Как определить не маркированный импортный электролитический SDM-конденсатор
Очень многие начинающие радиолюбители сталкиваются с проблемой определения характеристик таких накопительных устройств, как смд конденсаторы. Имеющие небольшой размер и используемые при такой технологии установки, как поверхностный монтаж, эти компоненты многих печатных плат имеют маркировку, отличающуюся от той, которая используется у более крупных аналогов для сквозного монтажа. В данной статье будут рассмотрены основные виды данных радиодеталей, их обозначение и его расшифровка.
SMD-конденсатор
Виды SMD-конденсаторов
Все используемые для поверхностного монтажа накопительные устройства бывают трех основных видов: керамические, электролитические и танталовые.
Электролитические
Такие компоненты для поверхностного монтажа состоят из:
- Алюминиевого цилиндрического корпуса, диаметром от 4 до 10 мм и высотой от 5,4 до 10,5 мм;
- Двух обкладок из тонкой фольги, разделенных пропитанной электролитом бумагой и скрученных в небольшой рулончик;
- Двух контактов (выводов), которые располагаются перпендикулярно осевой линии компонента.
Так как электролитические смд накопители являются полярными, то к одному из контактов, обозначенному специальной полосой на торце корпуса, подключают отрицательный потенциал, ко второму – положительный. - Монтажной площадки, предназначенной для фиксации компонента на рабочей поверхности.
Так как электролитические смд накопители являются полярными, то к одному из контактов, обозначенному специальной полосой на торце корпуса, подключают отрицательный потенциал, ко второму – положительный.Различные модели данных компонентов, имеющие номинал от 1 до 1000-150 мкФ, способны работать при напряжении от 4 до 1000 В.
Керамические
Наиболее часто применяемый керамический многослойный накопитель для поверхностного монтажа имеет следующее строение:
- Керамическое тело – большое количество тонких слоев керамического диэлектрика;
- Внутренние электроды – никелевые тонкие пластинки, расположенные между слоями керамического диэлектрика;
- Торцевые контактные электроды – два вывода, к каждому из которых подключена половина внутренних электродов.
В отличие от электролитических, такие компоненты имеют уплощенную прямоугольную форму, небольшие размеры (длина и ширина самых мелких радиодетали этого вида составляют всего 0,8 и 1,5-1,6 мм, соответственно).
Однако, несмотря на небольшие размеры, такие смд компоненты могут работать при напряжении от 25 до 700-1000В, накапливая при этом заряд, величиной от 0,5-1,пФ до 3-3,3 мкФ.
Танталовые
Основными составными частями танталовых полярных накопительных смд устройств являются:
- Анод – контакт, на который подается электрический ток с отрицательным потенциалом;
- Катод – расположенный на противоположной стороне корпуса контакт, запитываемый положительным потенциалом;
- Диэлектрик – слой не проводящего электрический ток материала, располагающегося между анодом и катодом;
- Электролит – находящееся в жидком или твёрдом агрегатном состоянии, проводящее электрический ток вещество. Для предотвращения высыхания конденсатора чаще всего в качестве электролита используют гранулированный оксид марганца.
- Диэлектрик – оксид тантала, которым покрыт располагающийся в корпусе гранулированный анод.
Применяют такие небольшие по размерам накопительные устройства при рабочем напряжении от 6 до 32-35 В.
Величина накапливаемого при этом заряда колеблется от 1 до 600-680 мкФ.
Как определить номинал и напряжение
Очень многие производители не указывают на своих изделиях такие основные для любого конденсатора характеристики, как рабочее напряжение и номинал (номинальная емкость).
Определение номинала данных электронных компонентов производится следующими способами:
- С помощью такого имеющего функцию измерения номинала контрольно-измерительного прибора, как мультиметр. Для измерения значения номинала контрольные щупы прибора подключают к специальным разъемам. Затем переключатель устанавливается на самый большой по значению предел измерения (в большинстве мультиметров это 200 мкФ). После этого щупы прикладывают к контактам конденсатора, спустя несколько секунд на дисплее прибора получают значение номинала накопительного устройства.
Важно! Перед измерением емкости смд накопитель обязательно разряжают – оставшийся в обкладках заряд может повредить электронные схемы мультиметра.
- С помощью специализированного измерительного прибора RLC.
Для того чтобы узнать рабочее напряжение накопительного SMD устройства, пользуются следующей простой методикой:
- При помощи мультиметра измеряют напряжение между выводами включенного в схему компонента;
- Полученное значение умножают на 1,5.
Рассчитанное таким способом рабочее напряжение будет примерным, более точное значение данной характеристики можно узнать из маркировочного кода конденсатора или его описания.
Маркировка конденсаторов: расшифровка цифр и букв
В зависимости от вида накопительного смд устройства, различают несколько методик их маркировки.
Маркировка керамических устройств
Устройства данного вида маркируются с помощью одной или двух латинских букв и цифры. Первая буква при этом обозначает производителя компонента, вторая – его номинальную ёмкость. Цифра в маркировочном коде указывает на степень номинала конденсатора в пикофарадах.
