائي. يتم تحقيق الحد الأقصى لقيمة السعة المحددة عند أقل سماكةعازل، ولكن هذا يقلل من جهد الانهيار.

كثافة الطاقةتعتمد كثافة الطاقة للمكثف الكهربائي على التصميم. يتم تحقيق أقصى كثافة باستخدام المكثفات الكبيرة، حيث تكون كتلة الغلاف صغيرة مقارنة بكتلة الألواح والإلكتروليت. على سبيل المثال، مكثف EPCOS B4345 بسعة 12000 ميكروفاراد، والحد الأقصى للجهد المسموح به 450 فولت وكتلة 1.9 كجم له كثافة طاقة عند أقصى جهد 639 جول/كجم أو 845 جول/لتر. هذه المعلمة مهمة بشكل خاص عند استخدام مكثف كجهاز لتخزين الطاقة، يليه إطلاقه الفوري، على سبيل المثال، في مسدس غاوس.

يتكون المكثف من لوحين تفصل بينهما طبقة عازلة. إذا وضعته على الأغطية ضغط متواصل، ثم سيتم شحن لوحة واحدة بشكل إيجابي، والآخر سلبي. بعد فصل المكثف، ستبقى الشحنات على اللوحات، مما يسمح لك باستخدام هذا الجهاز كجهاز تخزين طاقة كهربائية. تعتمد كمية الطاقة المتراكمة (السعة) على مساحة الألواح وموادها وخصائصها ونوع العزل الكهربائي الموضوع بين الألواح. الوحدة الأساسية للسعة هي الفاراد (F). هذه قيمة كبيرة إلى حد ما، في الممارسة العملية، عادة ما يتم استخدام أجزاء من الفاراد - ميكروفاراد (μF)، نانوفاراد (nF)، بيكوفاراد (pF).

1F = 1000000 فائق التوهج؛
1 فائق التوهج = 1000 نانو فاراد؛
1nF = 1000 الجبهة الوطنية.

المعلمة الثانية لأي مكثف، وهي مهمة جدًا، هي الجهد المقدر (التشغيل) للمكثف. هذا هو الجهد الذي يتم توفيره للألواح، والذي لا يمكن تجاوزه، وإلا فسوف يفشل المكثف. غالبًا ما تتم الإشارة إلى الجهد بالفولت والسعة على جسم المكثف نفسه.

المعلمة التالية ليست متأصلة في جميع أنواع المكثفات - القطبية. إذا كان المكثف قطبيًا، فيمكن تطبيق جهد ثابت فقط على أطرافه، مع وجود "+" للمصدر على اللوحة الموجبة، و"-" على اللوحة السالبة. تتم الإشارة إلى القطبية أيضًا على العلبة، غالبًا عن طريق وضع علامة على طرف واحد (إما "+" أو "-").

هذه هي الطريقة التي تتم بها الإشارة إلى القطبية على مكثفات SMD

يقع الشريط "ناقص" مقابل الإخراج "-".

وعلى المكثفات المحلية يمكن وضع "علامة الزائد" مباشرة على الجسم (على الجانب أو في النهاية)

هذا النوع دائمًا لديه علامة "ناقص" على الجسم

إذا كان المكثف غير قطبي، فإنه يمكن أن يعمل في دوائر التيار المتردد والتيار المستمر، وفي الحالة الثانية ليست هناك حاجة لمراقبة قطبية الجهد.

على المخططات الكهربائيةيتم تعيين المكثفات على النحو التالي:

هنا يوجد مكثف غير قطبي على اليسار، والرمزان الثاني والثالث يتوافقان مع مكثف قطبي، وفي الصورة الثالثة قد تكون علامة “+” غائبة.

وكمثال:

يتم تحديد المكثفات في المخططات بالرمز C، لذا فإن المكثف C1 غير قطبي بسعة 100 نانو فاراد، ومكثف C2 قطبي بسعة 30 ميكروفاراد لكل الفولطية 15 خامسا.

مهم! يمكنك استبدال المكثف بأي سعة مناسبة ونوع مناسب، ولكن بجهد ليس أقل من ذلك الموضح في الرسم التخطيطي. أعلى من فضلك.

المكثفات الثابتة

http://site/wp-content/plugins/svensoft-social-share-buttons/images/placeholder.png

يتكون المكثف من لوحين تفصل بينهما طبقة عازلة. إذا تم تطبيق جهد ثابت على اللوحات، فسيتم شحن لوحة واحدة بشكل إيجابي، والآخر سلبي. بعد فصل المكثف، ستبقى الشحنات الموجودة على الألواح، مما يسمح باستخدام هذا الجهاز كجهاز لتخزين الطاقة الكهربائية. تعتمد كمية الطاقة المتراكمة (السعة) على مساحة الألواح وموادها وخصائصها ونوع العزل الكهربائي الموضوع بين الألواح. […]

المكثف (الغطاء) عبارة عن "بطارية" صغيرة يتم شحنها بسرعة عندما يكون هناك جهد حولها ويتم تفريغها بسرعة عندما لا يكون هناك جهد كافٍ لحمل الشحنة.

السمة الرئيسية للمكثف هي قدرته. يشار إليه بالرمز جووحدة قياسه هي الفاراد. كلما كانت السعة أكبر، كلما زادت كمية الشحن التي يمكن للمكثف الاحتفاظ بها عند جهد معين. ايضا من أكثرالقدرة، أقلسرعة الشحن والتفريغ.

القيم النموذجية المستخدمة في الإلكترونيات الدقيقة: من عشرات البيكوفاراد (pF، pF = 0.000000000001 F) إلى عشرات الميكروفاراد (μF، μF = 0.000001). أكثر أنواع المكثفات شيوعًا هي المكثفات الخزفية والإلكتروليتية. السيراميك أصغر حجمًا وعادةً ما تصل سعته إلى 1 ميكروفاراد؛ إنهم لا يهتمون بأي من جهات الاتصال سيتم توصيلها بعلامة الجمع وأيها بالطرح. تحتوي المكثفات الإلكتروليتية على سعات تبدأ من 100 pF وهي قطبية: يجب توصيل جهة اتصال معينة بالموجب. أصبحت الساق المقابلة للزائد أطول.

