Термостабильные конденсаторы: Термостабильные конденсаторы маркировка. Лаборатория Ирбиcов — Мягкой поступью к вершинам знаний и мастерства

Конденсаторы для усилителей (3. Разборки с керамикой) — Усилители мощности низкой частоты (ламповые) — Усилители НЧ и все к ним

Керамические конденсаторы — самые «противные» из всех. Про них заранее ничего неизвестно — ведь конденсаторы одного и того же типа могут быть изготовлены из разной керамики с совершенно различными свойствами! Существует «закон рычага мироздания»: выигрывая в чем-то одном, обычно проигрываешь в чем-то другом. В керамических конденсаторах выигрывая в размерах, проигрывают в термостабильности и линейности, т.к. в качестве диэлектрика используется сегнетокерамика. Причем по техническим условиям нормируется только ТКЕ (температурный коэффициент емкости), а вот линейность похоже никого не интересует. И распространено мнение, что термостабильные конденсаторы линейны, а вот нетермостабильные…
Только вот выходит, что и термостабильные керамические конденсаторы весьма и весьма нелинейны. Я наскреб по сусекам горсть конденсаторов и продолжаю их измерять. На это раз я попытаюсь найти связь между линейностью конденсатора и его остальными свойствами. К сожалению, тип конденсаторов продолжает оставаться неизвестным (за исключением К10-17а), поэтому вот их групповой портрет (рядом с каждым — порядковый номер, а конденсаторы одинаковой емкости разных типов имеют двойную нумерацию). Емкости от 1 мкФ до 750 пФ.

Я предположил, что линейность конденсаторов должна зависеть от их емкости (ведь маленькую емкость при маленьких габаритах получить легко, это для большой емкости приходится изворачиваться, запихивая ее в маленький корпус), типа и размера (ну тут тоже понятно: если не нужно миниатюрить — ставим качественную керамику). Особенно это относится к конденсаторам К10-17а — у них в одинаковых корпусах «помещаются» емкости от 100 пФ до 1 мкФ!!! А в корпусах разного размера сами «кристаллы» конденсаторов тоже разные (оба конденсатора по 0,1 мкФ; точно такие здесь исследуются, их номера 2-5 и 2-3):

Кроме того, конденсаторы разных типов (а типов этих промышленность выпускает немеряно! причем непонятно, в чем между ними разница, в справочниках — на эту тему ни гу-гу) могут иметь разные свойства.
Важно! Все конденсаторы измерены практически в одинаковых условиях (напряжение/частота)!
Поэтому все измерения сводим в общую таблицу (Внимание! на фото в таблице масштаб не соблюден! Реальные размеры — см. общее фото!).





Значения ТКЕ я измерил не для всех конденсаторов, но и этих чисел достаточно для предварительных выводов. Знак «минус» означает, что с ростом температуры емкость падает.
Выводы
1. Действительно, чем больше емкость и при этом чем меньше габариты, тем хуже линейность. Вот зависимость искажений от емкости для конденсаторов К10-17а, имеющих корпуса практически одинаковых размеров:

2. Конденсаторы небольшой емкости (менее 5 нФ) имеют хорошую линейность. Причем их искажения (в пределах моей погрешности измерений) от емкости не зависят. Наверное, там используется другой диэлектрик?
3. Конденсаторы в больших корпусах более линейны. Сравните 2-3 и 2-5 (именно они показаны в разломанном виде на фото вверху). Объем корпуса, а главное — объем «кристалла» в несколько раз больше, и искажения различаются более чем на порядок!
4. Конденсаторы разных типов имеют разные характеристики при одной и той же емкости. (Ну это и так понятно, непонятно зачем их столько разных вообще выпускают?!)
5. Интересно, что же происходит в SMD конденсаторах, которые еще меньше по размерам?
6. Зависимость «чем лучше ТКЕ, тем лучше линейность» (а это широко распространенное мнение) в общем случае подтверждается, но не совсем однозначно. Где-то так, а где-то и наоборот. По-видимому все зависит от свойств диэлектрика, причем если ТКЕ нормируется производителями и ТУ, то линейность — нет. Но чтобы хорошенько разобраться в вопросе, нужно провести много экспериментов с конденсаторами разных групп ТКЕ, а это пока не представляется возможным.
7. Качество звучания усилителя с проходыми керамическими конденсаторами большой емкости будет подпорчено.

Что делать?
Один из двух «классических русских вопросов» (второй вопрос: «Кто виноват?»).
• По возможности меньше пользоваться керамическими конденсаторами в тракте сигнала (да и питания). Пленочные — лучше.
• Если же пользоваться — то не гнаться за миниатюрностью. С другой стороны, не нужно впадать в крайности и использовать огромные высоковольтные конденсаторы, все должно быть разумно. Огромные и высоковольтные могут быть сделаны из какой-то специальной керамики, которая может оказаться еще хуже «обыкновенной».
• Конденсаторы малой емкости (< 2000 пФ) ведут себя пристойно. Но за все их типы я не ручаюсь.

Но все не так плохо, как кажется на первый взгляд. Даже с плохими конденсаторами можно иметь дело, приняв меры, чтобы не испортить ими звук (разве что совсем чуть-чуть). Об этом обязательно, но позже. Продолжение следует!

Автор Игорь Рогов aka AudioKiller

Керамические, стеклокерамические конденсаторы | Основы электроакустики

Керамические, стеклокерамические и стеклопленочные конденсаторы В зависимости от электрических свойств, керамику служащей диэлектриком, керамические конденсаторы могут быть

• высоко­частотными,
• низкочастотными,
• термостабильными,
• термокомпенса­ционными.

Высокочастотная керамика (тиконд и др.) обладает ма­лыми диэлектрическими потерями (на радиочастотах tg6<0,001) и невысокой диэлектрической проницаемостью (от 12 до 1500). Низ­кочастотная керамика Характеризуется относительно большими ди­электрическими потерями (на частотах нескбльких килогерц tg6< 0,04) и высокой диэлектрической проницаемостью (от 1000 до 8000). От вида керамики зависит температурная стабильность емко­сти керамических конденсаторов. По значениям ТКЕ конденсаторы из высокочастотной керамики делят на, группы (табл. 32), обозначае­мые буквами П (положительный) и М (отрицательный) и числом, указывающим среднее значение ТКЕ на 1 ° на радиочастотах.

По значениям ТКЕ в диапазоне рабочих температур конденса­торы из низкочастотной керамики делят  на группы, обозначаемые буквой Н и числом, указывающим, на сколько процентов может из­мениться емкость конденсаторов в этом диапазоне по срайнению с температурой 20 °С  Конденсаторы с малым значением ТКЕ (группы ПЗЗ, М47) от­носят к термостабильным, а с большим отрицательным (Ml500) — к термокомпенсационным. Будучи включенными в резонансные кон­туры, такие конденсаторы позволяют .скомпенсировать положитель­ный ТКЕ других элементов схемы. Наиболее распространены керамические дисковые КД, КДУ и трубчатые КТ конденсаторы. Наряду с этими конденсаторами применяют пластинчатые и монолитные. Дисковые конденсаторы КД1, КД2, КДУ  представляют собой керамический диск, на поверхности которого нанесены метал лизирозанпые обкладки с проволочными токоотводами, а трубчатые КТ-1, КТ-2, КТ-3  — керамическую трубку, на внутрен-нюю и наружную поверхности которой нанесены обкладки, покры­тые защитной эмалью определенного цвета и снабженные проволоч­ными токоотводами. Такие конденсаторы применяют в контурных, разделительных или блокированных цепях радиоаппаратуры. Элек­трические параметры дисковых конденсаторов приведены в табл.34, а трубчатых — в табл. 35.

Трубчатые конденсаторы — проходные КТП-1 — КТП-3 , опорные КО-1, КО-2  и дисковые КДО-1, КДО-2 — применяют в качестве фильтровых в цепях постоянного и переменного токов ори рабочих напряжениях до 750 В. Пластинчатые керамические конденсаторы К10-7  выпускают с неболь­шой толщиной (0,2 — 0,4 мм) диэлектрической пластины прямоуголь­ной формы, на плоскости которой нанесены металлизированные об­кладки. Конденсаторы КЮ-7а имеют номинальные напряжения 250 В и емкости от 6,8 до 6800 пФ и от 0,01 до 0,033 мкФ, а К10-7 в — 50 В и от 22 до 6800 пФ, а также от 0,01 до 0,047 мкФ соответст­венно Конденсаторы применяют для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного токов в диапазоне температур от — 60 до + 155°С. Однонаправленные выводы конденсаторов обеспечивают их использование да платах с печатным монтажом. Монолитные керамические конденсаторы КЮ-23, КЮ-17 выпус­кают малогабаритными с толщиной слоя диэлектрика 0,025 — 0,07 мм и используют для работы в цепях постоянного и переменного токов, а также в импульсных режимах различных микросхем и диапазоне температур от — 60 до +85 С. Пределы номинальных напряжений конденсаторов К10*23 — 16 В, емкостей от 2,2 до 3000 пФ и от 680 до 33000 пФ, а конденсаторов КЮ-17 — 25 В, от 22 пФ до 0,012 мкФ и от 470 пФ до 0,33 мкФ соответственно.

Стеклокерамические конденсаторы СКМ К22У-1, К22У-2, К22У-3 и К22-5, имеющие секции из стеклокерамики и серебряной илн алюминиевой фольги, могут работать в цепях постоянного и пе­ременного токов, а также в импульсных режимах в диапазоне температур от — 60 до +155°С. Емкость стеклокерамических конденса­торов лежит в пределах от 75 пФ до 0,047 мкФ. Конденсаторы К22У-1 используют в качестве контурных, разделительных, сеточных, блоки­ровочных, а К22У-3 — в гибридных интегральных микросхемах.

 Стеклопленочные конденсаторы заменяют дорогостоящие слюдяные, имеют меньшие по сравнению с ними габаритные размеры. Их используют для работы в.цепях постоянного тока и импульсных режимах. Эти конденсаторы применяют в резонансных контурах и других высокочастотных схемах. Пределы номинальных емкостей, напряжение и диапазон рабочих температур стеклопленочных кон­денсаторов приведены в табл. 36

 

Таблица 32

Обозначение труп­пы конденсато­ров по ТКЕ	Изменение ТКЕ в диапазоне температур от 20 до 85°С	Условный цвет окраски корпуса конденсатора
П100 П33 М47 М75 М330 Ml500	+100±30 +33±30 —47±30 —75±30 — 330±60 — 1500±200	Синий Серый Голубой   Красный Зеленый

Примечание. Цвет окраски точка на корпусе М75 красный, а МЗЗО — зеленый. 