Таблица для расшифровки маркировки керамических SMD накопителей
Пример. Маркировка накопительного смд компонента KG3 расшифровывается как изделие, произведенное компанией «Kemet» и имеющее емкость 1,8×103 пкФ.
Маркировка электролитических SMD накопителей
Электролитические накопительные устройства для поверхностного монтажа маркируются 4 основными способами:
- В виде одной буквы, обозначающей рабочее напряжение, и трех цифр, две из которых указывают на значение емкости конденсатора, а третья – на степень номинала в пикофарадах.
- В виде двух букв, обозначающих рабочее напряжение и емкость, одной цифры, указывающей на степень номинала в пикофарадах.
Маркировка современных импортных электролитических конденсаторов
- Четырьмя символами – это обозначение, состоящее из одной буквы, означающей рабочее напряжение, двух цифр, указывающих на емкость компонента, и последней цифры, определяющей количество нулей после значения емкости.
- Двухстрочная – верхняя часть маркировки в виде цифры означает емкость компонента, нижняя – его рабочее напряжение.
Маркировка танталовых накопительных смд устройств
Маркировка танталовых смд накопителей состоит из следующих частей:
- Большой латинской буквы, указывающей на рабочее напряжение компонента;
- Трёхзначного числа, первые две цифры которого означают емкость накопителя, а последняя – количество нулей после значения емкости.
Обозначение танталовых смд накопительных компонентов
Пример. Маркировка танталового накопителя G103 означает, что он имеет рабочее напряжение 4 В и емкость 10 000 пикофарад.
Важно! При подключении танталовых и электролитических накопителей необходимо соблюдать полярность. Для этого на их корпуса наносится специальная полоса, имеющая черный цвет и обозначающая положительный (у танталовых накопителей) или отрицательный (у электролитических устройств) вывод.
Неправильное подключение с игнорированием данных меток приведет к тому, что накопитель выйдет из строя.
Как маркируются большие конденсаторы
Большие накопительные смд устройства маркируются по тем же принципам, что их более мелкие аналоги. При больших размерах корпуса на таких компонентах часто пишется полное значение их емкости и рабочего напряжения.
На заметку. По поисковому запросу «smd конденсаторы без маркировки как определить», помимо сайтов, на первой странице выдачи полезную информацию по данной тематике содержат различные форумы радиолюбителей и специалистов, занимающихся ремонтом компьютерной и бытовой техники.Обозначение в схемах.
На электрических схемах накопительные смд устройства имеют такое же обозначение, как и у их используемых для сквозного монтажа аналогов.
Графическое обозначение смд накопителя на электрической схеме
Таким образом, умение читать и расшифровывать маркировочные коды позволяет правильно определять характеристики данных накопителей.
Видео
Как определить полярность конденсатора и не перепутать?
Все конденсаторы имеют высокий показатель удельной емкости. Это объяснятся применением оксидной пленки в качестве диэлектрика, который располагается между обкладками. Этот слой появляется на поверхности металла – AL, Ta, Nb. Она характеризуется большой электрической прочностью, а также своими вентильными свойствами. Ее толщина колеблется от 0,01 до 1мкм.
Если создается напряжение в 100 вольт, создается напряженность на этом слое в 107В на см. Таким образом приближается к максимальному пределу своей прочность, исходя из теории ионной кристаллов.
В статье разобраны все аспекты как определить полярность конденсаторы и что такое полярность конденсаторов. В качестве дополнения есть ролик и скачиваемый файл на эту тему.
Полярность конденсаторов.
Параметры, которыми характеризуется конденсаторы
Вообще говоря, таких параметров много. У нас тут не нобелевская лекция, поэтому ограничимся только необходимым минимумом, который пригодится в практической деятельности. Номинальное рабочее напряжение. Конденсатор может использоваться в режимах, когда напряжение на нём не превышает рабочего. Использовать, например, электролитический конденсатор с рабочим напряжением 10 В в цепях +5 В или +3 В можно.
Чем больше рабочее напряжение электролитического конденсатора при равной ёмкости, тем больше его габариты. Рабочее напряжение на керамических и других конденсаторах может явно не указываться или не указываться вообще — особенно, если конденсатор имеет маленькие размеры. ESR (Equivalent Series Resistance) — эквивалентное последовательное сопротивление.
Выводы конденсатора и их контакты с обкладками имеет не нулевое, хотя и очень небольшое сопротивление. Это сопротивление активное, поэтому, в соответствии с законами Ома и Джоуля-Ленца, при протекании тока на этом сопротивление будет рассеиваться тепло.
Маркировка конденсаторов.
Это приведет к нагреву конденсатора. Поэтому на электролитических конденсаторах обычно указывает максимальную рабочую температуру. В компьютерных блоках питания и материнских платах используются специальные конденсаторы — с пониженным ESR. Величина ESR может для таких конденсаторов быть в пределах от сотых до десятых долей Ома. Что будет, если вместо конденсатора с пониженным ESR при ремонте блоков питания или материнских плат поставить обычный? Некоторое время он поработает. Но так как его ESR больше, то через цепь такого конденсатора будет протекать больший ток, который вызовет ускоренную деградацию конденсатора. Поэтому он быстро выйдет из строя.