يتكون المكثف من لوحين تفصل بينهما طبقة عازلة. تتراكم الشحنات على الصفائح: إحداهما موجبة والأخرى سالبة؛ وبالتالي خلق الداخل الجهد االكهربى. يمنع العازل الكهربائي الجهد الداخلي من أن يصبح داخليًا حاضِر، والتي من شأنها أن تعادل اللوحات.

الشحن والتفريغ

النظر في هذا الرسم البياني:

عندما يكون المفتاح في الموضع 1، يتم إنشاء جهد كهربائي على المكثف - ويتم شحنه. تكلفة سعلى اللوحة في وقت معين يتم حسابه بواسطة الصيغة:

ج- سعة، ه- الأس (ثابت ≈ 2.71828)، ر- الوقت من بداية الشحن. دائمًا ما تكون الشحنة الموجودة على اللوحة الثانية هي نفسها تمامًا من حيث القيمة، ولكن مع علامة المعاكس. إذا كان المقاوم رقم بإزالته، ستبقى مقاومة صغيرة فقط للأسلاك (ستصبح هذه القيمة ر) وسيتم الشحن بسرعة كبيرة.

وبرسم الدالة على الرسم البياني نحصل على الصورة التالية:

كما ترون، فإن الشحنة لا تنمو بشكل موحد، ولكن بشكل عكسي بشكل كبير. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه مع تراكم الشحنة، فإنها تخلق المزيد والمزيد من الجهد العكسي رأس المال الاستثماريالذي "يقاوم" الخامس في.

كل شيء ينتهي بهذا رأس المال الاستثماريتصبح متساوية في القيمة الخامس فيويتوقف التيار عن التدفق تمامًا. عند هذه النقطة يقال أن المكثف قد وصل إلى نقطة التشبع (التوازن). تصل الشحنة إلى الحد الأقصى.

تذكر قانون أوميمكننا تصوير اعتماد التيار في دائرتنا عند شحن المكثف.

الآن بعد أن أصبح النظام في حالة توازن، ضع المفتاح في الموضع 2.

تحتوي لوحات المكثف على شحنات ذات إشارات معاكسة، فهي تولد جهدًا - يظهر تيار من خلال الحمل (الحمل). سوف يتدفق التيار في الاتجاه المعاكس مقارنة بإتجاه مصدر الطاقة. سيحدث التفريغ أيضًا بالطريقة المعاكسة: في البداية سيتم فقدان الشحن بسرعة، ثم مع انخفاض الجهد الناتج عنه، سيكون أبطأ وأبطأ. إذا ل س 0حدد الشحنة التي كانت على المكثف في البداية، ثم:

تبدو هذه القيم على الرسم البياني كما يلي:

مرة أخرى، بعد مرور بعض الوقت، سيصل النظام إلى حالة من الراحة: ستفقد كل الشحنات، وسيختفي الجهد، وسيتوقف تدفق التيار.

إذا استخدمت المفتاح مرة أخرى، سيبدأ كل شيء في دائرة. لذا فإن المكثف لا يفعل شيئًا سوى قطع الدائرة عندما يكون الجهد ثابتًا؛ و"يعمل" عندما يتغير الجهد فجأة. تحدد هذه الخاصية متى وكيف يتم استخدامها عمليًا.

التطبيق في الممارسة العملية

من بين الأنماط الأكثر شيوعًا في الإلكترونيات الدقيقة هي الأنماط التالية:

مكثف احتياطي (غطاء تجاوز) - لتقليل تموجات جهد الإمداد

مكثف المرشح - لفصل مكونات الجهد الثابت والمتغير، لعزل الإشارة

مكثف الاحتياطي

تم تصميم العديد من الدوائر لتوفير طاقة ثابتة ومستقرة. على سبيل المثال، 5 فولت. مزود الطاقة يزودهم بها. لكن الأنظمة المثالية غير موجودة، وفي حالة حدوث تغيير مفاجئ في الاستهلاك الحالي للجهاز، على سبيل المثال، عند تشغيل أحد المكونات، فإن مصدر الطاقة ليس لديه الوقت "للرد" بشكل فوري وعلى المدى القصير يحدث انخفاض الجهد. بالإضافة إلى ذلك، في الحالات التي يكون فيها السلك من مصدر الطاقة إلى الدائرة طويلًا بما فيه الكفاية، فإنه يبدأ في العمل كهوائي ويدخل أيضًا ضوضاء غير مرغوب فيها إلى مستوى الجهد.

عادة، لا يتجاوز الانحراف عن الجهد المثالي ألف فولت، وهذه الظاهرة غير ذات أهمية على الإطلاق عندما يتعلق الأمر بالطاقة، على سبيل المثال، المصابيح أو المحرك الكهربائي. ولكن في الدوائر المنطقية، حيث يحدث تبديل المنطق صفر والمنطق واحد بناءً على التغيرات في الفولتية الصغيرة، يمكن الخلط بين ضوضاء مصدر الطاقة وإشارة، مما سيؤدي إلى تبديل غير صحيح، والذي، مثل تأثير الدومينو، سيضع النظام في حالة لا يمكن التنبؤ بها.

ولمنع مثل هذه الإخفاقات، يتم وضع مكثف احتياطي مباشرة أمام الدائرة

في اللحظات التي يكون فيها الجهد ممتلئا، يتم شحن المكثف حتى التشبع ويصبح شحنة احتياطية. بمجرد انخفاض مستوى الجهد على الخط، يعمل المكثف الاحتياطي كبطارية سريعة، حيث يطلق الشحنة المتراكمة مسبقًا لملء الفجوة حتى يعود الوضع إلى طبيعته. تحدث مثل هذه المساعدة لمصدر الطاقة الرئيسي عددًا كبيرًا من المرات كل ثانية.

إذا فكرنا من وجهة نظر مختلفة: يقوم المكثف باستخراج المكون المتناوب من الجهد المباشر، ويمرره عبر نفسه، ويأخذه من خط الطاقة إلى الأرض. وهذا هو السبب في أن المكثف الاحتياطي يسمى أيضًا "المكثف الالتفافي".