Таблица 33

Обозначение групп и конденсаторов по ТКЕ	Изменение емкости, %, в диапазоне температур от — 60 до +85° С	Цвет точки или по­лоски на корпусе конденсатора
Н30 Н50 Н70 Н90	±30  ±50 —      70 —      90	Зеленый Синий — Белый

 Таблица 34 

Обозначение группы конденсаторов по ТКЕ	Номинальное напряжение, В	Пределы номинала емкостей,	Номинальное напряжение,В	Пределы номинальных емкостей, пФ	Номинальное напряжение	Пределы номинальных  емкостей, пФ
	КД1 (04,5 — 6,5мм)		КД2 (06,5 — 8,5 мм)		КДУ (08,6 — 16,5 мм)
П100 ПЗЗ М47 М75 М700 М1300	250	1 — 7,5 1 — 10 1 — 15 1 — 39 10 — 56 18 — 130	500	1 — 12 1 — 30 1 — 43 1 — 68 3,3 — 150 15 — 270	50	1 — 2,2 1 — 27 3, 3 — 27 — 27 — 47 —
Н70	160	680 — 2200	300	680 — 6800	__	—

Таблица 35

Обозначе­ние группы конденса­торов по ТКЕ	Номинальное напряже­ние, В	Пределы номинальных емкостей, пФ	Номинальное напряже­ние, В	Пределы номинальных емкостей, пФ	Номинальное напряже­ние, В	Пределы номинальных емкостей, пФ
	КТ-1 (03мм)		КТ-2 (06мм)		КТ-3 (010мм)
П100		1 — 30		2,2 — 100		2,2 — 110
ПЗЗ		1 — 62		2,2 — 180		2,2 — 150
М47	2&0	1 — 75	500	2,2 — 240	750	2,2 — 240
М75		1 — 130		2,2 — 360		—
М700		2,2 — 270		2,2 — 910		2,2 — 1000
М1500		15 — 560		15 — 2200		—
Н70	160	680 — 10000	300	От 680 пФ до 0,033 мкФ		—

.Таблица 36

Конденсатор	Номинальное напряжение, В	Пределы номинальных емкостей, пФ	Диапазон рабочих температур, °С
К21-5а	160	2,2 — 16	От — 60 до +100
К21-56	160	2,2 — 330	» — 60 » +100
К2-7	50	57 — 10000	» — 60 » +155

 

 

Ламповые усилители, применение конденсаторов | paseka24.ru

Уважаемые телезрители. Ниже рассмотрены общие сведения о применении в ламповых усилителях электрических конденсаторов. Использованы материалы статьи неизвестного автора в моей трансляции и редактуре. Исследовательская оценка результатов измерения искажений, вносимых в сигналы конденсаторами рассмотрен в материале, описанном ниже. По этому показателю выполнено сравнение нескольких наиболее распространенных типов конденсаторов. Статья создана неизвестным мне телезрителем, но местами обстоятельно, хотя использованы только конденсаторы, которые были в наличии. Конденсаторы имели разные емкости, поэтому исследование выполнено на разных частотах и напряжения на них подавались не совсем одинаковые. Понятно, что по-хорошему, нужно провести измерения в абсолютно одинаковых условиях: и частота, и напряжение должны быть одинаковыми. Кроме того измерять нужно на нескольких частотах и с разными напряжениями. Кроме того важна статистика, поэтому было взять по нескольку штук одинаковых конденсаторов. Следовательно, результаты измерения надо рассматривать как субъективную точку зрения. Однако, если установлено большое различие, то можно предположить, что какой-то из типов конденсаторов уступает в качестве. А вот если различие режимных характеристик маленькое, то вполне возможно и качество конденсаторов отличается не существенно. Измерения проведены только для коэффициента гармоник. Влияние проходных конденсаторов на звук оценивается через понятие линейности. Видимо если после конденсатора стоит резистор в десятки кОм, то нет никакой разницы между конденсатором с ESR=0,01 Ом и конденсатором с ESR=0,001 Ом! Эти доли Ома потеряются уже на фоне сопротивления выводов, пайки и дорожек. А вот если Кг усилителя наполовину состоит из Кг конденсатора, то это нехорошо. Результаты оказались довольно поучительными, найдены типы конденсаторов хорошие, плохие и ужасные. Измерения проведены по схеме, показанной на рисунке, без методических погрешностей.

Со звуковой карты подавалось синусоидальное напряжение амплитудой не более 2 вольт, резистор подбирался так, чтобы напряжение на конденсаторе было в пределах 2…2,5 В амплитудного (примерно 1,5 вольта действующего) значения. Кроме напряжения на конденсаторе, измерялось и выходное напряжение звуковой карты, чтобы контролировать ее искажения. Из результата измерений видно, что искажения самой карты намного меньше, и не влияют на точность. Искажения карты вычитались из результатов. Вычитание выполнено корректно, через корень квадратный из разности квадратов амплитуд соответствующей гармоники.

Для того, чтобы показать точность измерений, показаны два спектра тока конденсатора. Дальше эти спектры обработаны для большей наглядности. В расчетах учитывались только гармоники, помехи не учитывались.

Еще один важный момент – особенности вычисления коэффициента гармоник Кг. Кроме получения результата по известной формуле, расположенной слева, проведено вычисление нормированного Кг к номеру гармоники k по формуле справа.

Этот способ нормирования придумали инженеры из лаборатории английской компании ВВС в 50-х годах ХХ века. И такой способ, когда напряжение гармоники умножается на квадрат ее номера, позволяет учесть ширину спектра гармоник. Зачем это нужно? А затем, что чем больше порядок нелинейности и шире спектр гармоник, тем хуже звук. Ниже на рисунке показан пример.

Все три варианта спектра искажений дают одинаковый Кг=0,1%. Но зеленый спектр содержит только две гармоники и на слух такие искажения заметны меньше. Красный спектр содержит гармоники вплоть до 10-й, и на слух самый плохой. А Кг у у всех трёх спектров одинаковый и не позволяет эти спектры различить. А нормированный К’г даст для этих спектров такие значения: 0,12%; 0,18% и 0,33%, вот такая разница. Это просто модификация обычного метода, но более совершенная. Если традиционный Кг позволяет учитывать только среднюю величину нелинейности передаточной характеристики, то нормированный позволяет учесть и порядок этой нелинейности. И, несмотря на то, что он очень далек от совершенства и не в полной мере соответствует слуховым ощущениям, он все же лучше, чем традиционный Кг. Иными словами обычный Кг меньше кореллирует с субъективными ощущениями, чем нормированный. В результатах измерений коэффициент гармоник нормирован ко второй гармонике и его физический смысл — показать среднюю нелинейность, учитывая, насколько высшие гармоники хуже второй.

 Дальше будет видно, что у конденсаторов EPKOS и К73-16 коэффициент гармоник одинаков и равен 0,0017%. Значит ли это, что конденсаторы одинаковы? Очень может быть, что и нет. А вот если посмотреть на нормированные коэффициенты, то у EPKOSа К’г=0,0053%, а у К73-16 К’г=0,0091%. Т.е. отечественный лавсановый конденсатор имеет более широкий спектр гармоник и есть вероятность, что он хуже звучит, чем импортный полипропиленовый. Обычные Кг также приведены в таблицах. Ниже на рисунке показаны конденсаторы исследованных типов.

Конденсаторы керамические К10-17а и КМ-5, лавсановые пленочные К73-16 и К73-17, фторопластовый ФТ1 и полипропиленовые отечественные К78-2, К78-19 и импортный EPCOS. Марку конденсатора, расположенного в центре верхнего ряда я не знаю, скорее всего китайский. Есть подозрение, что это пленочный конденсатор. На самом деле темно-зеленого цвета, его будем называть Азиатским. На спектрограммах красный спектр — ток конденсатора, синий — выход звуковой карты.

1. Исследование спектрограммы тока керамического конденсатора К10-17а

Измеренные значения таковы: Кг = 0,83% , К’г = 2,2%. Страшно? Есть такое. Эти конденсаторы могут нравиться за хороший ТКЕ (температурный коэффициент емкости). Искажениями при этом лучше не интересоваться. А если глянуть, то станет ясно, всё очень плохо. Причем спектр гармоник очень широкий. Вывод: не использовать для звука.

2. Исследование спектрограммы тока керамического конденсатора КМ-5 [тип К10-73]

Измеренные значения таковы: Кг = 2,1% , К’г = 6,1%. Это вообще какой-то кошмар. Было подозрение, что это плохие конденсаторы, предполагал, что их искажения такие большие и могут быть даже с полпроцента. Но оказалось, что все намного-намного хуже. А если учесть, что их емкость очень сильно зависит от температуры, то результат очевиден. Обратите внимание — подключение этого конденсатора на выход звуковухи сразу создает ей целую кучу гармоник. Т.е. и выходное напряжение искажается из-за этого конденсатора. Вывод: держать такие конденсаторы подальше от звуковых схем. Не следует рекомендовать их и в цепях питания звуковых устройств.

 Есть примечание. В разных совдеп-конденсаторах используется совершенно разная керамика. Если емкость маленькая, то керамика может быть довольно качественная, с хорошей линейностью и температурной стабильностью. Когда же нужно получить высокую емкость при малых габаритах, то нередко используют керамику плохого качества — и линейность очень плохая, и термостабильности никакой .При нагреве на 20 градусов емкость может измениться в 2…3 раза. И еще и сегнетоэлектрический эффект может присутствовать — конденсатор работает и как пьезо-динамик и как пьезо-микрофон. Причем производитель не сообщает, в каком именно конденсаторе какая керамика. Желательно бы указывать типы керамики и типы диэлектрика. Тогда было бы понятнее — у конденсаторов этого типа емкость небольшая, зато стабильность и линейность хорошие, а у конденсаторов другого типа емкость высокая, но за счет качества. Почему, например конденсаторы К10-7а казались хорошими? У них большой корпус по сравнению с КМ-5 и хороший ТКЕ. Поэтому можно подумать, что этот большой корпус заполнен большим количеством качественной керамики. Но оказалось, что там керамика хоть и получше, чем у КМ-5, но, всё же, очень мала. Пример поломатых конденсаторов (каждый из них 0,1 мкФ) показан ниже.

Душераздирающее зрелище, в таком большом корпусе такой маленький кристалл. Теперь понятно, почему линей-ность плохая, стенки у корпуса толстые, а конденсатора внутри мало. А вот предположение, что больший по раз-мерам конденсатор (при той же ёмкости) может иметь более высокое рабочее напряжение, вполне разумно. Кри-сталл там побольше, вероятно из-за большей толщины диэлектрика.

3. Исследование спектрограммы тока пленочного конденсатора К73-16 (лавсан)

Измеренные значения таковы: Кг = 0,0017% , К’г = 0,0091%. Даже по картинке видно, что это совсем другое дело. Если бы не было «хвоста» из гармоник довольно высокого порядка, то результат оказался бы вовсе превосходным. Вывод: Использовать К73-16 для звука можно.

4. Исследование спектрограммы тока плёночного конденсатора К73-17 (лавсан)

Измеренные значения таковы: Кг = 0,0019% , К’г = 0,0074%. Есть интересная особенность. Обычный Кг у него выше, чем у предыдущего, а нормированный — меньше. Видимо это потому, что 3-я, 4-я и 5-я гармоники у него чуть-чуть выше, а зато 11-й нет совсем. Да и «нехорошие» 8-я и 9-я заметно меньше. Вывод: вполне вероятно, что конденсаторы «народного» типа чуть лучше, чем К73-16. И это несмотря на то, что конденсатор К73-16 военный (5-й приемки). Но может это случайность — разница ведь небольшая…

 5. Исследование спектрограммы тока фторопластового конденсатора ФТ-1

Измеренные значения таковы: Кг = 0,0023% , К’г = 0,0098%. Хороший конденсатор. У фторопласта есть ряд преимуществ (например, повышенная пропускаемая реактивная мощность на высокой частоте), но они максимально раскрываются в других местах, например при сравнительно больших токах в фильтрах акустических систем. Вывод: ФТ-1 приемлемый для звука тип конденсаторов.

6. Исследование спектрограммы тока плёночного конденсатора К78-2 (полипропилен)

Измеренные значения таковы: Кг = 0,0022% , К’г = 0,0064%. Получено пониженное значение нормированного коэффициента гармоник. По обычному Кг полипропилен несколько проигрывает конденсатору К73-16, но, сравнив спектры, можно понять, что использовать для оценки линейности именно нормированный коэффициент К’г – более корректно. Недостатком можно считать наличие 5-й гармоники, а более высоких нет. Вывод: очень линейный конденсатор, рекомендуется применять его в звуке.

7. Исследование спектрограммы тока плёночного конденсатора К78-19 (полипропилен) 

Измеренные значения таковы: Кг = 0,0015% , К’г = 0,0049%. Та же картина, только немного лучше. Вывод: исследован самый линейный конденсатор в обзоре, в звуке использовать рекомендуется.

8. Исследование спектрограммы тока плёночного конденсатора EPCOS (полипропилен)

Измеренные значения таковы: Кг = 0,0017% , К’г = 0,0053%. Примечательно, что совдеп оказался даже лучше. Однако это установлено на пределе точности и на одной частоте. Откуда вылезла 11-я гармоника напряжения, и почему нет, соответствующей ей 11-й гармоники тока не ясно. Измерено несколько раз, в разных условиях — результат тот же. Вывод: не напрасно за EPCOS берут столько денег. Но хорошо бы внимательнее приглядеться в отечественному типу конденсаторов К78-19. Похоже, что он не уступает буржуйскому, а значительно дешевле.