Величиной ESR можно узнать по специальной маркировке (чаще всего 2 латинских буквы) на корпусе конденсатора.
Соответствие этих букв реальным значениям ESR указывается в даташите.
Параллельное соединение
Несколько конденсаторов могут включаться последовательно или параллельно. При параллельном соединении ёмкости всех конденсаторов суммируются. При последовательном соединении общая ёмкость батареи конденсаторов меньше самой маленькой, так как складываются величины, обратные емкости. Но зато напряжение, при котором можно работать такая батарея, будет больше рабочего напряжения одного конденсатора.
Материал в тему: все о переменном конденсаторе.
На материнских платах в цепи низковольтного источника напряжения, питающего ядро процессора, используется несколько однотипных конденсаторов, соединенных параллельно. Интересный вопрос: почему бы не поставить один конденсатор емкостью, эквивалентной емкости батареи конденсаторов? Дело в том, что у параллельно соединенных конденсаторов суммарное ESR будет гораздо меньше, чем ESR одного конденсатора. Потому что при параллельном соединении сопротивлений общее сопротивление уменьшается.
Соединения конденсаторов.
Что будет если перепутать полярность
Если ошибиться с полярностью электролитического конденсатора – он обязательно выйдет из строя! Сопротивление конденсатора при обратной полярности небольшое, поэтому через его цепь потечет значительный ток. Это вызовет быстрый перегрев, закипание электролита, пары которого разорвут корпус. Такой же эффект вызовет и увеличение рабочего напряжения выше указанного на корпусе. Чтобы исключить нехорошие последствия, верхняя крышка корпуса делается профилированной, с канавками-углублениями на верхней крышке.
При повышенном давлении внутри крышка расходится по этим канавкам, выпуская пары наружу. Следует отметить, что электролитические конденсаторы, использующиеся в компьютерных блоках питания и материнских платах, могут выйти из строя после нескольких лет эксплуатации в нормальном рабочем режиме. Дело в том, что в конденсаторах из-за наличия электролита постоянно протекают электрохимические процессы, усугубляющиеся тяжелым режимом работы и повышенной температурой.
Как определить полярность электролитического конденсатора
Если у вас оказался оксидная емкость со стертой маркировкой, то прежде чем задействовать ее в какой-либо радиолюбительской схеме, нужно обязательно определить полярность, т.к эти радио компоненты нельзя включать, не соблюдая полярность. Иначе из-за огромного тока утечки конденсатор не будет работать правильно Итак, чтобы узнать полярность нужно всего лишь заряжать емкость низким током, сравнимым с этими самыми утечками. При их появлении их, этот компонент, не сумеет зарядиться до напряжения, подаваемого от источника питания.
Если его подсоединить в правильной полярности, подавая плюс на положительный, а минус на отрицательный вывод, то конденсатор медленно зарядится. При обратной полярности, он зарядится до меньшего уровня- наполовину или даже ниже.
В последнем случае напряжение будет зависеть от соотношения зарядного тока, определяемого сопротивлением, и тока утечки. Но в любом случае, оно будет заметно ниже. Аналогичным способом определить полярность можно и при помощи миллиамперметра, включенного в разрыв цепи. Если он будет показывать наличие повышенного тока утечки, то конденсатор подключен неправильно.
Как определить полярность электролитического конденсатора.
Полярные и неполярные конденсаторы – в чем отличие
Всевозможные типы конденсаторов, используемые сегодня практически всюду в электронике и электротехнике, в качестве диэлектрика содержат различные вещества. Однако, что касается конкретно электролитических конденсаторов, в частности также танталовых и полимерных, то для них при включении в схему важно строгое соблюдение полярности. Если такой конденсатор включить в цепь неправильно, то он не сможет нормально работать. Данные конденсаторы называются поэтому полярными. В чем же заключается принципиальное отличие полярного конденсатора от неполярного, почему одним конденсаторам все равно как быть включенными в схему, а другим принципиально важно соблюдение полярности?
В этом и попробуем сейчас разобраться.
Дело здесь в том, что процесс изготовления электролитических конденсаторов сильно отличается от, скажем, керамических или полипропиленовых. Если у последних двух как обкладки, так и диэлектрик однородны по отношению друг к другу, то есть нет различия в структуре на границе обкладка-диэлектрик с обеих сторон диэлектрика, то электролитические конденсаторы (цилиндрические алюминиевые, танталовые, полимерные) имеют различие в структуре перехода диэлектрик-обкладка с двух сторон диэлектрика: анод и катод отличаются по химическому составу и физическим свойствам.
Интересный материал для ознакомления: что такое вариасторы.
Когда изготавливают электролитический алюминиевый конденсатор, то не просто скручивают в рулон две одинаковые обкладки из фольги, проложенные пропитанной электролитом бумагой. Со стороны анодной обкладки (на которую подается +) присутствует слой оксида алюминия, нанесенный на травленую поверхность фольги особым способом. Анод призван отдавать электроны через внешнюю цепь катоду в процессе заряда конденсатора.