ونتيجة لذلك، يبدو الجهد السلس كما يلي:

المكثفات النموذجية المستخدمة لهذه الأغراض هي المكثفات الخزفية ذات القيمة الاسمية 10 أو 100 nF. الخلايا الإلكتروليتية الكبيرة غير مناسبة لهذا الدور، لأن فهي أبطأ ولن تكون قادرة على إطلاق شحنتها بسرعة في هذه الظروف، حيث يكون الضجيج عالي التردد.

في جهاز واحد، يمكن أن تكون المكثفات الاحتياطية موجودة في العديد من الأماكن: أمام كل دائرة، وهي وحدة مستقلة. على سبيل المثال، يحتوي Arduino بالفعل على مكثفات احتياطية تضمن التشغيل المستقر للمعالج، ولكن قبل تشغيل شاشة LCD المتصلة به، يجب عليك تثبيت خاصتك.

مكثف التصفية

يتم استخدام مكثف مرشح لإزالة الإشارة من المستشعر الذي ينقلها على شكل جهد متفاوت. ومن أمثلة هذه المستشعرات الميكروفون أو هوائي Wi-Fi النشط.

دعونا نلقي نظرة على مخطط الاتصال لميكروفون الإلكتريت. يعد ميكروفون الإلكتريت هو الأكثر شيوعًا وفي كل مكان: وهذا هو بالضبط ما يتم استخدامه فيه الهواتف المحمولة، في ملحقات الكمبيوتر، وأنظمة العناوين العامة.

يتطلب الميكروفون طاقة للتشغيل. وفي حالة الصمت تكون مقاومتها عالية وتصل إلى عشرات الكيلو أوم. عندما يتأثر بالصوت، يتم بناء المصراع في الداخل حقل التأثير الترانزستوريفتح ويفقد الميكروفون المقاومة الداخلية. يحدث فقدان المقاومة واستعادتها عدة مرات كل ثانية ويتوافق مع مرحلة الموجة الصوتية.

عند الإخراج، نحن مهتمون فقط بالجهد في تلك اللحظات التي يوجد فيها صوت. إذا لم يكن هناك مكثف ج، سيتأثر الإخراج دائمًا بشكل إضافي بجهد الإمداد الثابت. جيحجب هذا المكون الثابت ويسمح فقط للانحرافات التي تتوافق مع الصوت بالمرور.

الصوت المسموع الذي يهمنا يقع في نطاق التردد المنخفض: 20 هرتز - 20 كيلو هرتز. من أجل عزل إشارة الصوت عن الجهد، وليس عن ضوضاء الطاقة عالية التردد، كما جيتم استخدام مكثف إلكتروليتي بطيء بقيمة اسمية تبلغ 10 ميكروفاراد. إذا تم استخدام مكثف سريع، على سبيل المثال 10 nF، فإن الإشارات غير الصوتية سوف تمر عبر إلى الإخراج.

لاحظ أنه يتم توفير إشارة الخرج كجهد سلبي. أي أنه عندما يكون الخرج متصلاً بالأرض، فإن التيار سوف يتدفق من الأرض إلى الخرج. قيم الجهد القصوى في حالة الميكروفون هي عشرات الميلي فولت. لعكس الجهد وزيادة قيمته، الخرج الخامس خارجعادة ما يتم توصيله بمضخم تشغيلي.

توصيل المكثفات

بالمقارنة مع الاتصال المقاومات، فإن حساب التصنيف النهائي للمكثف يبدو في الاتجاه المعاكس.

في اتصال موازيةيتم تلخيص السعة الإجمالية:

عند التوصيل على التوالي، يتم حساب السعة النهائية باستخدام الصيغة:

إذا كان هناك مكثفان فقط، فمن خلال التوصيل التسلسلي:

في حالة خاصة لمكثفين متطابقين، السعة الإجمالية اتصال تسلسليما يعادل نصف قدرة كل منهما.

خصائص الحد

تشير الوثائق الخاصة بكل مكثف إلى الحد الأقصى للجهد المسموح به. تجاوزه يمكن أن يؤدي إلى انهيار العازل الكهربائي وانفجار المكثف. بالنسبة للمكثفات الإلكتروليتية، يجب مراعاة القطبية. خلاف ذلك، إما أن يتسرب المنحل بالكهرباء أو سيحدث انفجار مرة أخرى.

لفئة:

إنتاج أجهزة الراديو

المكثفات الثابتة

يتم استخدام المكثفات الثابتة في دوائر مختلفة لفصل مكونات التيار المتردد والمباشر وتسهيل تموج الفولتية المعدلة. بالاشتراك مع عناصر الدائرة الأخرى، تشكل المكثفات دوائر رنين تستخدم على نطاق واسع في أجهزة الراديو.

يتم تصنيف المكثفات الثابتة وفقًا لسعتها المقدرة وفئة الدقة وجهد التشغيل المقدر والغرض والمواد العازلة وميزات التصميم.

القيم الاسميةيتم تحديد قدرات المكثفات بواسطة GOST 2519 - 60.

عند تصنيع المكثفات، تختلف قيمة السعة الفعلية عن القيمة الاسمية المشار إليها في العلامة. يسمى الانحراف المسموح به للسعة عن القيمة الاسمية بالتسامح. وفقًا لهذا المبدأ، يتم تقسيم جميع المكثفات إلى خمس فئات: 0، 1، II، III، IV، وتكون تفاوتاتها على التوالي ±2%؛ ±5%؛ ±10%؛ ±20% ومن -20 إلى +50%.

اعتمادًا على الغرض، هناك مكثفات حلقة وفصل وحجب وتصفية.

بناءً على المادة العازلة، تنقسم المكثفات إلى ميكا، سيراميك، ورق، ورق معدني، ورق زيتي، فيلم، مينا زجاجية، سيراميك زجاجي، كهربائيا، هواء، فراغ، مملوء بالغاز.

بناءً على تصميمها، يتم تقسيم المكثفات إلى أنبوبي، وقرص، وأسطواني، ووعاء، ومعقوص ومختوم، ومسطح وأسطواني، وما إلى ذلك.

وبغض النظر عن نوعه، فإن المكثف يتميز بجهد تشغيله. جهد التشغيل هو الجهد الذي يمكن أن تظل فيه لوحات المكثفات لفترة طويلة دون انهيار العازل الكهربائي الذي يفصل بينها. يتم التعبير عن جهد التشغيل بالفولت.