9. Исследование спектрограммы тока плёночного конденсатора Азиат.

Измеренные значения таковы: Кг = 0,0025% , К’г = 0,024%. В принципе неплохой, если бы не непонятно откуда взявшиеся «отдельно стоящие» 12-я, 14-я и 17-я гармоники. Хоть и маленькие, а есть. Их тут же уловил чуткий к таким безобразиям К’г, который сразу вырос из-за них в 10 раз. Вывод: конденсатор можно использовать для питания и для неответственных цепей. Например, в той же мультимедийной акустике (в усилителе).

10. Исследование спектрограммы тока импортного конденсатора типа CL21, позиционируемого как аналога для К73-17.

Выигрыш импортного аналога по сравнению с конденсаторами К73-17 в меньших габаритах. Напряжения от 100 вольт и выше.

Измеренные значения таковы: Кг = 0,0027% , К’г = 0,012%. Линейность похуже, чем у К73-16 и К73-17. Скорее всего, это расплата за меньшие габариты. Но в принципе неплохо. Вывод: конденсаторы CL21 можно использовать в звуке, но совдеп К73-17 лучше. Зато в цепях питания эти конденсаторы получаются выгоднее — при напряжениях выше 50 вольт К73-17 на 63 вольта уже использовать не стоит. А эти запросто пойдут и по габаритам будут меньше, значит на то же самое место можно поставить конденсатор большеё емкости.

Ниже показан простейший рейтинг конденсаторов по местам. Учитывая, что использовано два оценочных коэффициента, таблица результатов тоже двойная. 

Любопытно, что в правой половине все первые места заняли полипропиленовые конденсаторы, которые и по субъективным оценкам всегда ставят на первое место. Значит ли это, что нормированный коэффициент гармоник К’г ближе к субъективным ощущениям? Выводы делайте самостоятельно.

Ниже рассмотрены результаты экспериментального исследования «аудиофильских» конденсаторов. Это довольно непростое дело — ведь некоторые считают, что самые лучшие конденсаторы это «Телефункен», добываемые из приемников, выпущеных в Германии в период с 1934 по 1944 года (т.е. при Гитлере бесноватом). Некоторые считают, что конденсаторы нужно мотать самому из серебряной фольги и «правильного» диэлектрика 13-го числа в новолуние, повернувшись лицом на юг. К сожалению, ни первых, ни вторых конденсаторов в распоряжении экспериментатора не оказалось. Поэтому имеем всего трёх претендентов:

Металлобумажные конденсаторы К42У-2 и их устаревший (зато хорошо «прогретый» за 30 лет) вариант МБМ. Считается, что бумага — очень хорошо «звучащий» диэлектрик, т.к. она изготовлена из живых существ и «откликается» на красивую музыку. Как откликается на музыку соседская собака — многие хорошо знают, а вот как откликается бумага – понять затруднительно. Тем не менее, считается, что бумажные конденсаторы для усилителей — это кошерно.

Полистирольные конденсаторы К71-7. Полистирол — очень удачный диэлектрик с хорошими свойствами. Большой плюс этих конденсаторов — низкий разброс емкости. Частенько он составляет всего лишь 0,5%. У металлобумажных соседей разброс емкости может достигать 10%, что намного хуже. Такие конденсаторы хорошо применять в генераторах и точных (сложных) фильтрах. Недостаток — большие габариты. Зато и качество конденсаторов — на высоте (результаты измерений это еще раз подтверждают).

 При измерениях такого рода (практически на пределе точности измерительной системы) встает вопрос повторяемости результатов. Не секрет, что по истечении двух месяцев что-то в (домашних) условиях измерений могло произойти. И действительно изменилось. Повторение некоторых из прошлых опытов дало немного другие значения. Но отличие не велико, в третьей значащей цифре, так что новые результаты легко сравнимы с предыдущими. Поэтому если результаты для «аудиофильских» конденсаторов получились хуже — то это так и есть, измерения тут не при чём. В доказательство привожу результат сравнения конденсатора типа К73-16, исследованного в прошлом тесте и К42У-2 — нового участника. Эти измерения выполнены практически одновременно (с интервалом в 5 минут на перепайку конденсаторов и собственно измерение) и в абсолютно одинаковых условиях. На картинке видно разницу:

Тот же самый график, только рафинированный, показан ниже.

Можно предположить, что по линейности бумага похуже, чем лавсан.

1. Исследование спектрограммы тока металлобумажного конденсатора типа К42У-2

Измеренные значения таковы: Кг = 0.0023% , К’г = 0.0078%. Не очень плохо, но и не очень хорошо. Может где-то очень глубоко у конденсаторов типа К42У-2 есть своя изюминка, но по приборам её не видно. Вывод: разочарование «аудиофила» — ничего особенного и интересного не установлено.

2. Исследование спектрограммы тока металлобумажного конденсатора типа МБМ

Измеренные значения таковы: Кг = 0.0014% , К’г = 0.0067%. Несмотря на то, что спектр гармоник несколько шире, их амплитуда меньше, поэтому престарелый конденсатор оценен получше нового. Напоминаю, что исследовано по одному конденсатору каждого типа. А значит, экспериментатор не застрахован от неудачных экземпляров. Может это получилось потому, что за 30 лет «прогрева» токи полей Теслы через конденсатор были только в «правильном» направлении? Вывод: повторное разочарование «аудиофилов» конденсатор ничуть не лучше обыкновенного.

3. Исследование спектрограммы тока полистирольного конденсатора типа К71-7

Измеренные значения таковы: Кг = 0.0016% , К’г = 0.0061%. Совсем неплохо, и даже очень хорошо. Коэффициент гармоник Кг сформирован преимущественно третьей гармоникой. Спектр гармоник узкий, хвоста нету, что свидетельствует о хорошей линейности. Вывод: получено подтверждение очень хорошего качества при предельной точности номинала.

Рейтинг (обобщение). Виду явного преимущества полистирольного конденсатора среди «аудиофильских», сразу показана общая таблица результатов, включающая результаты предыдущего исследования.

Выводы по представленным сведениям по-прежнему предстоит делать читателям, информация к размышлению здесь безусловно есть.

А теперь продолжение тематики, но уже про керамические конденсаторы, самые «противные» из всех. Про них заранее ничего неизвестно — ведь конденсаторы одного и того же типа могут быть изготовлены из разной керамики с совершенно различными свойствами. Существует «закон рычага мироздания»: выигрывая в одном, обычно проигрываешь в чём-то другом. В керамических конденсаторах выигрывая в размерах, проигрывают в термостабильности и линейности, т.к. в качестве диэлектрика используют сегнетокерамику. Причем по техническим условиям нормируется только ТКЕ (температурный коэффициент ёмкости), а вот линейность похоже никого не интересует. Распространено мнение, что термостабильные конденсаторы линейны, а вот нетермостабильные, — не очень. Судя по показаниям приборов это мнение очень легко может оказаться на помойке.

Есть промежуточные результаты, которые показывают, что и термостабильные керамические конденсаторы могут быть весьма и весьма нелинейными. Исследованию подлежит горсть керамических конденсаторов. Очень интересна попытка найти связь между линейностью конденсатора и остальными его свойствами. К сожалению, тип конденсаторов продолжает оставаться неизвестным (за исключением К10-17а), поэтому ниже показан их групповой портрет (рядом с каждым — порядковый номер, а конденсаторы одинаковой емкости разных типов имеют двойную нумерацию). Емкости от 750 пФ до 1 мкФ.

Результаты измерений вместе с картинками сведены в общую таблицу. Нужно помнить, что на фото в таблице масштаб не соблюден. Реальные размеры показаны на общем семейном фото.

Значения ТКЕ измерены не для всех конденсаторов, но и этих чисел достаточно для предварительных выводов. Знак «минус» означает, что с ростом температуры емкость уменьшается.

Выводы по керамике

1. Действительно, чем больше емкость конденсатора, заключенная в меньшие габариты, тем хуже линейность. Ниже на картинке показаны зависимости уровня искажений от емкости для конденсаторов К10-17а, имеющих корпуса практически одинаковых размеров:

2. Конденсаторы небольшой емкости (менее 5 нФ) имеют хорошую линейность. Причем их искажения (в пределах погрешности измерений) от емкости не зависят. Может быть там использован другой диэлектрик?

3. Конденсаторы в больших корпусах более линейны. Сравните 2-3 и 2-5 (именно они показаны в разломанном виде на фото вверху). Объем корпуса, а главное — объем «кристалла» в несколько раз больше, и искажения различаются более чем на порядок.

4. Конденсаторы разных типов имеют очень разные характеристики при одной и той же емкости. Ну это и так понятно, непонятно как нормировать процесс производства и прогнозировать получаемый результат. Зачем вообще выпускают их настолько разными?

5. Весьма любопытно, что же происходит с характеристиками линейности в SMD конденсаторах, которые еще меньше по размерам?

6. Распространённое мнение «чем лучше ТКЕ, тем лучше линейность» в общем случае подтверждается, но не вполне однозначно. Где-то так, а где-то и наоборот. По-видимому, многое зависит от свойств диэлектрика, причем если ТКЕ нормируется производителями и ТУ, то линейность — нет. Но чтобы хорошенько разобраться в вопросе, нужно провести много экспериментов с конденсаторами разных групп ТКЕ, а это пока не представляется возможным.

7. Качество звучания усилителя с разделительными керамическими конденсаторами большой емкости будет испорчено.

Что же делать? По возможности меньше пользоваться керамическими конденсаторами в тракте сигнала, да и в цепях питания. Плёночные конденсаторы объективно лучше. Если же пользоваться керамикой, то не гнаться за миниатюрностью. С другой стороны, не нужно впадать в крайности и использовать здоровенные высоковольтные конденсаторы, должна быть обоснованная разумность. Огромные конденсаторы могут быть сделаны из специальной керамики, которая может оказаться еще хуже «обыкновенной». Конденсаторы малой емкости (< 2000 пФ) ведут себя пристойно. Но за все их типы ручаться не следует. В целом всё не так плохо, как может показаться  на первый взгляд. Даже с плохими конденсаторами можно иметь дело, приняв меры, чтобы не испортить ими звук.

           Статья неизвестного автора, в моей трансляции, корректуре и редактуре.