Отрицательная обкладка (катод) – просто алюминиевая фольга, на нее в процессе заряда приходят электроны по внешней цепи. Электролит здесь служит проводником ионов.
Полярные и неполярные конденсаторы.
Так же обстоит дело и с танталовыми конденсаторами, где в качестве анода служит порошок тантала, на котором формируется пленка пентаоксида тантала (анод связан с оксидом!), несущего функцию диэлектрика, затем идет слой полупроводника — диоксида марганца в качестве электролита, затем серебряный катод, с которого будут уходить электроны в процессе разряда.
Полимерные электролитические конденсаторы в качестве катода используют легкий проводящий полимер, а в остальном все процессы аналогичны. Суть — окислительная и восстановительная реакции, как в аккумуляторной батарее. Анод окисляется во время электрохимической реакции разрядки, а катод восстанавливается.
Когда электролитический конденсатор заряжен, то имеет место избыток электронов на его катоде, на минусовой обкладке, сообщающий как раз отрицательный заряд этой клемме, а на аноде — недостаток электронов, дающий положительный заряд, таким образом получаем разность потенциалов.
Если заряженный электролитический конденсатор замкнуть на внешнюю цепь, то избыточные электроны побегут от отрицательно заряженного катода к положительно заряженному аноду, и заряд будет нейтрализован. В электролите положительные ионы движутся в этот момент от катода к аноду.
Если включить такой полярный конденсатор в цепь неправильно, то описанные реакции не смогут нормально протекать, и конденсатор не будет нормально работать. Неполярные же конденсаторы могут работать в любом включении, поскольку в них нет ни анода, ни катода, ни электролита, и их обкладки взаимодействуют с диэлектриком одинаково, ровно как и с источником.
Полярность конденсатора.
А что если под рукой есть только полярные электролитические конденсаторы, а нужно осуществить включение конденсатора в цепь тока с меняющейся полярностью? Для этого существует одна хитрость. Нужно взять два одинаковых полярных электролитических конденсатора, и соединить их между собой последовательно одноименными клеммами.
Получится один неполярный конденсатор из двух полярных, емкость которого будет в 2 раза меньше каждого из двух его составляющих.
На этой основе, кстати, изготавливают неполярные электролитические конденсаторы, в которых слой оксида присутствует на обеих обкладках. По этой причине неполярные электролитические конденсаторы имеют значительно больший размер, чем полярные аналогичной емкости. Основываясь на данном принципе, изготавливают также электролитические пусковые неполярные конденсаторы, рассчитанные на работу в цепях переменного тока частотой 50-60 Гц.
Полярный и неполярный конденсатор
Полярные (электролитические) конденсаторы
Есть два способа увеличения ёмкости конденсатора: либо увеличивать размер его пластин, либо уменьшать толщину диэлектрика. Чтобы минимизировать толщину диэлектрика, в конденсаторах большой ёмкости (выше нескольких микрофарад) применяется специальный диэлектрик в виде оксидной плёнки.
Этот диэлектрик нормально работает только при условии правильно приложенного напряжения на обкладках конденсатора. Если перепутать полярность напряжения, электролитический конденсатор может выйти из строя. Метка полярности всегда маркируется на корпусе конденсатора.
Это может быть либо значок «+», но чаще всего в современных конденсаторах полосой на корпусе маркируется вывод «минус». Другой, вспомогательный способ определения полярности: плюсовой вывод конденсатора длиннее, но ориентироваться на этот признак можно только до того, как выводы радиодетали обрезаны. На печатной плате также присутствует метка полярности (как правило, значок «+»). Поэтому при установке электролитического конденсатора обязательно совмещайте метки полярности и на детали, и на печатной плате.
полярный и неполярный конденсатор
Как правило, в радиолюбительских конструкциях допустима замена некоторых конденсаторов на близкие по номиналу. Также допустима замена конденсатора на аналогичный с большим значением допустимого рабочего напряжения.
Например, вместо конденсатора 330 мкФ 25В набор можно применить конденсатор 470 мкФ 50В, и это не отразится на работе готовой конструкции.
В данной статье были рассмотрены основные особенности трансформаторов. Больше информации можно найти в скачиваемой версии учебника по электромеханике Электрические конденсаторы В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:
www.nauchebe.net
www.masterkit.ru
www.radiostorage.net
www.texnic.ru
www.radioelementy.ru
ПредыдущаяКонденсаторыЧто такое плоские конденсаторы
СледующаяКонденсаторыСколько стоят керамические конденсаторы?
Обозначение плюса на конденсаторе. Как самому перепаять конденсаторы
Многие виды электрических конденсаторов полярности не имеют и поэтому их включение в схему не представляет трудностей.
Электролитические накопители заряда составляют особый класс, т.к. имеют положительные и отрицательные выводы, поэтому при их подключении часто возникает задача — как определить полярность конденсатора.
Как определить полярность электролитического конденсатора?