أهمية عظيمةللتشغيل العادي للمكثف، لديه مقاومة العزل. عندما تكون مقاومة العزل منخفضة، تحدث تسربات تعطل العمل العاديمخطط. تتميز الخسائر في المكثف بظل فقدان العزل الكهربائي، الذي يعبر عن نسبة قوة الخسائر النشطة إلى القدرة التفاعلية للمكثف.

في المكثفات منخفضة الطاقة، يحدث فقدان الطاقة بشكل رئيسي بسبب التوصيل العازل والتباطؤ العازل، أي الخسائر الناجمة عن دوران الجزيئات القطبية في اتجاه المجال عند تطبيق الجهد على اللوحات. تكون الخسائر في الصفائح والأقطاب صغيرة، لذا يتم إهمالها عادةً.

واحد من أهم الخصائصالسمة الرئيسية للمكثف هي الاستقرار - ثبات قيمة سعة المكثف أثناء التشغيل. يمكن أن يكون التغيير في القدرة مؤقتًا أو لا رجعة فيه. العامل الرئيسي الذي يؤثر على استقرار سعة المكثف هو تأثير درجة الحرارة. بيئةوتسخين المكثف بسبب الطاقة المتبددة عليه. مع ارتفاع درجة الحرارة، تزداد الأبعاد الهندسية للمادة، مما يستلزم تغيرًا مؤقتًا (حتى تعود درجة الحرارة إلى قيمتها الأصلية) في السعة.

ومع ذلك، فإن الزيادة في درجة الحرارة يمكن أن تؤدي أيضًا إلى تغيرات لا رجعة فيها في السعة. على سبيل المثال، في المكثف، قد يحدث إعادة ترتيب فجوات الهواء بين الألواح والعازل الكهربائي. يحدث أيضًا تغيير لا رجعة فيه في السعة بسبب شيخوخة العازل الكهربائي، والذي يتكون من تغير في ثابت العزل الكهربائي.

تدابير لمكافحة التغيرات في سعة المكثفات - تشريبها مركبات خاصة(زيت الخروع، السيريسين، الفازلين، إلخ.) وطلاء ألواح الميكا بالفضة بدلاً من استخدام رقائق معدنية. في الحالات الحرجة بشكل خاص، يتم إغلاق المكثفات.

عند وضع علامة على المكثفات، حدد النوع وجهد التشغيل المقدر والسعة المقدرة (بالبيكوفاراد أو الميكروفاراد) وفئة الدقة (الانحراف المسموح به عن السعة المقدرة بالنسبة المئوية).

تحتوي مكثفات الميكا والمينا الزجاجية على مؤشرات إضافية تشير إلى الانتماء إلى مجموعة TKE (معامل درجة حرارة السعة) في شكل الحروف A، B، C، D للميكا وP، O، M، P للمينا الزجاجية. تتم الإشارة إلى معامل درجة حرارة سعة المكثفات الخزفية بواسطة رمز اللون: يتم طلاء أجسام المكثفات بألوان مجموعة TKE.

أرز. 1. مكثفات الميكا: أ-KSO؛ ب – كي اس جي

يمكن أن تعمل مكثفات KSO في نطاق درجات الحرارة من 60 إلى 470 درجة مئوية، مع رطوبة هواء نسبية تصل إلى 80٪ (على المدى القصير - ما يصل إلى 98٪) وفي الضغط الجويلا يقل عن 5 ملم زئبق. سم (للمكثفات لجهد التشغيل حتى 500 فولت). عند تركيب مكثفات KSO في الدوائر أنواع مختلفةالمعدات، يجب أن نتذكر أن لديهم TKE مختلفة.

بالإضافة إلى ذلك، يتم إنتاج مكثفات الميكا المقولبة المقاومة للحرارة KSOT، بالإضافة إلى المكثفات عالية الموثوقية K31U-ZE.

بالإضافة إلى المكثفات المقولبة، يتم إنتاج مكثفات ميكا مختومة في علب معدنية وسيراميك.

مكثفات KSG (مكثفات الميكا المختومة) في العلب المعدنية (الشكل 39، ب) تأتي في نوعين: KSG-1 وKSG-2. تُستخدم المكثفات KSG -1 للسعات الاسمية التي تتراوح بين 470 - 20000 pF، وKSG -2 - من 0.02 إلى 0.1 μF عند جهد تشغيل يبلغ 500 و1000 فولت. تتوفر هذه المكثفات في فئات الدقة 0، وI، وII، وIII.

مكثفات SGM (ميكا صغيرة الحجم مختومة) في علب سيراميك مقاومة للرطوبة، ملحومة في الأطراف، بها صفائح فضية مترسبة على الميكا. يتم إنتاجها في أربعة أنواع من الأبعاد الكلية: SGM -1، SGM -2، SGM -3 وSGM -4. يتراوح وزن مكثفات SGM من 3 إلى 10 جم، وقيم السعة الاسمية من 100 إلى 10000 pf مع تفاوتات لفئات الدقة 0 I وII وIII. وهي مصممة لتشغيل الفولتية من 250 إلى 1500 فولت. في الجو الرطب، تعمل هذه المكثفات بشكل أكثر استقرارًا من مكثفات KSO.

لتصنيع مكثفات الميكا، يتم استخدام أعلى درجة من الميكا - المسكوفيت. تصنع صفائح المكثف من رقائق معدنية رقيقة (الألومنيوم أو الرصاص أو القصدير أو النحاس) بسمك يتراوح بين 7 - 100 ميكرون.

تُستخدم الفضة كألواح للمكثفات عالية الثبات، والتي يتم حرقها أو رشها.

المكثفات السيراميكية. تنقسم المكثفات الخزفية حسب تصميمها إلى أنبوبي وقرص. الأكثر شيوعًا هي المكثفات الأنبوبية KTK و KT (المكثفات الخزفية الأنبوبية). مكثف KTK (الشكل 40، أ) عبارة عن أنبوب سيراميكي ذو جدران رقيقة، من الخارج و السطح الداخليوهي مغلفة بطبقات رقيقة من الفضة. المحطات الطرفية من اللوحات مصنوعة من الأسلاك النحاسية المطلية بالفضة.

تتميز مكثفات KTM (المكثفات الأنبوبية الصغيرة) بتصميم مشابه لمكثفات KTK، لكن أبعادها أصغر.