           Евгений Бортник, Красноярск, Россия, февраль 2016

Конденсаторные керамические материалы | Электроматериаловедение | Архивы

Страница 52 из 59

§ 84. Конденсаторные керамические материалы
Конденсаторные керамические материалы отличаются от обычных керамических материалов значительно большей величиной диэлектрической проницаемости (е). Кроме того, большинство конденсаторных керамических материалов обладает малым температурным коэффициентом диэлектрической проницаемости (ТКе). Вследствие этого в электрических установках с керамическими конденсаторами повышение температуры не вызывает заметного изменения емкости в установке.
Основным компонентом большинства исходных керамических масс для конденсаторной керамики является двуокись титана (TiOг) или двуокись олова (БпО2), представляющие собой порошки белого цвета. После обжига при температуре 1300—1350° С двуокись титана или двуокись олова приобретает плотную кристаллическую структуру.
Конденсаторные керамические материалы па основе двуокиси титана с небольшими добавками глинистых веществ и некоторых других компонентов известны под марками М-70; Т-80. Цифры при буквах показывают величину диэлектрической проницаемости этих материалов. Из них изготовляют керамические конденсаторы на высокие напряжения, так как эти материалы обладают относительно малыми значениями тангенса угла диэлектрических потерь
Чтобы получить материалы с еще большими значениями диэлектрической проницаемости и с малыми величинами температурного коэффициента диэлектрической проницаемости, прибегают к соединениям двуокиси титана с окислами других металлов: кальция (СаО), магния (MgO), цинка (ZnO) и др.
В процессе обжига смеси этих окислов, взятых в определенном соотношении, образуются титанаты соответствующих металлов: титанат кальция (СаТiО3), титанат магния (MgTiО3), титанат цинка (ZnTiО3) и др. Все титанаты отличаются большими значениями диэлектрической проницаемости (е = 20-250), что объясняется интенсивно развивающимися в них процессами ионной и электронной поляризации при наличии в этих материалах внутреннего электрического поля, усиливающего эти процессы. Внутреннее электрическое поле в титанатах различных металлов вызвано особенностью их кристаллической структуры.
Замечено, что у титанатов, имеющих большую величину диэлектрической проницаемости, наблюдается и большая величина температурного коэффициента диэлектрической проницаемости (ТКк).
К материалам, идущим для изготовления термостабильных керамических конденсаторов, относятся термоконды (Т-20 и Т-40). Из этих материалов изготовляют термостабильные конденсаторы низкого напряжения, емкость которых в очень малой степени зависит от температуры.
В производстве термостабильных керамических конденсаторов высокого и низкого напряжения находят большое применение материалы, получаемые на основе соединений двуокиси олова (SnC2) с другими металлами (СаО; MgO и др.). Такого рода диэлектрики называются станнатами, например станнат кальция (CaSn03), станнат магния (MgSn03) и др.
Эти керамические материалы обладают весьма малыми положительными значениями температурного коэффициента диэлектрической проницаемости ТКе=(20-30) -10-6 1/°С.
Из станнатной керамики изготовляют высокостабильные керамические конденсаторы высокого и низкого напряжения. Станнатная керамика более устойчива к длительному воздействию постоянного электрического поля высокого напряжения по сравнению с материалами на основе титанатов.
У керамических материалов на основе титанатов постоянное электрическое поле вызывает процесс электрохимического старения материала при повышенных температурах (200—300° С). В результате этого необратимого процесса электроизоляционные свойства титанатовой керамики ухудшаются и при высоких напряжениях это приводит к пробою конденсаторов.
Керамические конденсаторы (см. рис. 131) изготовляют различными методами: прессованием в стальных пресс-формах из исходных порошкообразных масс (дисковые конденсаторы), протяжкой с помощью вакуум-пресса из пластичных керамических масс, методом литья жидкой керамической массы в гипсовые формы. Последний способ применяют для изготовления керамических конденсаторов на высокие напряжения, например горшковых конденсаторов (см. рис. 131, г). Конденсаторы, полученные одним из трех описанных способов, подвергают термической обработке — обжигу в печах. В результате обжига получают неувлажняемые изделия из плотных керамических материалов. Керамические конденсаторы не нуждаются в герметизации (металлических или пластмассовых кожухах), которая необходима для защиты от влаги бумажных и слюдяных конденсаторов.
Металлические электроды наносят па поверхность керамических конденсаторов методом вжигания серебра. Для этого на поверхность уже готовых керамических конденсаторов наносят слой краски, в которой имеются окислы серебра. Затем конденсаторы ставят в печь, где при температуре 750—800° С происходит термическая обработка нанесенного слоя краски. При этом окислы серебра восстанавливаются до металлического серебра, которое прочно сцепляется с поверхностью неглазурованной керамики, образуя слой толщиной 8—12 мкм. К этому слою серебра припаивают медные проводники, а затем весь конденсатор покрывают слоем органической электроизоляционной эмали. Последняя необходима для защиты электродных слоев серебра от коррозии и для предотвращения замыкания электродов частицами влаги в случае применения конденсаторов во влажной атмосфере.
Основные характеристики наиболее широко применяемых керамических конденсаторных материалов приведены в табл. 47.

Подстроенные конденсаторы. Керамические подстроенные конденсаторы. Основные данные керамических подстроечных конденсаторов. Подстроенные (полупеременные) конденсаторы Конденсатор подстроечный керамический

§ 3. Подстроенные конденсаторы

Керамические подстроенные конденсаторы находят широкое применение в колебательных контурах для точной подстройки в процессе наладки радиоаппаратуры

Таблица II.;»

Основные данные керамических ппдстроечных конденсаторов

	Пределы изменения емкости, пф	ТКЕ. %/град	Тмнгенс угла диэлектрических потерь	Рлзмсры корпус.1. мм	Вес. г (не более)
	2-7 * : 4-15; 6-25: 8-30; 6-60; 25-150; 75-200
	1^5-250; 200-325;
	275 — 375; 350- 450;
	4_|5: 5-20; 6-25; 8-30
	2-7; 4-15; 6-25; 8-30
	1_Ю; 2-15: 2-20; 2-25

* ТКЕ не нормируется.

Выпускаются четыре типа керамических подстроечных конденсаторов: 1) КПД — керамические подстроечные дисковые; ?) КПК — конденсаторы подстроечные керамические;

3) КПКМТ — конденсаторы подстроечные керамические малогаба ритные тропикоустойчнвые;

4) КПКТ — конденсаторы подстроечные керамические трубчатые. Внешний вид подстроечных конденсаторов представлен на рис. 11.8, а основные данные приведены п табл. 11.19.

Пластинчатые подстроечные конденсаторы представляют гобой миниатюрные нр я моем костные конденсаторы переменной емкости с воздушным диэлектриком (рис. П.8). Характеризуются высокими качественными показателями, но сложны по конструкции и дороги.

§ 4. Конденсаторы переменной емкости

Основные параметры конденсаторов переменной емкости те же, что и конденсаторов постоянной емкости (см. § 1). Одной из основных характеристик конденсаторов переменной емкости является закон изменения скости в зависимости от угла поворота подвижных пластин (рстора), которым определяет закон изменения частоты при настройке контура. Выпускают прямочастотные, логарифмические, прнмоемкостные и пря-моволновые конденсаторы переменной емкости. Они изготовляются с воздушным и твердым диэлектриком. Конденсаторы с воздушным диэлектриком характеризуются более высокими показателями, в частности большими точностью установки емкости и стабильностью. Конден саторы с гвердым диэлектриком отличаются малыми размерами, а поэтому применяются в малогабаритной аппаратуре.

В табл. 11.20 приведены основные данные типовых малогабаритных конденсаторов переменной емкости с твердым диэлектриком. Эти кон денсаторы предназначены для радиоприемников, работающих на транзисторах.

Таблица 11.20

Основные данные типовых малогабаритных конденсаторов переменной емкости

Где установлен	Закон изменения емкости	Пределы изменения емкости. пф	Тангенс угла диэлектрических потерь	Размеры корпуса, мм	Длина выступающей части с осью, мм	Вес, г (не более)
	Прямоемкостный
	Прямоволновой

Примечание. Конденсаторы выполнены в виде блоков из двух секция.

В качестве конденсаторов настройки малогабаритных радиоприемников можно применять керамические подстроечные конденсаторы ткпа КПК- Для увеличения срока их службы на серебряное покрытие статора гальваническим способом наносится пленка хрома или никеля толщиной 1,0-1,5 мк. Можно также припаять пластинку из латунной или медной фольги толщиной 0,05-0,1 мм. Рекомендуется следующий способ: вырезав заготовку по форме серебряного покрытия статора

В обиходе так называют изделия, изготовленные методом обжига массы, в основном глины. В технике же под керамическими подразумевают материалы с подобной структурой, хотя глины в них вовсе нет, либо она присутствует в незначительном количестве. К ним можно отнести конденсаторную керамику, применяемую в качестве диэлектрика конденсаторов.

Керамические конденсаторы

Такие изделия отличаются высокими электрическими показателями, небольшими размерами и низкой стоимостью. Керамические конденсаторы широко применяются в контурах радиоаппаратуры. Они бывают с постоянной емкостью и подстроечными.

с постоянной емкостью

Термостабильные керамические конденсаторы применяются в контурах генераторов и гетеродинов высокой стабильности. Для восстановления температуры используются термокомпенсирующие элементы. Особую группу составляют сегнето-керамические конденсаторы, в которых в качестве диэлектрика применяется сегнетокерамика — материал с очень высокой (до нескольких тысяч) в определенном интервале температур. Упомянутые изделия отличаются от высокочастотной керамики большей емкостью при одинаковых размерах.

Керамический трубчатый конденсатор (КТ-1, КТ-2) — это тонкостенная трубка, внешняя и внутренняя поверхности которой покрыты слоем серебра.

Конденсатор керамический дисковый (КД1, КД2) и дисковые сегнето-керамические модели (КДС1, КДС2, КДС3) представляют собой круглую керамическую пластину с обкладкой в виде тонких слоев серебра.

Керамический, опрессованный пластмассой боченочный элемент (КОБ1, КОБ2, КОБ3) — керамический цилиндрик, на основание которого также нанесены обкладки.

Цветовая гамма и её значение

Различные цвета, в которые окрашены изделия КТ, КДС, КД и др., обозначают стабильность их емкости при изменении температуры. и серая краска применяется в том случае, если на изменение температуры отреагирует незначительным образом. Такие элементы называются термостабильными. Красный и зеленый цвета означают, что при повышении температуры емкость изделий заметно уменьшится — это термокомпенсирующие конденсаторы. свидетельствует о том, что в случае перемены температурного режима в широком диапазоне емкость изделия будет меняться довольно сильно (однако при емкость остается стабильной).

Виды керамических подстроечных конденсаторов

Эти изделия предназначены для подгонки (подстройки) параметров колебательных контуров, еще их называют полупеременными. Кратко рассмотрим каждый из них.

Конденсатор подстроечный керамический (КПК) состоит из керамического основания (статора) и керамического же подвижного диска (ротора). Диск на оси прикреплен к статору, и его можно вращать при помощи отвертки. Серебряные обкладки, имеющие форму секторов, нанесены на плоскости обеих составляющих. Материал ротора является диэлектриком. При вращении изменяется взаимное расположение обкладок, соответственно, и емкость между ними.

Конденсатор подстроечный керамический трубчатый (КПКТ) — само название говорит о том, что рассматриваемое изделие имеет вид трубки. На её внутреннюю поверхность также нанесена тонкая серебряная неподвижная обкладка — металлический стержень с винтовой нарезкой. При вращении (достигается посредством отвертки) емкость изменяется за счет ввода или вывода стержня из трубки.

Емкость керамических конденсаторов

Еще 10-20 лет назад из-за трудностей, связанных с производством упомянутых конденсаторов, изделия относили к разряду приборов малой емкости. Совсем недавно керамический конденсатор 1 мкф никого не удивил бы, а вот элемент на 10 мкФ воспринимался как экзотика.

Но сегодня развитие технологий позволило некоторым производителям радиокомпонентов заявить о достижении лимита емкости в таких конденсаторах до 100 мкФ, но, как они заверяют, и это еще не предел.

Они бывают полярные и неполярные. Различия их в том, что одни применяются в цепях постоянного напряжения, а другие в цепях переменного. Возможно, применение постоянных конденсаторов в цепях переменного напряжения при включении их последовательно одноименными полюсами, но они при этом показывают не лучшие параметры.

Конденсаторы неполярные

Неполярные, так же как и резисторы бывают постоянные, переменные и подстроечные.

Подстроечные конденсаторы применяются для настройки резонансных цепей в приемо-передающей аппаратуре.

Рис. 1. Конденсаторы КПК

Тип КПК. Представляют из себя посеребренные обкладки и керамический изолятор. Имеют емкость в несколько десятков пикофарад. Встретить можно в любых приемниках, радиолах и телевизионных модуляторах. Подстроечные конденсаторы также обозначаются буквами КТ. Затем следует цифра, указывающая тип диэлектрика:

1 — вакуумные; 2 — воздушные; 3 — газонаполненные; 4 — твердый диэлектрик; 5 — жидкий диэлектрик. Например, обозначение КП2 означает конденсатор переменной емкости с воздушным диэлектриком, а обозначение КТ4 — подстроечный конденсатор с твердым диэлектриком.