Существует ряд способов, как проверить расположение плюса и минуса на корпусе устройства. Полярность конденсатора определяется следующим образом:
- по маркировке, т.е. по нанесенным на его корпус надписям и рисункам;
- по внешнему виду;
- с помощью универсального измерительного прибора — мультиметра.
Важно правильно определить положительные и отрицательные контакты, чтобы после монтажа при подаче напряжения схема не вышла из строя.
По маркировке
Маркировка накопителей заряда, в том числе электролитических, зависит от страны, компании-производителя и стандартов, которые со временем меняются. Поэтому вопрос о том, как определить полярность на конденсаторе, не всегда имеет простой ответ.
Обозначение плюса конденсатора
На отечественных советских изделиях обозначался только положительный контакт — знаком “+”. Этот знак наносился на корпус рядом с положительным выводом. Иногда в литературе плюсовой вывод электролитических конденсаторов называют анодом, поскольку они не только пассивно накапливают заряд, но и применяются для фильтрации переменного тока, т.е. обладают свойствами активного полупроводникового прибора. В ряде случаев знак “+” ставят и на печатной плате, вблизи от положительного вывода размещенного на ней накопителя.
На изделиях серии К50-16 маркировку полярности наносят на дно, выполненное из пластмассы. У других моделей серии К50, например К50-6, знак “плюс” нанесен краской на нижнюю часть алюминиевого корпуса, рядом с положительным выводом. Иногда по низу также маркируются изделия импортные, произведенные в странах бывшего социалистического лагеря. Современная отечественная продукция отвечает общемировым стандартам.
Маркировка конденсаторов типа SMD (Surface Mounted Device), предназначенных для поверхностного монтажа (SMT — Surface Mount Technology), отличается от обыкновенной.
Плоские модели имеют черный или коричневый корпус в виде маленькой прямоугольной пластины, часть которой у положительного вывода закрашена серебристой полосой с нанесенным на нее знаком “плюс”.
Обозначение минуса
Принцип маркировки полярности импортных изделий отличается от традиционных стандартов отечественной промышленности и состоит в алгоритме: “чтобы узнать, где плюс, сначала нужно найти, где минус”. Местоположение отрицательного контакта показывают как специальные знаки, так и цвет окраски корпуса.
Например, на черном цилиндрическо
Свойства электролитического конденсатора. Устройство и особенности.
Устройство и особенности электролитических конденсаторов
Главная особенность электролитических конденсаторов, наверняка, состоит в том, что они по сравнению с остальными обладают большой ёмкостью и довольно небольшими габаритами.
Широко распространённые алюминиевые конденсаторы по сравнению с другими имеют некоторые специфические свойства, которые следует учитывать при их использовании.
За счёт того, что алюминиевые обкладки электролитических конденсаторов скручивают для помещения в цилиндрический корпус, образуется индуктивность. Эта индуктивность во многих случаях нежелательна. Также алюминиевые электролитические конденсаторы обладают так называемым эквивалентным последовательным сопротивлением (ЭПС или на зарубежный манер, ESR). Чем ниже ESR конденсатора, тем он качественнее и более пригоден для работы в цепях, где требуется фильтрация высокочастотных пульсаций. Примером может служить рядовой импульсный блок питания компьютера или адаптер питания ноутбука.
В основном электролитические конденсаторы служат для сглаживания пульсаций тока в цепях выпрямителей переменного тока. Кроме этого они активно используются в звуковоспроизводящей технике для разделения пульсирующего тока (ток звуковой частоты + постоянная составляющая) на постоянную и переменную составляющую тока звуковой частоты, которая подаётся на следующий каскад усиления. Такие конденсаторы называют разделительными.
В практике ремонта можно встретить неисправность, когда разделительный конденсатор «высыхает», а, следовательно, теряет изначальную ёмкость. При этом он плохо разделяет ток звуковой частоты от пульсирующего и не пропускает звуковой сигнал на последующий каскад усиления. Амплитуда звукового сигнала в соответствующем каскаде усиления резко снижается либо вносятся существенные искажения. Поэтому при ремонте усилителей и прочей звуковоспроизводящей аппаратуры стоит внимательно проверять исправность разделительных электролитических конденсаторов.
В связи с тем, что электролитические конденсаторы имеют полярность, то при работе на их обкладках должно поддерживаться постоянное напряжение. Это является их недостатком. В результате их можно применять в цепях с пульсирующим или постоянным током.
Кроме алюминиевых электролитических конденсаторов в современной электронике легко обнаружить и танталовые. У них нет жидкого электролита, он у них твёрдотельный. Также танталовые конденсаторы имеют достаточно низкое ESR, благодаря чему активно применяются в высокочастотной электронике.
Из минусов можно отметить высокую стоимость и низкое номинальное напряжение, обычно не превышающее 75V. Более подробно о танталовых конденсаторах я рассказывал здесь.
Устройство алюминиевого электролитического конденсатора.
Чтобы узнать, как устроены алюминиевые электролитические конденсаторы, давайте распотрошим одного из них. На фото показан разобранный экземпляр ёмкостью 470 мкФ и на номинальное напряжение 400V.