ما يسمى بالدعم مناسب جدًا للتثبيت. المكثفات السيراميكيةشركة فيها، يتم توصيل البطانة الخارجية بمسمار، والذي يعمل على تقوية المكثف على هيكل معدني (لوحة) وتأريض هذه البطانة بشكل موثوق. البطانة الداخلية لها منفذ على شكل بتلة.

في المعدات الراديوية المخصصة للعمل في ظروف رطوبة عالية، يوصى باستخدام المكثفات الأنبوبية KGK (المكثفات الخزفية المغلقة) ذات الغلاف الخزفي المقاوم للرطوبة.

يتم تضييق أساس المكثفات KDK و KD (المكثفات القرصية الخزفية) بواسطة لوحة خزفية مصنوعة على شكل قرص. وبطاناتها عبارة عن طبقات رقيقة من الفضة تترسب على كل سطح من أسطح هذه اللوحة. تنقسم مكثفات KDK (الشكل 2، ج)، اعتمادًا على قطر القرص، إلى ثلاثة أنواع:

أرز. 2. المكثفات السيراميكية: أ - KTK؛ ب-KGK : v-KDK

مكثفات KDM (المكثفات القرصية الصغيرة)، المخصصة للمعدات صغيرة الحجم المجمعة على أجهزة أشباه الموصلات، يبلغ قطرها 4 مم. أطراف KDK وKDM عبارة عن أسلاك ملحومة بالألواح.

مكثفات KDU (المكثفات القرصية لدوائر الموجات القصيرة جدًا) لها نفس قطر KDK، لكن استنتاجاتها مصنوعة على شكل بتلات قصيرة وواسعة.

في مكثفات KDO (المكثفات الداعمة للقرص)، يتم لحام إحدى اللوحات برأس المزلاج، والذي يعمل على تثبيت المكثف بالهيكل وتوصيل هذه اللوحة بالهيكل بشكل آمن. اللوحة الثانية لها مخرج على شكل بتلة.

أرز. 3. قسم مكثف الورق: 1- ورق مكثف: 2- ورق فويل

كمادة عازلة في المكثفات الخزفية، يتم استخدام سيراميك مكثف خاص، يتميز بارتفاع نسبي ثابت العزل الكهربائيوخسائر صغيرة. يتم إنتاج مكثفات KTK بسعات تتراوح من 2 إلى 100 pF، ويتم إنتاج مكثفات KDK من 1 إلى 75 pF في فئات الدقة 0 وI وII وIII. يتم تصنيع مكثفات KDM بسعات اسمية من 1 إلى 220 pF وفقًا لفئات الدقة I وII وIII، ومكثفات KTM بسعة من 1 إلى 10000 pf أيضًا وفقًا لفئات الدقة I وII وIII.

في مؤخراالمكثفات السيراميكية قيم كبيرةالسعة (حوالي 0.01 μF) بأبعاد صغيرة لـ CLS (مقطع صب السيراميك) وKP (لوحة سيراميك) وKPS (لوحة سيراميكية كهروضوئية).

المكثفات الورقية في المكثفات الورقية، يتم استخدام ورق مكثف بسمك يتراوح من 4 إلى 10 ميكرون كعازل، ويتم استخدام رقائق الألومنيوم أو الرصاص والقصدير بسمك 7-7.5 ميكرون كألواح.

يتكون قسم مكثف الورق من شرائح رقائق معدنية 2، يتم وضع ورقة مكثف بينها؛ يجب أن يكون عدد طبقات الورق طبقتين على الأقل. مع طبقة واحدة من الورق، فإن احتمال الانهيار السريع للمكثف سيزداد بشكل كبير، لأن الورقة تحتوي على كمية معينة من الادراج الموصلة كهربائيا.

في إنتاج المعدات الراديوية، يتم استخدام مكثفات KBG (المكثفات الورقية المختومة) بشكل أساسي. يحتوي هذا النوع من المكثفات على عدد من الأصناف:
- KBG-I - في علبة أسطوانية مصنوعة من السيراميك أو الزجاج؛
— KBG-M1 وKBG-M2 - في علبة معدنية بها طرف واحد أو أكثر معزول عن العلبة (الشكل 42، ب)؛ KBG-MP - في علبة معدنية مستطيلة، مسطحة؛
- KBG -MN- في علبة معدنية مستطيلة عادية.

قيم السعة الاسمية للمكثفات KBG-I وKBG-MN وKBG-MP من 470 pf إلى 10 μf عند جهد التشغيل 200 و400 و600 و1000 و1500 فولت، والمكثفات KBG-M1 وKBG-M2 من 0.1 إلى 0.25 μF عند جهد التشغيل 200 أو 400 أو 600 فولت.

بالنسبة للمعدات الصغيرة الحجم التي تعتمد على أجهزة أشباه الموصلات، يتم إنتاج مكثفات خاصة BM وBGM (ورقة صغيرة الحجم مختومة - الشكل 42، هـ) وBGMT (مكثفات ورقية صغيرة الحجم مقاومة للحرارة ومختومة).

السعات الاسمية لمكثفات BM: من 510 إلى 2200 pF عند جهد تشغيل 300 فولت ؛ من 3300 pF إلى 0.03 μF عند جهد تشغيل 200 فولت ؛ 0.04 و 0.05 ميكروفاراد عند جهد تشغيل 150 فولت. يتم تصنيع هذه المكثفات وفقًا لفئتي الدقة II و III.

يتم إنتاج المكثفات BGM (BGM -1 وBGM -2) باتجاه التشغيل، وتجدر الإشارة إلى المكثفات الصغيرة المختومة K40P-1، والمختومة K40P-2، وغير المختومة K40P-3، وكذلك المقاومة للحرارة K40U- 9 (حتى +125 درجة مئوية) .

أرز. 4. المكثفات الورقية: أ - KBG-I؛ ب - CBG-M؛ ج -CBG-MP؛ ز - CBG-MN؛ 3-بي جي إم؛ ه - بي ام

تشمل تكنولوجيا تصنيع المكثفات الورقية أقسام اللف والضغط والتجفيف والتشريب والتجميع.

