Конденсатор электролитический

Конденсатор – это элемент, способный накапливать электрический заряд внутри своего корпуса. Величина скопленной энергии определяется ёмкостью, которая измеряется в фарадах. Если разница потенциала между обкладками составляет 1 вольт, то ёмкость равна 1 фарад. Конденсатор электролитический представляет одну из разновидностей таких устройств.

Электролитические конденсаторы на печатной плате

Особенности конструкции

Особенностью конструкции электролитических конденсаторов (ЭК) является то, что при небольших размерах накопитель обладает довольно большой ёмкостью. Между электролитом и металлическим элементом помещают диэлектрик. В результате на полюсах ЭК возникает потенциал.

Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость, измеряемая в микрофарадах. ЭК предназначены для схем со слабыми токами.

Ленту из алюминиевой фольги вместе с бумагой скручивают в плотный рулон. Бумагу заранее пропитывают электролитом. Конденсатор выглядит как скрученный рулончик, заключённый в цилиндрический корпус из алюминия.

Конструкция ЭК

Отрицательный вывод припаивают к чистой поверхности фольги. Положительный провод сваривают холодным методом с оксидной плёнкой (диэлектриком), которая образуется на алюминии.

На концах выводов холодной сваркой крепят контакторы, которые впаивают в плату электросхемы. Контакты обозначают знаками «+» и «-». Электрические накопители такого типа называют полярными.

Назначение в схемах изменяемого напряжения

В схемах переменного напряжения используются неполярные ЭК. В качестве электролита, помимо сухого наполнения, используют концентрированные растворы щелочей или кислот. Накопители обладают увеличенными размерами и разной ёмкостью.

Накопители обеспечивают повышение коэффициента мощности до максимального значения – 0,999. Они гасят влияние магнитного поля и способствуют плавному пуску электродвигателей.

Их соединяют, как параллельно, так и последовательно.

Типы соединений

Применяют ЭК:

• При постоянном напряжении. Ёмкие накопители энергии работают в импульсных источниках освещения (лампы дневного света). Используются для намагничивания магнитопроводов. Обеспечивают подачу токов большой величины в рентгеновской аппаратуре, сварочных модулях и ксероксах. Радиосхемы не обходятся без этих устройств.

• При переменном напряжении. Переменный конденсатор гасит импульсные колебания тока, что важно для компьютерной техники, жидкокристаллических и LED консолей. Электролитические конденсаторы снимают нагрузку мгновенной и реактивной мощности питающей сети. Они обязательно присутствуют в пусковых устройствах однофазных асинхронных электродвигателях переменного тока.

Конденсаторы переменной ёмкости – КПЕ

В цепи переменного тока конденсаторы обретают свойства сопротивлений. Величина параметра обратно пропорциональна частоте тока. Конструкция КПЕ выглядит в виде ряда подвижных пластин на поворотной оси, которые входят в пазы стационарных пластинок.

КПЕ

От поворота подвижной части меняется переменная ёмкость. Воздух между плоскостями исполняет роль диэлектрика. Для других вариантов конденсаторов переменной ёмкости в качестве инертного материала используют фторопласт или полиэтилен.

Как проверить электролитический конденсатор, не выпаивая

Чтобы проверить работоспособность радиодетали, нужно воспользоваться мультиметром. Делают это так:

1. Поворотный рычаг на передней панели прибора устанавливают в режим измерения сопротивления.
2. Клеммные стержни щупов вставляют в гнёзда «Ω» и «COM».
3. Наконечниками щупов касаются выводов ЭК.

В результате исследования показатель сопротивления плавно возрастает и окончательно останавливается на значении больше 2 мОм или замирает на отметке бесконечности. Это означает, что радиодеталь находится в исправном состоянии.

Если показания мультиметра замерли на отметке, меньшей 2 мОм, то это значит, что накопитель пробит (произошло замыкание обкладок через диэлектрик).

Смешанная маркировка

К параметрам обозначения конденсаторов относятся буквенно-цифровая и цифровая кодировки. Первый вариант называют смешанным обозначением. Вид маркировки конденсаторов представляет ряд букв и цифр. Ёмкость для радиодеталей бытового и гражданского назначения указывают в микрофарадах (mf).

Число перед буквами – величина ёмкостной характеристики. Например, 50mf означает пятьдесят микрофарад. Как правило, после этого выражения указывают допуск отклонения от номинального значения ёмкости в процентном отношении.

Если на корпусе ЭК сделана надпись «100mf ±5%», то значит, что показатель ёмкости радиокомпонента находится в пределах 95-105 мкф.