Рис. 2 Современные подстроечные чип-конденсаторы

Для настройки радиоприемников на нужную частоту применяют конденсаторы переменной емкости (КПЕ)

Рис. 3 Конденсаторы КПЕ

Их можно встретить только в приемо-передающей аппаратуре

1- КПЕ с воздушным диэлектриком, найти можно в любом радиоприемнике 60- 80-х годов.
2 — переменный конденсатор для УКВ блоков с верньером
3 — переменный конденсатор, применяется в приемной технике 90-х годов и по сей день, можно встретить в любом музыкальном центре, магнитофоне, кассетном плеере с приемником.10 Ом.

Рис. 5 Конденсаторы КТК

Конденсаторы КТК — Конденсатор трубчатый керамический В качестве диэлектрика используется керамическая трубка, обкладки из серебра. Широко применялись в колебательных контурах ламповой аппаратуры с 40-х по начало восьмидесятых годов. Цвет конденсатора означает ТКЕ(температурный коэффициент изменения емкости). Рядом с емкостью, как правило прописывается группа ТКЕ, которая имеет буквенное или цифровое обозначение (Таблица1.) Как видно из таблицы, самые термостабильные — голубые и серые. Вообще этот тип очень хорош для ВЧ техники.

Таблица 1. Маркировка ТКЕ керамических конденсаторов

При настройке приемников часто приходится подбирать конденсаторы гетеродинных и входных контуров. Если в приемнике используются конденсаторы КТК, то подбор емкости конденсаторов в этих контурах можно упростить. Для этого на корпус конденсатора рядом с выводом наматывают плотно несколько витков провода ПЭЛ 0,3 и один из концов этой спиральки подпаивают к выводу конденсаторов. Раздвигая и сдвигая витки спиральки, можно в небольших пределах регулировать емкость конденсатора. Может случиться, что, подключив конец спиральки к одному из выводов конденсатора, добиться изменения емкости не удается. В этом случае спираль следует подпаять к другому выводу.

Рис. 6 Керамические конденсаторы. Вверху советские, внизу импортные.

Керамические конденсаторы, их обычно называют «красные флажки», также иногда встречается название «глиняные». Эти конденсаторы широко применяются в высокочастотных цепях. Обычно эти конденсаторы не котируются и редко применяются любителями, поскольку конденсаторы одного и того же типа могут быть изготовлены из разной керамики и имеют различные характеристики. В керамических конденсаторах выигрывая в размерах, проигрывают в термостабильности и линейности. На корпусе обозначается емкость и ТКЕ (таблица 2.)

Таблица 2

Достаточно взглянуть на допустимое изменение емкости у конденсаторов с ТКЕ Н90 емкость может изменяться почти в два раза! Для многих целей это не приемлемо, но все же не стоит отвергать этот тип, при небольшом перепаде температур и не жестких требованиях ими вполне можно пользоваться. Применяя параллельное включение конденсаторов с разными знаками ТКЕ можно получить достаточно высокую стабильность результирующей емкости. Встретить их можно в любой аппаратуре, особенно любят китайцы в своих поделках.

Имеют на корпусе обозначение емкости в пикофарадах или нанофарадах, импортные маркируются числовой кодировкой. Первые две цифры указывают на значение емкости в пикофарадах (пФ), последняя — количество нулей. Когда конденсатор имеет емкость менее 10 пФ, то последняя цифра может быть «9». При емкостях меньше 1.0 пФ первая цифра «0». Буква R используется в качестве десятичной запятой. Например, код 010 равен 1.0 пФ, код 0R5 — 0.5 пФ. Несколько примеров собраны в таблице:

Маркировка цифробуквенная:
22р-22 пикофарада
2n2- 2.2 нанофарада
n10 — 100 пикофарад

Хотелось бы особо отметить керамические конденсаторы типа КМ, применяются в промышленном оборудовании и военных аппаратах, имеют высокую стабильность, найти весьма сложно, потому как содержат редкоземельные металлы, и если вы нашли плату, где применяется данный тип конденсаторов, то в 70 % случаев их вырезали до вас).

В последнее десятилетие очень часто стали применяться радиодетали для поверхностного монтажа, вот основные типоразмеры корпусов для керамических чип-конденсаторов

Конденсаторы МБМ – металлобумажный конденсатор(рис 6.), применялся как правило в ламповой звукоусилительной аппаратуре. Сейчас весьма ценятся некоторыми аудиофилами. Также к данному типу относятся конденсаторы К42У-2 военной приемки, но их иногда можно встретить и в бытовой вппаратуре.

Рис. 7 Конденсатор МБМ и К42У-2

Следует отметить отдельно такие типы конденсаторов как МБГО и МБГЧ(рис.8), любителями зачастую используются как пусковые конденсаторы для запуска электродвигателей. Как пример, мой запас на двигатель на 7кВт (рис 9.). Рассчитаны на высокое напряжение от 160 до 1000в, что им дает много различных применений в быту и промышленности. Следует помнить, что для использования в домашней сети, нужно брать конденсаторы, с рабочим напряжением не менее 350в. Найти такие конденсаторы можно в старых бытовых стиральных машинах, различных устройствах с электродвигателями и в промышленных установках. Часто применяются в качестве фильтров для акустических систем, имея для этого неплохие параметры.

Рис. 8. МБГО, МБГЧ

Рис. 9

Кроме обозначения, указывающего конструктивные особенности (КСО — конденсатор слюдяной спрессованный, КТК -керамический трубчатый и т. д.), существует система обозначений конденсаторов постоянной емкости, состоящая из ряда элементов: на первом месте стоит буква К, на втором месте -двухзначное число, первая цифра которого характеризует тип диэлектрика, а вторая — особенности диэлектрика или эксплуатации, затем через дефис ставится порядковый номер разработки.

Например, обозначение К73-17 означает пленочный полиэтилен-терефталатный конденсатор с 17 порядковым номером разработки.

Рис. 10. Различные типы конденсаторов

Рис. 11. Конденсатор типа К73-15

Основные типы конденсаторов, в скобочках импортные аналоги.

К10 -Керамический, низковольтный (Upa6 К50 -Электролитический, фольговый, Алюминиевый
К15 -Керамический, высоковольтный (Upa6>1600B)
К51 -Электролитический, фольговый, танталовый,ниобиевый и др.
К20 -Кварцевый
К52 -Электролитический, объемно-пористый
К21 -Стеклянный
К53 -Оксидо-полупроводниковый
К22 -Стеклокерамический
К54 -Оксидно-металлический
К23 -Стеклоэмалевый
К60- С воздушным диэлектриком
К31- Слюдяной малой мощности (Mica)
К61 -Вакуумный
К32 -Слюдяной большой мощности
К71 -Пленочный полистирольный(KS или FKS)
К40 -Бумажный низковольтный(ираб К72 -Пленочный фторопластовый (TFT)
К73 -Пленочный полиэтилентереф-талатный (KT ,TFM, TFF или FKT)
К41 -Бумажный высоковольт-ный(ираб>2 kB) с фольговыми обкладками
К75 -Пленочный комбинированный
К76 –Лакопленочный (MKL)
К42 -Бумажный с металлизированными Обкладками (MP)
К77 -Пленочный, Поликарбонатный (KC, MKC или FKC)
К78 – Пленочный полипропилен (KP, MKP или FKP)

Конденсаторы с пленочным диэлектриком в простонародье называют слюдяными, различные применяемые диэлектрики дают хорошие показатели ТКЕ. В качестве обкладок в пленочных конденсаторах используют либо алюминиевую фольгу, либо напыленные на диэлектрическую пленку тонкие слои алюминия или цинка. Они имеют достаточно стабильные параметры и применяются для любых целей (не для всех типов). Встречаются в бытовой аппаратуре повсеместно. Корпус таких конденсаторов может быть как металлическим, так и пластмассовым и иметь цилиндрическую или прямоугольную форму(рис. 10.) Импортные слюдяные конденсаторы(рис.12)

Рис. 12. Импортные слюдяные конденсаторы

На конденсаторах указывается номинальное отклонение от емкости, может быть показано в процентах или иметь буквенный код. В основном в бытовой аппаратуре широко применяются конденсаторы с допуском H, M, J, K. Буква, обозначающая допуск указывается после значения номинальной ёмкости конденсатора, вот так 22nK, 220nM, 470nJ.

Таблица для расшифровки условного буквенного кода допустимого отклонения ёмкости конденсаторов. Допуск в %

Буквенное обозначение

Важным является значение допустимого рабочего напряжения конденсатора, указывается после номинальной ёмкости и допуска. Обозначается в вольтах с буквы В (старая маркировка), и V (новая маркировка). Например, так: 250В, 400В, 1600V, 200V. В некоторых случаях, буква V опускается.

Иногда применяется кодирование латинской буквой. Для расшифровки следует пользоваться таблицей буквенного кодирования рабочего напряжения конденсаторов.

Номинальное напряжение, В	Буква обозначения

Поклонники Николы Тесла имеют частую потребность в высоковольтных конденсаторах, вот некоторые которые можно встретить, в основном в телевизорах в блоках строчной развертки.

Рис. 13. Высоковольтные конденсаторы

Конденсаторы полярные

К полярным конденсаторам относятся все электролитические, которые бывают:

Алюминиевые электролитические конденсаторы обладают высокой емкостью, низкой стоимостью и доступностью. Такие конденсаторы широко применяются в радиоприборостроении, но имеют существенный недостаток. Со временем электролит внутри конденсатора высыхает и они теряют емкость. Вместе с емкостью увеличивается эквивалентное последовательное сопротивление и такие конденсаторы уже не справляются с поставленными задачами. Это как правило служит причиной неисправности многих бытовых приборов. Использование б/у конденсаторов не желательно, но все же если возникло желание их использовать, нужно тщательно измерить емкость и esr, чтоб потом не искать причину неработоспособности прибора. Перечислять типы алюминиевых конденсаторов не вижу смысла, поскольку особых отличий в них нет, кроме геометрических параметров. Конденсаторы бывают радиальные(с выводами с одного торца цилиндра)и аксиальные(с выводами с противоположных торцов), встречаются конденсаторы с одним выводом, в качестве второго-используется корпус с резьбовым наконечником(он же и является крепежом), такие конденсаторы можно встретить в старой ламповой радиотелевизионной технике. Также стоит заметить, что на материнских платах компьютеров, в импульсных блоках питания часто встречаются конденсаторы с низким эквивалентным сопротивлением, так называемые LOW ESR, так вот они имеют улучшенные параметры и заменяются только на подобные, иначе при первом включении будет взрыв.

Рис. 14. Электролитические конденсаторы. Снизу — для поверхностного монтажа.

Танталовые конденсаторы, лучше чем алюминиевые, за счет использования более дорогой технологии. В них применяется сухой электролит, поэтому им не свойственно «высыхание» алюминиевых конденсаторов. Кроме того, танталовые конденсаторы имеют более низкое активное сопротивление на высоких частотах (100 кГц), что важно при использовании в импульсных источниках питания. Недостатком танталовых конденсаторов является относительно большое уменьшение емкости с увеличением частоты и повышенная чувствительность к переполюсовке и перегрузкам. К сожалению, этот тип конденсаторов характеризуется невысокими значениями емкости (как правило, не более 100 мкФ). Высокая чувствительность к напряжению заставляет разработчиков делать запас по напряжению Увеличенным в два и более раз.

Рис. 14. Танталовые конденсаторы. Первые три отечественные, предпоследний импортный, последний импортный для поверхностного монтажа.

Основные размеры танталовых чип-конденсаторов:

К одной из разновидностей конденсаторов (на самом деле это полупроводники и с обычными конденсаторами имеют мало общего, но упомянуть их все же имеет смысл) относятся варикапы. Это особый вид диодо-конденсатора, который изменяет свою емкость в зависимости от приложенного напряжения. Применяются в качестве элементов с электрически управляемой ёмкостью в схемах перестройки частоты колебательного контура, деления и умножения частоты, частотной модуляции, управляемых фазовращателей и др.