Взял я его из промышленного частотника. Надо сказать, весьма неплохой конденсатор с низким ESR.
Конденсатор состоит из двух тонких алюминиевых пластин, к которым крепятся выводы. Между алюминиевыми пластинами помещается бумага. Она служит диэлектриком. Но это ещё не всё. В данном случае получается обычный бумажный конденсатор с малой ёмкостью.
Для того чтобы получить большую ёмкость и уменьшить размеры готового прибора, бумагу пропитывают электролитом. На фотках можно разглядеть желтоватый электролит на дне алюминиевого стакана.
Далее, пропитанную электролитом бумагу помещают между алюминиевыми обкладками. В результате электрохимических процессов алюминиевая фольга окисляется под действием электролита. На поверхности фольги образуется тонкий слой окисла – оксида алюминия (Al2O3). На вид можно легко определить сторону обкладки с тонким слоем окисла — она темнее.
Оксид алюминия является отличным диэлектриком и обладает свойством односторонней проводимости. Поэтому электролитические конденсаторы полярны и способны работать лишь в цепях с пульсирующим, либо постоянным током.
А что будет, если на электролитический конденсатор подать напряжение обратной полярности?
Если так произойдёт, то начнётся бурная электрохимическая реакция, которая сопровождается сильным нагревом. Электролит моментально вскипает и конденсатор «бабахает». Именно поэтому при установке такого конденсатора в схему нужно строго соблюдать полярность его включения.
Кроме оксида алюминия (Al2O3), благодаря которому удаётся изготавливать конденсаторы с большой электрической ёмкостью, применяются и другие уловки, чтобы увеличить ёмкость и уменьшить размеры готового изделия.
Известно, что ёмкость зависит не только от толщины слоя диэлектрика, но и от площади обкладок. Чтобы её увеличить применяют метод травления, аналогичный тому, что используют в своей практике радиолюбители для изготовления печатных плат. На поверхности алюминиевой обкладки вытравливают канавки. Размеры этих канавок малы и их очень много. За счёт этого активная площадь обкладки увеличивается, а, следовательно, и ёмкость.
Если присмотреться, то на алюминиевой обкладке можно заметить еле заметные полоски, наподобие дорожек на грампластинке. Это и есть те самые канавки.
В неполярных электролитических конденсаторах окисляются обе алюминиевые обкладки. В результате он становиться неполярным.
Особенности применения электролитических конденсаторов.
Нетрудно заметить, что на верхней части цилиндрического корпуса у большинства радиальных электролитических конденсаторов нанесена защитная насечка — клапан.
Дело в том, что если на электролит воздействует переменное напряжение, то конденсатор сильно разогревается и жидкий электролит начинает испаряться, давить на стенки корпуса.
Из-за этого он может «хлопнуть». Поэтому на корпусе и наноситься защитный клапан, чтобы под действием избыточного давления он открылся и предотвратил «взрыв» конденсатора, выпустив закипающий электролит наружу.
«Взорвавшийся» электролитический конденсатор
Отсюда исходит правило, которое необходимо учитывать при самостоятельном конструировании электроники и ремонте радиоаппаратуры. При диагностике неисправности, а также при первом включении конструируемого или ремонтируемого аппарата, необходимо держаться на расстоянии от электролитических конденсаторов. В случае если при сборке в схеме была допущена ошибка, приводящая к завышению предельного рабочего напряжения конденсатора, либо воздействию на него переменного тока, конденсатор нагреется и «хлопнет». При этом сработает защитный клапан, и электролит под давлением рванёт наружу. Нельзя допускать, чтобы электролит попадал на кожу и тем более в глаза!
Выход из строя электролитического конденсатора не редкость.
По внешнему виду можно сразу определить его неисправность. Вот лишь несколько примеров. Все эти конденсаторы пострадали из-за превышения допустимого напряжения.
Автомобильный усилитель. Как видим, «хлопнула» целая грядка электролитов во входном фильтре. Видимо на усилитель подали 24V вместо положенных 12.
Далее — жертва «сетевой атаки». В электросети 220V резко подскочило напряжение из-за обледенения вводов. Как результат, полная неработоспособность блока питания ноутбука. Кондик просто испустил пар. Насечка на корпусе вскрылась.
Маленькое отступление.
Помнится, в студенческую пору была распространена известная забава. Брался электролитический конденсатор, к его выводам подпаивались проводки и в таком виде конденсатор кратковременно подключался к розетке электроосветительной сети 220 Вольт. Он заряжался, накапливая заряд. Далее, ради «прикола» выводами кондёра касались руки ни в чем не подозревающего человека. Тот, естественно, ничего не подозревает и его дёргает небольшой электрический удар.
Так вот, делать это крайне опасно!
Как сейчас помню, когда перед началом практики старший мастер строго запретил данную забаву, аргументировав это тем, что был случай, когда парнишке сильно повредило кисть руки, когда тот решил «зарядить» электролитический конденсатор от розетки 220 В. Конденсатор, не выдержав поданного переменного напряжения, взорвался в его руке!