المكثفات الورقية المعدنية. تستخدم المكثفات الورقية المعدنية على نطاق واسع لأنها ذات أبعاد صغيرة نسبيًا (حجم صغير ووزن لكل وحدة سعة) وفي نفس الوقت لها خصائص عزل جيدة. تصنع صفائح مكثف الورق المعدني على شكل طبقة من المعدن يصل سمكها إلى جزء من مائة من الميكرون. يتم تطبيق المعدن على شريط ورقيبطريقة التبخير الفراغي.

يتم إنتاج المكثفات الورقية المعدنية في علب معدنية محكمة الغلق ذات شكل مستطيل أو أسطواني. وهي تحمل علامات MBGP (ورق معدني مختوم في غلاف مستطيل)، MBGC (ورق معدني مختوم في غلاف أسطواني)، MB GO (ورق معدني مختوم، طبقة واحدة من العزل الكهربائي)، MBGCH (تردد ورق معدني مختوم)، MB G (مختوم ورق معدني مقاوم للحرارة).

اعتمادًا على الغرض، يتم تصنيع هذه المكثفات بسعة تتراوح من 0.025 إلى 30 ميكروفاراد لتشغيل الفولتية من 160 إلى 1500 فولت. مكثفات .MBM (ورق معدني صغير الحجم) لجهد تشغيل يبلغ 160 فولت مخصصة للاستخدام في المعدات التي تستخدم أجهزة أشباه الموصلات. تظهر بعض أنواع المكثفات الورقية المعدنية في الشكل. 5.

مثل طلاء معدنيتستخدم المكثفات الورقية المعدنية عادةً الزنك والألومنيوم والنيكل. نظرًا لأن الطبقة المعدنية المطبقة على الورق رقيقة جدًا وعرضة للأكسدة، فإن العمر الافتراضي للورق المعدني في الهواء الطلق يكون محدودًا. الطلاءات المصنوعة من الألومنيوم والنيكل أقل عرضة للتآكل مقارنة بالزنك.

المكثفات الورقية المعدنية تشفى ذاتيًا بعد انقطاع التيار الكهربائي. ويحدث الشفاء الذاتي لأن الطاقة الكهربائية المخزنة في المكثف أو الموردة إليه من الخارج كافية لتبخير الطبقة المعدنية في مكان العطل وبالتالي عزل المنطقة المتضررة عن بقية الطلاء المعدني. أفضل الخصائصالمكثفات المغلفة بالزنك ذاتية الإصلاح.

إن تأثير الإصلاح الذاتي يجعل من الممكن إنتاج مكثفات من الورق المعدني بطبقة واحدة من العازل الكهربائي، على عكس المكثفات ذات الألواح المعدنية.

تخضع المكثفات الورقية المعدنية، مثل الورق العادي، للتشريب، الذي يسبقه تجفيف فراغ شامل.

المكثفات الفيلم. يتم استخدام الأفلام العضوية عالية الجزيئية كعازل في المكثفات من هذه المجموعة. يتم عرض بعض أنواع مكثفات الأفلام في الشكل 6. في إنتاجها، يتم استخدام أفلام البوليسترين والبلاستيك الفلوري على نطاق واسع. البوليسترين هو مادة عازلة غير قطبية، ولذلك يستخدم على نطاق واسع لإنتاج المكثفات العاملة في كل من الدوائر المنخفضة والعالية التردد.

أرز. 5. المكثفات الورقية المعدنية: أ - MBGP؛ ب - مبجك؛ ج -MBGO؛ ز -MBGT

تتميز مكثفات البوليسترين بفقدان عازل صغير في نطاق تردد واسع، ومعامل درجة حرارة منخفض نسبيًا للسعة (-150-10-6 لكل GS) ومقاومة عزل عالية. عيب كبير من المكثفات البوليسترين. هي مقاومتها للحرارة المنخفضة (الحد درجة حرارة العمل 60-70 درجة مئوية).

تتمتع المكثفات التي يعمل فيها الفلوروبلاستيك -4 كمادة عازلة بمقاومة عالية للحرارة. يمكن لهذه المكثفات أن تعمل لفترة طويلة عند درجات حرارة تصل إلى 200 وحتى 250 درجة مئوية تحت حمل قصير المدى. فلوروبلاست-4 غير قطبي. وتشمل العوازل العضوية القطبية الفلوروبلاستيك -3. تُستخدم المكثفات التي يعمل فيها البلاستيك الفلوري 3 كعازل كهربائي فقط في دوائر التردد المنخفض أو التيار المباشر بسبب زيادة قيمة ظل فقدان العزل الكهربائي.

يتم تصنيع أقسام مكثفات أفلام البوليسترين على آلات اللف التقليدية المستخدمة في إنتاج المكثفات الورقية. يتم استخدام رقائق الألومنيوم كألواح في مكثفات فيلم البوليسترين. سماكة الفيلم 15-20 ميكرون / سماكة الفويل 7.5 ميكرون.

لتقليل حجم المكثفات، يتم استخدام فيلم البوليسترين المعدني، مع الحفاظ على موثوقية المكثف، و أبعاديتم تقليلها بمقدار 5-6 مرات مقارنة بالمكثفات المبطنة برقائق الألومنيوم.

أرز. 6. المكثفات السينمائية: O-PGT؛ ب-م. e-PSO؛ ز-FGTI

يستخدم الزنك كمعدن أساسي للبطانات، والذي يترسب على طبقة رقيقة من القصدير. تسمى هذه المكثفات مكثفات الأفلام المعدنية. يتم وضع المكثفات ذات الأغشية المعدنية في أغلفة معدنية مستطيلة مع عوازل خزفية أو في أغلفة ألمنيوم أنبوبية مملوءة براتنج الإيبوكسي في الأطراف.

لتصنيع المكثفات من البلاستيك الفلوري -4، يتم استخدام فيلم بسماكة من 5 إلى 40 ميكرون. البطانات الموجودة بها مصنوعة من رقائق الألومنيوم بسمك 7.5 ميكرون. تنقسم المكثفات البلاستيكية الفلورية إلى مجموعتين: مكثفات منخفضة الجهد، وحافظتها الأسطوانية مصنوعة من الألومنيوم ولها أغطية مصنوعة من البلاستيك الفلوري-4 على الجوانب الطرفية، ويتم تثبيتها عن طريق لف حواف العلبة، ومكثفات عالية الجهد - مصنوعة من السيراميك. علب أسطوانية، على جانبي العلبة ملحومة بأغطية Invar، مما يوفر ختمًا مفرغًا. الإسكان الجهد العالي

يتم تعبئة المكثف تحت الضغط بالنيتروجين لمنع احتمال حدوث عطل كهربائي بين حواف الصفائح وتأين الغاز.