Далее следует число с буквенным кодом: V, VDC, WV или VDCW. Выражение 15 VDC означает рабочее напряжение 15 вольт.

Маркировка

На корпусе обязательно ставят знаки полярности «+» и «-». На корпусе конденсаторе маленького размера со стороны отрицательного вывода делают круговую канавку или цветовую радиальную полосу.

Обозначение полярности выводов

Варианты конденсаторов по применению

Виды конденсаторов названы по типу диэлектрика:

• бумажные и металлобумажные;
• электролитические;
• алюминиевые;
• танталовые;
• полимерные;
• плёночные;
• керамические;
• воздушные.

Бумажные и металлобумажные

Диэлектриком является специальная бумага, которая разделяет собой фольгированные обкладки. Данные типы конденсаторов применяют в электронных цепях, как низкой, так и высокой частоты. Детали, где используют вместо фольги бумагу с вакуумным напылением металла, называют металлобумажными.

Электролитические

В отличие от бумажных типов, в ЭК диэлектриком является оксидный слой металла. Применяют в качестве электролита жидкие или сухие составы. Электролитическими конденсаторами называют радиодетали, в которых используют алюминиевые обкладки.

ЭК применяют в низкочастотных схемах, где востребована большая ёмкость. Ими заменяют детали больших размеров, но с той же ёмкостью.

Танталовые

Одна из разновидностей ЭК, в которых тантал исполняет роль металлического электрода. Диэлектриком является его же оксид – Та2О5. Электронный компонент намного меньше предыдущих образцов. Это свойство позволяет формировать компактные печатные платы радиосхем.

Полимерные

Разделительные прокладки выполнены из полимерных материалов. Пластиковые накопители применяют в фильтрах блоков импульсного питания.

Плёночные

Диэлектрик сделан из полимерной плёнки. Электроды крепят к плёночному материалу методом металлического напыления. Радиодетали выдерживают силовые токи больших значений. Используют в цепях резонансного назначения.

Керамические

На керамические пластинки напыляют металл. Потом из них составляют пачки. Электроды формируют методом металлического напыления. Высокая проницаемость позволяет изготавливать керамические радиокомпоненты очень маленьких размеров. Их марки отображают ёмкость в микро,- и пико фарадах.

Воздушные

Воздушные радиодетали представляют собой конденсаторы переменной ёмкости. Воздушная прослойка между подвижными пластинами исполняет роль диэлектрика. Этот тип конденсаторов и область их применения связаны с настройкой частотных характеристик тока.

Надёжность алюминиевых конденсаторов

Можно встретить в интернете вопрос о том, какие самые надёжные конденсаторы: электролитические алюминиевые или радиодетали других типов. Существует мнение, что свою безотказную работу в различной аппаратуре электронного и радиотехнического назначения проявляют именно алюминиевые накопители электрического потенциала.

Реактивное сопротивление конденсатора

В цепи переменного тока сопротивление устройства достигает своего максимума после его полной зарядки. Это значение моментально достигает «0» при смене направления энергетического потока. Процесс роста сопротивления возобновляется.

В результате амплитудного колебания напряжения на выводах конденсатора ток ограничивается реактивным сопротивлением. Это свойство используется для ёмкостных делителей в цепях переменного тока.

Конденсаторы постоянной ёмкости

В процессе зарядки обкладок в цепи протекает ток. При достижении максимума заряда происходит разрыв потока энергии. Во время эксплуатации ёмкость радиокомпонентов не меняется. Их монтируют в печатных платах электронной аппаратуры.

Требования монтажа алюминиевых ЭК в оборудовании

Коммутацию накопительных устройств обеспечивает пайка их выводов. В печатных платах алюминиевые ёмкостные компоненты встраивают так же, как и остальные радиодетали.

Условия работы алюминиевых конденсаторов должны соответствовать ТУ изделий. В них указаны температурный режим, уровень влажности и вибрационные нагрузки. Там же даны технические характеристики рабочего напряжения, постоянного или переменного тока.

Электрические характеристики алюминиевых ЭК

К основным характеристикам алюминиевого электролитического конденсатора относятся следующие параметры:

• ёмкость;
• допустимые отклонения от номинального значения ёмкости;
• реактивное сопротивление;
• конструкция;
• назначение (переменный или постоянный ток);
• размеры.

На основании прочитанной статьи можно составить представление, какие бывают конденсаторы. Электролитические накопители занимают свою нишу в радиоэлектронике и электротехнике. Простота конструкции и невысокая стоимость способствуют большой популярности этих радиокомпонентов.

Видео

Автор:

Винoгрaдов Aндрeй Aлексaндрoвич