Электролитический конденсатор может выдержать несколько «экспериментальных» попыток заряда от электросети, но может и хлопнуть в любой момент. Всё зависит как от конструкции конденсатора, так и от приложенного напряжения. Данная информация приведена лишь с целью предупредить о крайней опасности таких экспериментов, которые могут закончиться печально.
При ремонте радиоаппаратуры не стоит забывать о том, что после выключения прибора электролитические конденсаторы некоторое время сохраняют электрический заряд. Перед проведением работ их необходимо разряжать. Особенно это стоит учитывать при ремонте всевозможных импульсных блоков питания и выпрямителей, электролитические конденсаторы в которых имеют значительную ёмкость и рабочее напряжение, достигающее 100 – 400 вольт.
Если нечаянно коснуться его выводов, то можно получить неприятный электрический удар. Иногда после таких случаев можно заметить лёгкий ожог кожного покрова в месте касания электродов. О том, как разрядить конденсатор перед проведением работ или измерений уже упоминалось в статье как проверить конденсатор.
Мощные электролитические конденсаторы ёмкостью 10000 мкФ. в блоке питания усилителя Marantz
При использовании электролитических конденсаторов стоит помнить, что рабочее напряжение на них должно соответствовать 80% от номинального рабочего напряжения. Это правило стоит учитывать, если вы хотите обеспечить долгую и стабильную работу конденсатора. Так, если в схеме на конденсатор будет действовать напряжение в 50 вольт, то его стоит выбирать на рабочее напряжение 63 вольта или более. Если установить конденсатор с меньшим рабочим напряжением, то он скоро выйдет из строя.
Как и у любой другой радиодетали, у электролитического конденсатора есть допустимый диапазон рабочей температуры. На его корпусе обычно указывается верхний порог, например +85 или +105.
Для разных моделей конденсаторов диапазон рабочей температуры может простираться от -60 до +850C. Или же от -25 до +1050С. Более конкретно узнать допустимый диапазон температур для конкретного изделия можно из документации на него.
Поскольку в электролитических конденсаторах присутствует жидкий электролит, то он со временем высыхает. При этом теряется его ёмкость. Именно поэтому их не рекомендуется размещать рядом с сильно нагревающимися элементами, например, радиаторами охлаждения или же в плохо вентилируемом корпусе.
Стоит отметить тот факт, что электролиты — это ахиллесова пята любой электроники. По своему опыту скажу, что это одна из самых ненадёжных, некачественных и, при этом, дорогих деталей. Качество во многом зависит от производителя. Но это уже другой разговор.
Кроме электролитических конденсаторов в аппаратуре можно встретить и другой элемент, который обладает куда большей ёмкостью и меньшими габаритами, чем классический электролит. Это — ионистор.
Главная » Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать:
Электролитические конденсаторы — условные обозначения конденсаторов
При проектировании посадочных мест для электролитических конденсаторов важно размещать четкие указательные метки, чтобы показать ориентацию компонентов. Поскольку этот тип конденсаторов поляризован (они должны быть размещены в определенной ориентации), они должны иметь на печатной плате метки, помогающие определить, как их следует разместить. Четкость маркировки компонентов является ключом к тому, чтобы изготовление вашей конструкции прошло гладко и синий дым не выходил из ваших конденсаторов.Тем более, что электролитические конденсаторы сделаны из тантала, так как они имеют тенденцию иметь катастрофические последствия, когда они включаются в обратном направлении.
Электролитический конденсатор
Электролитические конденсаторы— один из самых популярных типов конденсаторов, используемых в конструкции платы. Они дешевы и обеспечивают хороший баланс физического размера и емкости. Есть четыре физических вида электролитических конденсаторов; Банка SMT, корпус SMT, PTH радиальный и PTH осевой. Каждый стиль отмечен немного по-своему.Обычно они помечены полосой на катодной стороне конденсатора, указывающей отрицательный вывод, но есть некоторые исключения. Это отличается от типичного условного обозначения на схеме с положительной или анодной маркировкой!
Схематическое обозначение
Типичный поляризованный конденсатор будет выглядеть, как показано на схеме ниже. Положительная или анодная сторона конденсатора отмечена знаком «+». Поскольку электролитические конденсаторы поляризованы, я использую на схемах символ (показанный ниже).
Схематический символ поляризованных конденсаторов, как показано в Eagle.
Электролитический конденсатор в форме банки SMT
Эти конденсаторы отмечены на верхней части банки черной меткой. Однако цвет марки иногда зависит от производителя. Пластиковая основа конденсатора также имеет фаску с положительной или анодной стороны.
SMT Can Electrolytic Capactor: Маркировка указывает отрицательную сторону или катодную сторону.
Площадь основания типичного электролитического конденсатора SMT.
Электролитический конденсатор в корпусе SMT
Конденсаторы этого типа обычно имеют внутри тантал или ниобий, но есть несколько электролитических полимеров. Стиль корпуса означает, что он по форме похож на резистор 0805 или керамический конденсатор. В отличие от других корпусов для конденсаторов, они обычно имеют положительную или анодную маркировку.