تنتج الصناعة مكثفات أفلام البوليسترين PO (مفتوحة) وPM (صغيرة الحجم) والبلاستيك الفلوري للمعدات الراديوية جهد منخفض(لا تزيد عن 1 كيلو واط) مكثفات FT (مقاومة للحرارة حتى +200 درجة مئوية). من بين الأنواع الجديدة من مكثفات الأفلام، يمكن ملاحظة المكثفات K72P-6 (مقاومة للحرارة حتى +200 درجة مئوية)، K73P-2 (فيلم معدني) وK76P-1 (فيلم ورنيش).

المكثفات كهربائيا. تنقسم المكثفات الإلكتروليتية إلى مكثفات عالية الجهد بجهد تشغيل يتراوح بين 250 و450 فولت (سعة عدة مئات من الميكروفاراد)، وتستخدم بشكل رئيسي في تنعيم مرشحات المقومات ومرشحات الفصل، في دوائر الأنود لشبكات الشاشة، والجهد المنخفض مع جهد التشغيل 6-60 فولت (سعة تصل إلى عدة آلاف من الميكروفاراد) المستخدم في تكنولوجيا أشباه الموصلات.

تتضمن المجموعة الأولى مكثفات EC (المكثفات الإلكتروليتية)، المصنعة للسعات الاسمية من 5 إلى 2000 ميكروفاراد وجهد التشغيل من 8 إلى 500 فولت. حسب التصميم، فهي تأتي في ثلاثة أنواع: KE-1، KE-2 وKE-3.

تشتمل هذه المجموعة أيضًا على مكثفات EGC (المكثفات الأسطوانية المختومة كهربائياً) بسعة تتراوح من 5 إلى 50 ميكروفاراد لتشغيل الفولتية من 6 إلى 500 فولت.

تتضمن المجموعة الثانية مكثفات EM (صغيرة الحجم) وEMI (مكثفات إلكتروليتية صغيرة). وهي مصممة للعمل في دوائر التيار المباشر والنابض لوحدات الترانزستور صغيرة الحجم. تصنيف الجهد المستمر 3 فولت من المكثفات EMI ومن 4 إلى 150 فولت من المكثفات EM، السعة الاسمية 0.5؛ 1.25 و10 ميكروفاراد لـ EMI ومن 0.5 إلى 50 ميكروفاراد لـ EM. الانحرافات المسموح بها لقيمة السعة الفعلية عن القيمة الاسمية: من +80 إلى -20% للمكثفات بسعة 0.5 μF، من +200 إلى -10% للمكثفات بسعة 1.25 و10 μF. يتراوح نطاق درجة حرارة التشغيل من -20 إلى +50 درجة مئوية مع رطوبة هواء نسبية لا تزيد عن 98% وضغط جوي يتراوح بين 720-780 ملم زئبق. فن.

من بين الأنواع الجديدة من المكثفات الإلكتروليتية المصنوعة من الألومنيوم صغيرة الحجم، تنتج الصناعة مكثفات K50-3 لجهد التشغيل من 6 إلى 450 فولت، K50-ZI (نبض)، K50-6 (غير قطبي)، إلخ.

في التين. يوضح الشكل 7 أنواع بعض المكثفات الإلكتروليتية، حيث يكون العازل عبارة عن طبقة أكسيد مكونة على رقائق الألومنيوم، والتي تعمل بمثابة اللوحة الأولى (الأنود) للمكثف، واللوحة الثانية هي المنحل بالكهرباء الملامس لفيلم الأكسيد. يعمل شريط الرقاقة الثاني (الكاثود) كموصل تيار للكهارل.

يبلغ سمك طبقة الأكسيد 0.01-1.5 ميكرون ولها موصلية أحادية القطب (أحادية الجانب)، لذلك يمكن أن تعمل المكثفات الإلكتروليتية فقط في دوائر التيار المستمر أو التيار النابض.

وفقًا لطريقة التصميم والتصنيع، تكون المكثفات الإلكتروليتية سائلة (رطبة)، حيث يوجد أنود الألومنيوم المؤكسد في إلكتروليت سائل أو شبه سائل، وجاف، ويتم الحصول عليه عن طريق لف شرائح من رقائق الألومنيوم (أنود مؤكسد وغير مؤكسد). الكاثود) ويتم فصلها بواسطة وسادة ليفية مشربة بمعجون أو إلكتروليت شبه سائل.

المكثفات الإلكتروليتية الجافة هي الأكثر استخدامًا. بالنسبة لأنودات هذه المكثفات، يتم استخدام مادة تحتوي على 99.8 إلى 99.99٪ من الألومنيوم وكمية قليلة من الحديد.

رقائق الألومنيوم المستخدمة في المكثفات الإلكتروليتية يبلغ سمكها 50-150 ميكرون.

تنطبق متطلبات أقل صرامة على الألومنيوم المستخدم في تصنيع الكاثودات؛ فهو يحتوي على ما يصل إلى 0.4% من الشوائب. سمك رقائق الكاثود هو 7.5-16 ميكرون.

في المكثفات الإلكتروليتية الجافة، يتم استخدام أنواع خاصة من الورق والأقمشة القطنية المشربة بالإلكتروليتات لوضعها بين شرائح الألومنيوم.

في الآونة الأخيرة، بدأت الصناعة في إنتاج المكثفات الإلكتروليتية على نطاق واسع باستخدام عازل مصنوع من فيلم أكسيد التنتالوم، والذي يتميز بثبات عزل كهربائي أعلى مقارنة بالألمنيوم.

أرز. 7. المكثفات كهربائيا: أ - كه 3؛ ب -KE-1-OM؛ ج -KE-2M؛ د - برميل -2؛ د - برميل -1 م

مكثفات التنتالوم أصغر حجمًا بكثير وأكثر موثوقية وأفضل الخصائص الكهربائيةمن المكثفات على أساس فيلم أكسيد الألومنيوم. يتغير ظل فقدان العزل الكهربائي للسعة لمكثف التنتالوم الجاف قليلاً مع تغيرات درجة الحرارة إلى -60 درجة مئوية.