Рис. 15 Варикапы кв106б, кв102

Также весьма интересны «суперконденсаторы» или ионисторы. При малых размерах они обладают колоссальной емкостью и часто используются для питания микросхем памяти, и иногда ими подменяют электрохимические батареи. Ионисторы могут работать и в буфере с батареями в целях защиты их от резких скачков тока нагрузки: при низком токе нагрузки батарея подзаряжает суперконденсатор, и если ток резко возрастет, ионистор отдаст запасенную энергию, чем уменьшит нагрузку на батарею. При таком варианте использования его размещают либо непосредственно возле аккумуляторной батареи, либо внутри ее корпуса. Их можно встретить в ноутбуках в качестве элемента питания для CMOS.

К недостаткам можно отнести:
Удельная энергия меньше, чем у аккумуляторов (5-12 Вт·ч/кг при 200 Вт·ч/кг для литий-ионных аккумуляторов).
Напряжение зависит от степени заряженности.
Возможность выгорания внутренних контактов при коротком замыкании.
Большое внутреннее сопротивление по сравнению с традиционными конденсаторами (10…100 Ом у ионистора 1 Ф × 5,5 В).
Значительно больший, по сравнению с аккумуляторами, саморазряд: порядка 1 мкА у ионистора 2 Ф × 2,5 В.

Рис. 16. Ионисторы

Подстроенные (полупеременные) конденсаторы позволяют изменять емкость в незначительных пределах. Они применяются для точной фиксированной подстройки емкости колебательных контуров в цепях высокой частоты для изменения величины связи между цепями, а также для подгонки емкости в процессе ремонта и наладки радиоприёмников . Обычно эти конденсаторы включаются параллельно основным конденсаторам большей емкости.

Подстроенные конденсаторы (рис. 20) состоят из двух керамических элементов: неподвижного основания — статора и подвижного диска — ротора или плунжера (в КПК-Т). На ротор и статор методом вжигания нанесены тончайшие серебряные обкладки в виде секторов. Диэлектриком между обкладками статора и ротора могут быть воздух, керамика или слюда. Выводы от обкладок выполнены в виде контактных лепестков, предназначенных для припайки монтажных проводов схемы.

Ротор жестко закреплен на оси, которая может вращаться с помощью отвертки. При вращении ротора изменяется взаимное положение (перекрытие) обкладок статора и ротора, а следовательно, и емкость конденсатора. Когда сектор или капля припоя на роторе расположена против вывода на статоре, то емкость будет максимальной, а при повороте ротора на 180° относительно указанного положения — минимальной. Конструкция трубчатых подстроенных конденсаторов несколько отличается от описанной выше. В них изменение емкости достигается перемещением плунжера в керамической трубке.

Для крепления к шасси керамические подстроенные конденсаторы имеют в керамическом основании отверстия для винтов или других крепежных деталей.

Промышленность выпускает несколько видов подстроечных конденсаторов, Конденсаторы КПК (подстроечные керамические) изготавливаются на номинальное напряжение постоянного тока 500 В. В зависимости от конструктивного исполнения конденсаторы КПК выпускают нескольких видов: КПК-1 — с ротором диаметром около 18 мм, КПК-2, КПК-3 и КПК-5 — с ротором диаметром около 33 мм. Кроме того, КПК-5 имеет регулировочный винт, который непосред-ственно соединен с роторной обкладкой.

Отрицательное ТКЕ конденсатора типа КПК позволяет осуществлять температурную компенсацию в колебательных контурах, так как катушки индуктивности в контурах имеют положительный температурный коэффициент индуктивности.

Маркировка конденсаторов КПК обозначает тип и вид конденсатора и величину минимальной и максимальной емкости (пФ). Например: КПК-3-125/250.

Конденсаторы КПК-Т (подстроечные керамические трубчатые) предназначены для работы в цепях с номинальным напряжением постоянного тока 500 В. Керамический диэлектрик позволяет использовать их в радиоприемниках и других радиоаппаратах.

Конденсаторы КПК-М (подстроечные керамические малогабаритные) предназначаются для работы в интервале температур от -20 до +80°С при номинальном напряжении постоянного тока 350 В. Выпускаются они двух вариантов: Н — для навесного монтажа; П — для печатного монтажа.

В качестве подстроечных конденсаторов в контурах высокой частоты и гетеродина в транзисторных приемниках применяются в основном полупеременные конденсаторы типов КПК-МП емкостью 4…15 пФ, КТ-4-2 емкостью 5…20 пФ.

Конденсаторы КПВ (подстроечные с воздушным диэлектриком) выпускаются пяти модификаций с минимальным диапазоном изменения емкости 4…50 пФ и максимальным- 8… 140 пФ, на номинальное напряжение постоянного тока 300 В. Малогабаритные конденсаторы (типа КПВМ) выпускаются на номинальное напряжение 350… 650 В. По конструкции конденсаторы типа К.ПВМ являются прямоемкостными с углом поворота 180° и имеют 14 модификаций по емкости с минимальной величиной 1,8…6,5пФ и максимальной — 3,8…24 пФ. Конденсаторы типа 2КПВМ имеют угол поворота 90° и предназначены для подстройки высокочастотных контуров в диапазоне УКВ и ДЦВ. По емкости эти конденсаторы имеют 12 модификаций с минимальной емкостью 1…1.3 пФ и максимальной — 1,5…2,8 пФ. Конденсаторы типа ЗКПВМ являются дифференциальными и выпускаются 14 модификаций с минимальной емкостью 2,5…6,5 пФ и максимальной 3…24 нФ. Миниатюрные керамические полупеременные конденсаторы К.Т4-2 и КТ4-1Т предназначены для радиоаппаратов с печатным монтажом,

Для точной настройки контуров в процессе производства и эксплуатации РЭА применяются подстроечные конденсаторы, с помощью которых компенсируется разброс параметров контура. В отличие от переменных подстроечные конденсаторы имеют относительно небольшое изменение емкости. После подстройки РЭА подвижная часть конденсатора фиксируется простейшими стопорными устройствами или воском.

Подстроечные конденсаторы характеризуются теми же параметрами что и переменные. Однако к ним предъявляются и ряд специфических требований: стабильность емкости в зафиксированном положении, высокая надежность такой фиксации, плавность установки емкости.

Подстроечные конденсаторы бывают с воздушным и твердым диэлектриком. Конструкция воздушных подстроечных конденсаторов с вращающимся ротором подобна аналогичной конструкции переменных конденсаторов, но ротор укорачивается и на его конце делается прорезь (шлиц) для вращения ротора (см. рис.2.5).

Наибольшее применение получили дисковые керамические подстроечные конденсаторы с вращающимся ротором в виде диска (рис.2.6). Такие конденсаторы состоят из сплошного керамического статора и дискообразного ротора. На поверхности статора и ротора наносится металлическая пленка серебра в виде полуокружности. Диэлектриком является титановая керамика с высокой диэлектрической проницаемостью и воздушная прослойка между ротором и статором. Недостатком таких конденсаторов является изменение емкости при давлении на ротор и большой разброс ТКЕ. Однако такие подстроечные конденсаторы имеют малые габариты и низкую стоимость.

Система обозначений подстроечных конденсаторов соответствует принятой для постоянных конденсаторов, которая описана в разделе 2.2.2, и состоит из двух букв КТ (конденсатор подстроечный), цифры, обозначающей тип диэлектрика согласно табл.2.4, и числа, обозначающего порядковый номер разработки конденсатора.

Например: КТ4-21 2,0/10 – конденсатор подстроечный с керамическим диэлектриком, порядковый номер разработки 21, минимальная емкость 2 пФ, максимальная емкость 10 пФ.

До действующей системы обозначений подстроечные конденсаторы обозначались набором от двух до четырех букв, которые отражали тип диэлектрика и его конструктивные особенности.

Например: КПК-МТ – конденсатор подстроечный керамический малогабаритный термостойкий.

1. Вариконды

Вариконды это конденсаторы, емкость которых резко меняется в зависимости от приложенного напряжения. Этот эффект достигается применением в качестве диэлектрика сегнетокерамики на основе титанатов бария и стронция. Поскольку в сегнетоэлектриках зависимость вектора электрического смещения от напряженности приложенного поля нелинейная, то это вызывает зависимость диэлектрической проницаемости от величины приложенного электрического поля (рис.2.7).

Основными параметрами варикондов являются следующие параметры:

Номинальная емкость – это емкость, которая измеряется при напряжении переменного тока 5 В с частотой 50 Гц или при напряжении переменного тока 1,5…2 В частотой 1000 Гц. Условия измерения номинальной емкости зависят от типа вариконда. Номинальная емкость указывается на корпусе вариконда. Промежуточные значения номинальной емкости варисторов соответствуют рядам Е6 и Е12.

Коэффициент нелинейности по напряжению переменного тока – он показывает во сколько раз увеличивается емкость вариконда при изменении напряжения переменного тока частотой 50 Гц от 5 В до величины напряжения, при которой достигается максимальное значение емкости.

Коэффициент управления по постоянному напряжению – это коэффициент, который показывает во сколько раз уменьшается емкость вариконда при изменении постоянного напряжения от 0 до 200 В.

Конструкция варикондов соответствует конструкции постоянных конденсаторов с объемным диэлектриком – дисковая или стержневая (рис.2.8).

Вариконды широко применяются для оперативной подстройки резонансных контуров с помощью электрического управления.

Система обозначений вариконда соответствует принятой для постоянных конденсаторов, которая описана в разделе 2.2.2, и состоит из двух букв КН (конденсатор нелинейный), цифры, обозначающей тип диэлектрика согласно табл.2.4, и числа, обозначающего порядковый номер разработки вариконда.

Например: КН1-5 4,7 пФ – конденсатор нелинейный вариконд, порядковый номер разработки 5, номинальная емкость 4,7 пФ.

До действующей системы обозначений вариконды обозначались набором букв ВК и цифр, которые отражали конструктивные особенности вариконда.

Например: ВК2-Б – вариконд тип конструкции 2 неизолированный.

Керамические конденсаторы: описание, виды | Полезная информация для всех

Что такое керамика? В обиходе так называют изделия, изготовленные методом обжига массы, в основном глины. В технике же под керамическими подразумевают материалы с подобной структурой, хотя глины в них вовсе нет, либо она присутствует в незначительном количестве. К ним можно отнести конденсаторную керамику, применяемую в качестве диэлектрика конденсаторов.

Керамические конденсаторы

Такие изделия отличаются высокими электрическими показателями, небольшими размерами и низкой стоимостью. Керамические конденсаторы широко применяются в контурах радиоаппаратуры. Они бывают с постоянной емкостью и подстроечными.

Виды конденсаторов с постоянной емкостью

Термостабильные керамические конденсаторы применяются в контурах генераторов и гетеродинов высокой стабильности. Для восстановления температуры используются термокомпенсирующие элементы. Особую группу составляют сегнето-керамические конденсаторы, в которых в качестве диэлектрика применяется сегнетокерамика – материал с очень высокой диэлектрической проницаемостью (до нескольких тысяч) в определенном интервале температур. Упомянутые изделия отличаются от высокочастотной керамики большей емкостью при одинаковых размерах.

Керамический трубчатый конденсатор (КТ-1, КТ-2) — это тонкостенная трубка, внешняя и внутренняя поверхности которой покрыты слоем серебра.

Конденсатор керамический дисковый (КД1, КД2) и дисковые сегнето-керамические модели (КДС1, КДС2, КДС3) представляют собой круглую керамическую пластину с обкладкой в виде тонких слоев серебра.

Керамический, опрессованный пластмассой боченочный элемент (КОБ1, КОБ2, КОБ3) – керамический цилиндрик, на основание которого также нанесены обкладки.

Цветовая гамма и её значение

Различные цвета, в которые окрашены изделия КТ, КДС, КД и др., обозначают стабильность их емкости при изменении температуры. Синяя, голубая и серая краска применяется в том случае, если емкость конденсатора на изменение температуры отреагирует незначительным образом. Такие элементы называются термостабильными. Красный и зеленый цвета означают, что при повышении температуры емкость изделий заметно уменьшится – это термокомпенсирующие конденсаторы. Оранжевый цвет свидетельствует о том, что в случае перемены температурного режима в широком диапазоне емкость изделия будет меняться довольно сильно (однако при комнатной температуре емкость остается стабильной).