Электролиты типа корпусаSMT обычно имеют анодную / положительную маркировку. Осторожно!
Место для электролитических конденсаторов в корпусе SMT.
Радиальный электролитический конденсатор PTH
Радиальные колпачки имеют анод и катод, выходящие на одну сторону конденсатора.В 99% случаев они отмечены контрастной полосой на катоде или отрицательной стороне конденсатора.
Маркировка радиально поляризованных электролитических конденсаторов PTH.
Посадочное место для радиальных электролитических конденсаторов PTH.
Осевой электролитический конденсатор PTH
Конденсаторы осевого типаиспользуются нечасто, но интересны тем, как они маркированы. Отрицательная или катодная полоса проходит по их стороне аналогично радиальному стилю, но на маркировке есть стрелка, указывающая, какая сторона отрицательная или катодная.
Электролитический осевой тип PTH. Катодная полоса указывает на катод.
Площадь основания для электролитического конденсатора осевого типа PTH.
В следующий раз на файлах посадочного места…
Самая важная вещь, о которой нужно помнить, — это свериться с паспортом деталей и увидеть, как полярность обозначена на детали. Копирование внешнего вида детали на ваших платах шелкография гарантирует гораздо больший успех при сборке платы. Я надеюсь, что это улучшит ваши следы на доске и упростит создание ваших продуктов и прототипов.В следующий раз в файлах посадочных мест мы обсудим танталовые конденсаторы.
Ознакомьтесь с предыдущей публикацией из этой серии: Файлы отпечатков — диоды
Был ли этот пост полезным? Хотите, чтобы мы обсудили еще какие-то темы? Если да, сообщите нам об этом в Twitter.
Начни сегодня.
создать учетную запись
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
— Как найти последовательные и параллельные конденсаторы
Найдите емкостное реактивное сопротивление цепи с последовательными или параллельными конденсаторами, используя этот простой двухэтапный процесс.
Шаг 1: Найдите общую емкость цепи
Предположим, что у нас есть три конденсатора, 12 Ф, 20 Ф и 30 Ф, подключенных к источнику с частотой 60 Гц. Каково полное емкостное реактивное сопротивление (X C ) при последовательном или параллельном подключении?
1А. Для конденсаторов серии
Когда конденсаторы соединены последовательно, общая емкость меньше, чем любая из отдельных емкостей последовательных конденсаторов.Если два или более конденсатора соединены последовательно, общий эффект заключается в том, что один (эквивалентный) конденсатор имеет суммарное расстояние между пластинами отдельных конденсаторов.
Конденсаторы серии Пример:
1/12 = 0,083, 1/20 = 0,050, 1/30 = 0,033
0,083 + 0,050 + 0,033 = 0,166
1 / 0,163 = 6,02 мкФ
Примечание: математические расчеты упрощены для целей иллюстрации. Для более точных чисел воспользуйтесь калькулятором.
1Б. Для параллельных конденсаторов
При параллельном подключении конденсаторов общая емкость представляет собой сумму емкостей отдельных конденсаторов. Если два или более конденсатора соединены параллельно, общий эффект будет таким, как у одного эквивалентного конденсатора, имеющего сумму площадей пластин отдельных конденсаторов.
Параллельные конденсаторы Пример:
12 + 20 + 30 = 62 мкФ
Шаг 2: Определите емкостное сопротивление
Как и сопротивление, реактивное сопротивление измеряется в Ом, но ему присваивается символ X, чтобы отличить его от чисто резистивного значения R, и, поскольку рассматриваемый компонент является конденсатором, реактивное сопротивление конденсатора называется емкостным реактивным сопротивлением (X C ) который измеряется в Ом.
Поскольку конденсаторы заряжаются и разряжаются пропорционально скорости изменения напряжения на них, чем быстрее изменяется напряжение, тем больше тока протекает. Точно так же, чем медленнее изменяется напряжение, тем меньше будет протекать ток. Это означает, что реактивное сопротивление конденсатора переменного тока «обратно пропорционально» частоте источника питания.
X C — емкостное реактивное сопротивление в Ом, f — частота в герцах и C — емкость переменного тока в фарадах. Очень важно преобразовать наш пример из микрофарад в фарады, чтобы получить правильный результат!
1 мкФ = 0,000001 F
Серия 60 Гц Пример:
6,02 мкФ = 0,000006 Ф (упрощенно)
2 х 3,14 х 60 х 0,000006 = 0,0022608
1 / 0,0022608 = 442,32 Ом
60 Гц Параллельный Пример:
62 мкФ = 0,000062 F
2 х 3.14 х 60 х 0,000062 = 0,0233616
1 / 0,0233616 = 42,805 Ом
Теперь посмотрим, что произойдет при изменении частоты на 400 Гц :
Серия 400 Гц Пример:
2 х 3,14 х 400 х 0,000006 = 0,015072
1 / 0,015072 = 66,34 Ом
Параллельный 400 Гц Пример:
2 х 3,14 х 400 х 0,000062 = 0,155744
1 / 0,155744 = 6,42 Ом