تحتوي مكثفات التنتالوم السائل على أنود أسطواني مصنوع من مسحوق التنتالوم المضغوط، والمعالج بالحرارة في الفراغ. المعالجة الحرارية ضرورية لتلبيد حبيبات مسحوق التنتالوم. يتميز هيكل الأنود المسامي الناتج بسطح نشط كبير، مما يساعد على زيادة سعة المكثف. تعمل هذه الطريقة على زيادة السطح الفعال للأنود بمقدار 40-50 مرة مقارنة بالسطح المحكم للأسطوانة.

العازل الموجود في المكثف عبارة عن طبقة رقيقة من أكسيد التنتالوم على سطح الحبوب، ويتم تنفيذ دور اللوحة الثانية بواسطة المنحل بالكهرباء الحمضي.

في التين. يوضح الشكل 8 جهاز مكثف التنتالوم الإلكتروليتي السائل IT.

يحتوي المكثف ETO (التنتالوم كهربائيا مع أنود مسامي حجمي) على عدة أنواع: ETO -1، ETO -2 وETO -3,4. تعديل من هذا النوع هو المكثفات K52-2 و K52-3.

من مكثفات التنتالوم الجافة يتم إنتاج مكثفات ET (التنتالوم كهربائيا) ومكثفات ETN (غير القطبية).

التطوير الإضافي لتصميم المكثفات في هذه المجموعة هو مكثفات التنتالوم ذات المنحل بالكهرباء الصلب. يتكون أنود هذا المكثف على شكل أسطوانة من التنتالوم الملبد المسامي. يتم الحصول على طبقة عازلة (أكسيد التنتالوم) على سطح الجزيئات المضغوطة كهربائيا. يتم لعب دور اللوحة الثانية في هذا المكثف بواسطة طبقة من ثاني أكسيد المنغنيز، يتم تطبيقها بواسطة طريقة الانحلال الحراري (التحلل) لنترات المنغنيز.

أرز. 8. تصميم مكثف التنتالوم الإلكتروليتي السائل ETO مع أنود مسامي حجمي: I - الإخراج ؛ 2 - حلقة النسيج. 3 - غطاء تابتال. 4 - حلقة مطاطية: 5 - المنحل بالكهرباء. 6 - الأنود. 7 - بطانة مصنوعة من معدن مقاوم كيميائيا. 8 - الجسم الصلب. 9 - إخراج الكاثود. 10 - قضيب تان تل؛ 11-الحلقة الفلورية البلاستيكية

خصائص درجة الحرارة لسعة المكثف مع المنحل بالكهرباء الصلبة تقارن بشكل إيجابي مع خصائص مكثفات التنتالوم الإلكتروليتية السائلة، خاصة عندما درجات الحرارة السلبيةعندما تتكاثف الشوارد السائلة أو تتصلب. تعتمد الخسائر في المكثف الذي يحتوي على إلكتروليت صلب قليلاً على درجة الحرارة وتبقى عند نفس المستوى حتى درجة عالية جدًا درجات الحرارة المنخفضة. بالإضافة إلى ذلك، عند التشغيل بترددات عالية، تكون خصائص المكثفات أيضًا أكثر ملاءمة من خصائص مكثفات التنتالوم السائلة. أظهر التخزين طويل الأمد للمكثفات التي تحتوي على أنود التنتالوم المسامي والكهارل الصلب أن خصائصها الكهربائية لا تتغير عمليًا بمرور الوقت.

مكثفات المينا الزجاجية (الشكل 9). في مكثفات هذه المجموعة، يكون العازل عبارة عن طبقات رقيقة من مينا الزجاج، والألواح عبارة عن أغشية فضية يتم تطبيقها على طبقات مينا الزجاج عن طريق الاحتراق. التركيب التقريبي للمينا: 15-25% Si02؛ 3-11% Na20 + K20؛ 15-25% PbO، والباقي عبارة عن أكاسيد لمعادن ثنائية التكافؤ أخرى.

تتمتع المكثفات ذات المينا الزجاجية KS-1 وKS-2 بنطاق درجة حرارة التشغيل من -60 إلى +100 درجة مئوية؛ مقاومة العزل لا تقل عن 20000 موم؛ ظل الخسارة عند درجة حرارة +20 ± 5 درجة مئوية لا يزيد عن 15-1Q-4، وعند + 100 ± 5 درجة مئوية لا يزيد عن 20-10-4، معامل درجة حرارة السعة في درجة الحرارة النطاق من +20 إلى 100 درجة مئوية هو + (65±35)-10-6؛ الانحرافات المسموح بها ±2، ±5، ±10، ±20%.

تُستخدم المكثفات الزجاجية المينا في أجهزة الراديو جنبًا إلى جنب مع الميكا والسيراميك.

تخلق خصوصيات تثبيت أسلاك المكثفات KS بالجسم بعض الإزعاج عند تشكيل الخيوط، والتي غالبًا ما تسبب عيوبًا (تصفيح اللحام). لذلك، يجب التعامل مع مكثفات KS بعناية أثناء جميع العمليات، بما في ذلك التعديل.

تم تصميم مكثفات المينا الزجاجية ذات السعة الثابتة KS-1 للعمل في دوائر التيار المباشر والمتناوب، وكذلك في الدوائر النبضية. تتراوح درجة حرارة التشغيل من -60 إلى +100 درجة مئوية؛ الرطوبة النسبية تصل إلى 98%، جهد التيار المستمر المقدر 300 فولت. استقرار درجة حرارة الحاوية لا يزيد عن 0.1٪. الانحرافات المسموح بها لقيم الحاوية الفعلية عن القيم الاسمية: ±2% و±5%.

أرز. 9. مكثف المينا الزجاجية

المكثفات المضبوطة. تُستخدم مكثفات التشذيب (أدوات التشذيب) لضبط الدوائر التذبذبية عالية التردد أثناء عملية الضبط. إنها مصنوعة من عازل هوائي أو سيراميكي ويتم استخدام قواعد خزفية لزيادة ثبات السعة.