Виды керамических подстроечных конденсаторов

Эти изделия предназначены для подгонки (подстройки) параметров колебательных контуров, еще их называют полупеременными. Кратко рассмотрим каждый из них.

Конденсатор подстроечный керамический (КПК) состоит из керамического основания (статора) и керамического же подвижного диска (ротора). Диск на оси прикреплен к статору, и его можно вращать при помощи отвертки. Серебряные обкладки, имеющие форму секторов, нанесены на плоскости обеих составляющих. Материал ротора является диэлектриком. При вращении изменяется взаимное расположение обкладок, соответственно, и емкость между ними.

Конденсатор подстроечный керамический трубчатый (КПКТ) – само название говорит о том, что рассматриваемое изделие имеет вид трубки. На её внутреннюю поверхность также нанесена тонкая серебряная неподвижная обкладка — металлический стержень с винтовой нарезкой. При вращении (достигается посредством отвертки) емкость изменяется за счет ввода или вывода стержня из трубки.

Емкость керамических конденсаторов

Еще 10-20 лет назад из-за трудностей, связанных с производством упомянутых конденсаторов, изделия относили к разряду приборов малой емкости. Совсем недавно керамический конденсатор 1 мкф никого не удивил бы, а вот элемент на 10 мкФ воспринимался как экзотика.

Но сегодня развитие технологий позволило некоторым производителям радиокомпонентов заявить о достижении лимита емкости в таких конденсаторах до 100 мкФ, но, как они заверяют, и это еще не предел.

6 2 3 Типы деталей и конструкция

Типы используемыхмикросхем приведены в таблице.

Таблица.

Обозначение по рис.22	Тип	Функциональное назначение
D1	К561ЛН2	6 инверторов
D2	К561ТМ2	2 D-триггера
D3	К561ТЛ1	4 эл-та 2И-НЕ с триг. Шмидта на входах
D4	К561ЛП2	4 эл-та «Исключающее или»

Вместо микросхем серии К561 возможно использование микросхем серии К1561. Можно попытаться применить некоторые микросхемы серии К 176.Входы неиспользуемых элементов цифровых микросхем нельзя оставлять неподключенными! Их следует соединить либо с общей шиной, либо с шиной питания.

Транзисторы VT1, VT2 являются элементами интегральной транзисторной сборки типа К159НТ1 с любой буквой. Их можно заменить на дискретные транзисторы с npn проводимостью типов КТ315, КТ312 и т.п. Транзистор VT3 — типа КТ361 с любой буквой или аналогичного типа с pnp проводимостью.

К применяемым в схеме металлоискателярезисторам не предъявляется особых требований. Они лишь должны иметь прочную конструкцию и быть удобны для монтажа. Номинал рассеиваемой мощности 0,125-0,25(Вт).

Потенциометр компенсации R3′ желателен многооборотный типа СП5-44 или с нониусной подстройкой типа СП5-35. Можно обойтись и обычными потенциометрами любых типов. В этом случае желательно их использовать два последовательно включенных. Один — для грубой подстройки, номиналом 1(кОм). Другой — для точной подстройки, номиналом 100(Ом).

Катушка индуктивности L1 имеет внутренний диаметр намотки 1б0(мм), содержит 100 витков провода. Тип провода — ПЭЛ, ПЭВ, ПЭЛШО и т.п. Диаметр провода 0,2- 0,5(мм). О конструкции катушки см. отдельный параграф ниже.

Конденсатор С3 — электролитический. Рекомендуемые типы — К50-29, К50-35, К53-1, К53-4 и др. малогабаритные. Остальные конденсаторы, за исключением конденсатора колебательного контура катушки измерительного генератора, — керамические типа К10-7 и т.п. Конденсатор контура С1 особый. К нему предъявляются высокие требования по точности и термостабильности. Конденсатор состоит из нескольких (5…10 шт.) отдельных конденсаторов, включенных в параллель. Грубая настройка контура на частоту кварцевого генератора осуществляется подбором количества конденсаторов и их номинала. Рекомендуемый тип конденсаторов К 10-43. Их группа по термостабильности — МП0 (т.е. приблизительно нулевой ТКЕ). Возможно применение прецизионных конденсаторов и других типов, например, К71-7. В конце концов, можно попытаться использовать термостабильные слюдяные конденсаторы с серебряными обкладками типа КСО или полистирольные конденсаторы.

Светодиод VD1 типа АЛ336 или аналогичный с высоким КПД. Подойдет и любой другой светодиод видимого диапазона излучения.

Кварцевый резонатор Q — любой малогабаритный часовой кварц (аналогичные используются также в портативных электронных играх).

Пьезоизлучатель Y1 — может быть типа 3П1…3П18. Хорошие результаты получаются при использовании пьезоизлучателей импортных телефонов (идут в огромных количествах «в отвал» при изготовлении телефонов с определителем номера).

Конструкция прибора может быть достаточно произвольной. При ее разработке желательно учесть рекомендации, изложенные ниже в параграфах, посвященных датчикам и конструкции корпусов.

Печатная плата электронной части металлоискателя может быть изготовлена любым из традиционных способов, удобно также использовать готовые макетные печатные платы под DIP корпуса микросхем (шаг 2,5 мм).

Высокопроизводительные и термостабильные проволочные суперконденсаторы с использованием мезопористого активированного графена, нанесенного на непрерывный многослойный графен

Проволочные суперконденсаторы

являются многообещающими гибкими источниками питания для носимых устройств из-за их высокой плотности мощности, длительного срока службы и механической гибкости. Однако получение высокой плотности энергии наряду с термической стабильностью важно для разработки надежных проводных суперконденсаторов, в которых используется механизм накопления заряда, основанный на формировании двойного электрического слоя (EDL).В этом исследовании активированный графен (AG) был нанесен на непрерывный графен, нанесенный на токосъемники из медной проволоки с использованием электрофоретического осаждения, в результате чего были сформированы проволочные суперконденсаторы с высокой мощностью и плотностью энергии, а также с выдающейся термической стабильностью и химической стойкостью. Включение AG, который имеет высокую удельную поверхность, обеспечило почти идеальное емкостное поведение устройств с высокими удельными поверхностными емкостями до 130,3 мФ см ⁻² . Многослойный графен, выращенный методом химического осаждения из паровой фазы (CVD) на медных проволоках, работал как многофункциональный промежуточный слой для улучшения межфазного контакта между электродом и токосъемником, а также для повышения электропроводности, химической стойкости и термостойкости медной проволоки.Великолепная синергия между материалом электрода AG и графеном, выращенным методом CVD на медных токосъемниках, позволила достичь высокой плотности энергии до 4,54 мкВт · ч · см ⁻² и выдающейся плотности мощности до 1,61 мВт · см ⁻² с отличной устойчивостью к циклическим нагрузкам (сохранение емкости ∼93,8% за 10 000 циклов). Кроме того, проводные суперконденсаторы продемонстрировали стабильную способность накопления заряда EDL в диапазоне температур от 7 до 80 ° C. Эта уникальная архитектура проводных суперконденсаторов обещает большой потенциал для высокопроизводительного и термостабильного накопления энергии и может быть встроена в носимую электронику и интеллектуальные ткани будущего.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте еще раз?

Супертермостабильный гибкий суперконденсатор для сверхлегких и высокопроизводительных устройств

Разработка и оптимизация новых композитных электролитов и наноструктурированных углеродных электродов, составляющих электрохимические накопители энергии, такие как суперконденсаторы, безусловно, важны из-за возрастающих проблем обеспечения надежной электрической энергии в суровых условиях.Здесь мы разрабатываем супер-термостабильные, гибкие и высокопроизводительные суперконденсаторы, работающие при высоких температурах и механических нагрузках. Многофункциональные суперконденсаторы изготавливаются путем интеграции композитного полимерного электролита на основе ионных жидких частиц диоксида кремния и наночастиц трехмерного графенового аэрогеля с контролируемыми гибридными пористыми структурами. Термическая и электрохимическая стабильность композитного полимерного электролита и отличная совместимость между электролитом и пористыми аэрогелевыми электродами приводят к созданию высокоэффективных суперконденсаторов с чрезвычайно высокой удельной емкостью 1007 Ф · г ^-1 и плотностью энергии 1134 Вт. ч кг ⁻¹ при высокой температуре 200 ° C.При испытании на гибкость в динамическом режиме устройство демонстрирует исключительную долговременную стабильность и механическую прочность после циклов изгиба даже при высоких температурах. Это исследование обеспечивает рациональную стратегию для легких, механически прочных, высокопроизводительных и высокотемпературных систем хранения энергии, работающих в суровых условиях.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте еще раз?

Термостабильные сегнетоэлектрические конденсаторы на основе градиентных пленок титаната бария-стронция

1.

А. Афтаб, А. Г. Ирен, К.K. Amir, Appl. Phys. Ред. 2 , 011302 (2015).

Артикул Google ученый

2.

С. Геворгян, Сегнетоэлектрики в микроволновых устройствах, схемах и системах (Springer, Лондон, 2009).

Google ученый

3.

Физика сегнетоэлектриков. Современная перспектива , Под ред. К. М. Рабе, К. Х. Ан и Дж.-M. Трискон (Спрингер, Нью-Йорк, 2007).

4.

А. П. Барранко, Достижения в сегнетоэлектрике (InTech, Гавана, 2012).

Google ученый

5.

А. В. Тумаркин, Е. Р. Тепина, Е. А. Ненашева, Н. Ф. Картенко, А. Б. Козырев, ЖТФ. Phys. 57 , 787 (2012).

Артикул Google ученый

6.

А.Б. Козырев, М.М. Гайдуков, А.Гагарин Г., Тумаркин А.В., Разумов С.В. // ЖТФ. Phys. Lett. 28 , 239 (2002).

ADS Статья Google ученый

7.

А. Козырев, А. Иванов, О. Солдатенков, А. Тумаркин, С. Иванова, Т. Кайданова, Дж. Д. Перкинс, Дж. Аллеман, Д. С. Джинли, Л. Сенгупта, Л. Чиу и X Чжан, Интегр. Сегнетоэлектр. 55 , 847 (2003).

Артикул Google ученый

8.

В. Мантезе и С. П. Эйплей, Сегментарные сегнетоэлектрики, транспакаторы и транспоненты (Спрингер, Нью-Йорк, 2005).

Google ученый

9.

М. В. Коул, Сегнетоэлектрики 470 , 67 (2014).

Артикул Google ученый

10.

М. М. Гайдуков, А. В. Тумаркин, А. Г. Гагарин, А. Б. Козырев, ЖТФ. Phys. Lett. 40 , 337 (2014).

ADS Статья Google ученый

11.

J. Sigman, P. G. Clem, C. D. Nordquist, J. Appl. Phys. 102 , 054106 (2007).

ADS Статья Google ученый

12.

В. А. Вольпяс, А. В. Тумаркин, А. К. Михайлов, А. Б. Козырев, Р. А. Платонов, ЖТФ. Phys. Lett. 42 , 758 (2016).

ADS Статья Google ученый

13.

А. В. Тумаркин, И. Т. Серенков, В. И. Сахаров, В. В. Афросимов, А. А. Одинец, Phys. Твердотельный 58 , 364 (2016).

ADS Статья Google ученый

14.

А. В. Тумаркин, В. И. Альмяшев, С. В. Разумов, М. М. Гайдуков, А. Г. Гагарин, А. Г. Алтынников, А. Б. Козырев, Phys. Твердотельный 57 , 553 (2015).

ADS Статья Google ученый

15.

В. А. Вольпяс, А. Б. Козырев, J. Exp. Теор. Phys. 113 , 172 (2011).

ADS Статья Google ученый

16.

Кукушкин С.А., Слезов В.В., Дисперсные системы на поверхности твердых тел. Механизмы образования тонких пленок (эволюционный подход) (Наука, Санкт-Петербург, 1996).

Google ученый

17.

Кукушкин С.А. Тонкие твердые пленки 207 , 302 (1992).

ADS Статья Google ученый

18.

Вендик О.Г., Сегнетоэлектрики в технике (Советское радио, Москва, 1979).

Google ученый

19.

Л. Палова, П. Чандра, К. М. Рабе, Phys. Ред. B: Конденс. Matter Mater. Phys. 76 , 014112 (2007).

ADS Статья Google ученый

20.

Н. А. Перцев, Р. Диттманн, Р. Плонка, Р. Вазе, J. Appl. Phys. 101 , 074102 (2007).

ADS Статья Google ученый

21.

Т. Самойлова, М. Гайдуков, А. Тумаркин, А. Гагарин, А. Алтынников, А. Козырев, J. Appl. Phys. 115 , 204103 (2014).

ADS Статья Google ученый

Термостабильные сегнетоэлектрические конденсаторы на основе градиентных пленок титаната бария-стронция (Журнальная статья)

Тумаркин, А.В., E-mail: [email protected], Разумов С.В., Вольпяс В.А., Гагарин А.Г., Одинец А.А., Злыгостов М.В., Сапего EN Термостабильные сегнетоэлектрические конденсаторы на основе градиентных пленок титаната бария-стронция . США: Н. П., 2017. Интернет. DOI: 10,1134 / S1063784217100231.

Тумаркин А.В., E-mail: [email protected], Разумов С.В., Вольпяс В.А., Гагарин А.Г., Одинец А.А., Злыгостов М.В., Сапего Е.Н. Термостабильные сегнетоэлектрические конденсаторы на основе градиентных пленок титаната бария-стронция . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.1134/S1063784217100231

Тумаркин А.В., E-mail: [email protected], Разумов, С.В., Вольпяс, В.А., Гагарин, А.Г., Одинец, А.А., Злыгостов, М.В., Сапего, Э.Н. Вс. «Термостабильные сегнетоэлектрические конденсаторы на основе градиентных пленок титаната бария-стронция». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.1134/S1063784217100231.

@article {osti_22784078,
title = {Термостабильные сегнетоэлектрические конденсаторы на основе градиентных пленок титаната бария-стронция},
author = {Тумаркин, А.В., E-mail: [email protected] и Разумов, С. В., Вольпяс, В. А., Гагарин, А. Г., Одинец, А. А., Злыгостов, М. В., Сапего, Е. Н.},
abstractNote = {Экспериментально исследовано влияние давления рабочего газа при ионно-плазменном напылении на свойства осажденных сегнетоэлектрических покрытий из титаната бария-стронция. Изменение давления рабочего газа при осаждении позволяет изменять компонентный состав осаждаемого слоя, что приводит к диффузии фазового перехода и повышению температурной стабильности свойств сегнетоэлектрической пленки.Градация слоев влияет на температуру максимума диэлектрической проницаемости, форму зависимости емкости от температуры и вольт-фарадные характеристики конденсаторных структур.},
doi = {10.1134 / S1063784217100231},
url = {https://www.osti.gov/biblio/22784078}, journal = {Техническая физика},
issn = {1063-7842},
число = 10,
объем = 62,
place = {United States},
год = {2017},
месяц = ​​{10}
}

Термостабильный гелевый полимерный электролит на основе сукцинонитрила и ионной жидкости для высокоэффективных твердотельных суперконденсаторов

Особенности

•

Гелевый полимерный электролит на основе SN и IL был приготовлен для суперконденсаторов.

•

Изготовлен и охарактеризован суперконденсатор с новыми гелевыми электролитами.

•

Наличие SN в гелевом электролите значительно улучшает характеристики устройства.

•

Ячейка с электролитом на основе SN показывает высокую удельную емкость 176 Ф · г ⁻¹ .

Abstract

Гибкий, автономный, термостабильный гелевый полимерный электролит на основе пластичного кристаллического сукцинонитрила (SN) и ионной жидкости тетрафторбората 1-бутил-3-метилимидазолия (BMImBF ₄ ), заключенный во фторполимер-поливинилиден — co -гексафторпропилен) (PVdF-HFP) подготовлен и оптимизирован для применения в твердотельных суперконденсаторах без растворителей.Синтезированный гелевый полимерный электролит демонстрирует высокую ионную проводимость в широком диапазоне температур (от ∼5 × 10 ⁻⁴ См см ⁻¹ при −30 ° C до ∼1,5 × 10 ⁻² См см ^{— 1} при 80 ° C) с хорошим окном электрохимической стабильности (от -2,9 до 2,5 В). Термические исследования подтверждают, что SN, содержащий гелевый полимерный электролит, остается стабильным в той же гелевой фазе в широком диапазоне температур от -30 до 90 ° C. Конденсаторы с двойным электрическим слоем (EDLC) были изготовлены с использованием активированного угля в качестве активного материала и новых гелевых полимерных электролитов.Электрохимические характеристики EDLC оцениваются с помощью циклической вольтамперометрии, гальваностатического цикла заряда-разряда и импедансной спектроскопии. Было обнаружено, что ячейки EDLC с соответствующим SN-содержащим гелевым полимерным электролитом дают высокую удельную емкость 176 Ф · г ^-1 при 0,18 А · г ^-1 и 138 Ф · г ^-1 при 8 А · г ^-1. . Эти твердотельные элементы EDLC демонстрируют хорошую стабильность при циклическом воздействии и способность сохранять ~ 80% начальной емкости после 10 000 циклов.

Ключевые слова

Суперконденсаторы

Ионная жидкость

Гелевый полимерный электролит

Сукцинонитрил

Твердотельный

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2016 Elsevier B.V. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

BCE-60462 — Протавская Америка

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Электропроводящий лак на основе чистого серебра в растворителе, отвержденный нагреванием, для нанесения проводящего покрытия погружением, особенно на танталовые конденсаторы.Характерными особенностями являются термостабильная основа и низкая скорость оседания.

ОПИСАНИЕ ИЗДЕЛИЯ

PROTAVIC® BCE-60462 был специально разработан, чтобы оставлять только небольшую каплю под слоем тантала после погружения в автомат.

СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ

A — Процесс подачи заявки

Перед любым использованием PROTAVIC® BCE 60462 необходимо сделать абсолютно гомогенным путем перемешивания в исходном контейнере (с помощью шпателя для небольших количеств) или путем медленного вращения бутылки в течение 4-12 часов со скоростью от 5 до 15 об. / Мин.

PROTAVIC® BCE 60462 не требует грунтовки. Он прилипает просто в результате испарения содержащегося в нем растворителя. Поверхность, на которую наносится, должна быть сухой, без следов масла, жира или пыли.

PROTAVIC® BCE 60462 можно использовать в том виде, в котором он был поставлен, после его гомогенизации, как описано ранее. С учетом его первоначальной вязкости, процессы нанесения следующие:

Однако разбавитель (исключительно DILUENT PROTAVIC® 434) может добавляться до достижения желаемой вязкости для специальных применений, в частности для распыления.РАЗБАВИТЕЛЬ PROTAVIC® 434 может также использоваться для удаления любого неправильно нанесенного PROTAVIC® BCE 60462 до того, как он подвергнется сушке и отверждению, а также для очистки оборудования, используемого для его нанесения.

B — Сушка

PROTAVIC® BCE 60462 необходимо сушить на открытом воздухе или в вентилируемой печи (установленной на температуру около 65 ° C); также можно удалить его систему растворителей (в течение примерно от нескольких минут до четверти часа в зависимости от толщины нанесенного покрытия) с помощью инфракрасной сушки.Для тонких слоев в этом нет необходимости.

C — Условия отверждения

После испарения фазы растворителя PROTAVIC® BCE 60462 может быть отвержден при 125 ° C за 14-15 минут. Очень хорошие результаты с точки зрения адгезии и проводимости достигаются при отверждении в течение 30-60 мин. при 150 ° С. Когда температура отверждения не является препятствием для компонента или производственного процесса, отверждение в течение 30 мин. при 175 ° C
позволяет пользователю достичь оптимальной адгезии, проводимости и защиты от вредных факторов окружающей среды.Температуры около 205 ° C и выше дают очень хорошие результаты со временем отверждения менее 5 минут.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Хорошие свойства и простота использования PROTAVIC® BCE 60462 означают, что он находит свое предпочтительное применение в области электроники, как для профессиональных пользователей, так и для широкой публики, когда они стремятся получить электропроводящие, термостабильные покрытия и выполнять операции приклеивания, специально для:

• резисторы, конденсаторы и др.
• крепление токопроводящих проводов к кристаллу кварца
• производство токопроводящих дорожек
• производство электропроводящих покрытий и др.

УСЛОВИЯ ХРАНЕНИЯ

PROTAVIC® BCE 60462 должен храниться при температуре 20 ° C ± 5 ° C, чтобы сохранить свои первоначальные свойства. Его также необходимо хранить в герметично закрытом контейнере, чтобы предотвратить потери растворителя из-за испарения. При необходимости любые потери из-за испарения можно компенсировать добавлением разбавителя (исключительно DILUENT PROTAVIC® 434).

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

См. Прилагаемый паспорт безопасности.

УПАКОВКА

PROTAVIC® BCE 60462 поставляется в колбах разного размера.

Улучшенные свойства накопления энергии термостабильных нанокомпозитов BaTiO3 / полиимида с сэндвич-структурой с улучшенными контролируемыми интерфейсами. Авторы: Цзяшенг Ру, Даомин Мин, Майкл Ланаган, Шэнтао Ли, Джордж Чен :: SSRN

Материалы и конструкция 197 (2021) 109270

10 стр. Размещено: 27 янв 2021 года

См. Все статьи Цзяшэн Ру

Сианьский университет Цзяотун (XJTU)

Сианьский университет Цзяотун (XJTU)

Государственный университет Пенсильвании — Институт материаловедения

Сианьский университет Цзяотун (XJTU) — Государственная лаборатория Электроизоляционное и силовое оборудование

Сианьский университет Цзяотун (XJTU)

Дата написания: 14 ноября 2020 г.

Аннотация

Плотность энергии полимеров для высокотемпературных применений все еще относительно низкая.Среди них полиимид (ПИ) является одной из самых привлекательных матриц из-за своей высокой термостойкости. Вместо описываемого в литературе метода монотермической имидизации для изготовления многослойных нанокомпозитов на основе ПИ здесь был предложен новый метод для лучшего контроля морфологии многослойных материалов, что могло бы помочь в дальнейшем улучшении свойств аккумулирования энергии. Было изучено влияние метода на морфологию, особенно на границах раздела между соседними слоями, а затем механизм изменения прочности на пробой был обсужден с помощью предложенной модели, основанной на биполярном переносе заряда.Были изготовлены нанокомпозиты PI с сэндвич-структурой, состоящие из среднего поляризационного слоя с высоким содержанием BaTiO3 (BT) и двух внешних изоляционных слоев с низким содержанием BT. Достигнуты повышенное поле пробоя и плотность энергии разряда 550 кВ / мм и 5,1 Дж / см3 с КПД около 70% при сохранении высокой термической стабильности (500 кВ / мм и 3,9 Дж / см3 при 100 ° C). В этой работе представлен перспективный полимерный нанокомпозит для конденсаторов накопления энергии, особенно в экстремальных температурных условиях, а также новая концепция изготовления многослойных диэлектрических композитов.

Ключевые слова: Сэндвич-структура, полиимидные нанокомпозиты, накопление энергии, плотность энергии, граница раздела, механизм разрушения

Рекомендуемое цитирование: Предлагаемая ссылка

Ру, Цзяшэн и Мин, Даомин и Ланаган, Майкл и Ли, Шэнтао и Чен, Джордж, Улучшенные свойства накопления энергии термостабильных нанокомпозитов BaTiO3 / полиимида с сэндвич-структурой с улучшенными контролируемыми интерфейсами (14 ноября 2020 г.

No related posts.