Классификация, конструкции и основные параметры конденсаторов, используемых в медицинской электронике (стр. 2 из 2)

Емкость (пФ) многопластинчатых, пакетных и литых секционированных конденсаторов

С = 0,0884eS(n-1)/d,

где n – число пластин (обкладок).

Емкость (пФ) трубчатых конденсаторов

С = 0,241el/[lg(D2/D1)],

где l – длина обкладок по образующей цилиндра, см; D1 и D2 – внешний и внутренний диаметры трубки, см.

Так как толщина трубки D= D1 – D2 , то

С = 0,241el/[lg(1-D/D1)].

Ёмкость (пФ) конденсаторов рулонного типа

С=0,1768ebl/d,

где bиl – соответственно ширина и длина обкладки, нанесённой на ленту,d – толщина диэлектрика.

Одной из важнейших характеристик качества конденсаторов является удельная ёмкость (пФ/см

) (емкость, отнесенная к объёму конденсатора V) Суд=С/V.

Номинальная ёмкостьконденсатора 1 пФ и выше определяется рядом значений, приведённых в ГОСТ 2519-67. Фактическая ёмкость конденсатора может отличаться от номинальной. Эти отличия определяют класс точности конденсаторов (ГОСТ 9661073), т.е. допустимые отклонения ёмкости от номинальной (в процентах). Для основных классов точности большинства групп конденсаторов существуют ряды номинальных емкостей: для I класса (±5%) – ряд Е24; для II класса (±10%) –ряд Е12; для III класса (±12%) – ряд Е6 (цифра после буквы обозначает количество градаций значений емкости, которое может быть умножено на 10

, где n –целое положительное или отрицательное число).

Номинальные ёмкости электролитических конденсаторов выбирают из ряда 0,5; 1, 2, 5, 10, 20, 30, 50, 100, 200, 300, 500, 1000, 2000, 5000.

Рис. 8. Эквивалентные схемы конденсаторов:

а – высокочастотного, б – низкочастотного (электролитического).

Номинальные ёмкости (от 0,1 мкФ и выше) конденсаторов с бумажным и плёночным диэлектриком в прямоугольных корпусах имеют следующий ряд значений: 0,1; 0,25; 0,5; 1; 2; 4; 6; 8; 10; 20; 40; 60; 80; 100; 200; 400; 600; 800; 1000.

Стабильность ёмкости конденсаторов определяется её изменениями под действием таких дестабилизирующих факторов, как температура, старение, влага, фоновое излучение и др. Наибольшее влияние оказывает температура. Её влияние на ёмкость конденсаторов небольших емкостей оценивается температурным коэффициентом емкости (1/°С) ТКЕ=DС/(СоDt), где Со – емкость конденсатора при нормальной температуре, пФ; DС –отклонение ёмкости при изменении температуры на Dt, °С.

Для большинства конденсаторов в рабочих диапазонах температур наблюдается постоянство ТКЕ, т.е. закон изменения ёмкости от температуры близок к линейному. Это особенно характерно для высокочастотных керамических конденсаторов, ТКЕ которых обозначают буквой (П – плюс, М – минус, МПО – ноль) и цифрами, указывающими значение ТКЕ, умноженное на 10

1/°С. Конденсаторы при этом окрашиваются эмалью определенного цвета и имеют (или не имеют) знаковую отметку.

Электрическая прочность конденсатора по ГОСТ 21 415-75 характеризуется номинальным и испытательным напряжением, а также перенапряжением. Номинальным является максимальное напряжение, при котором конденсатор может работать в течение минимальной наработки в условиях, указанных в технической документации. Испытательное – это напряжение, превышающее номинальное и служащее для проверки электрической прочности конденсатора. Перенапряжение превышает номинальное и может кратковременно подаваться на выводы конденсатора.

Сопротивление изоляции конденсаторов определяется токами утечки, обусловленными током абсорбции и диссоциацией влаги на их поверхности. Сопротивление изоляции зависит от температуры и влажности окружающей среды, поэтому для его повышения и стабильности работы конденсаторов их герметизируют. Сопротивление изоляции керамических, слюдяных и плёночных конденсаторов 10

¸10 МОм, а бумажных и металлобумажных 10 ¸10 МОм. Значительными токами утечки (единицы миллиампер) обладают электролитические конденсаторы.

Частотные свойства конденсаторов характеризуются паразитной индуктивностью и активными потерями.

В зависимости от преобладания активных потерь (в диэлектрике или в обкладках и выводах) эквивалентные схемы конденсаторов имеют различный вид. Для эквивалентной схемы высокочастотных конденсаторов в основном характерны паразитная индуктивность выводов Lв и потери в диэлектрике Rд (рис. 8, а).

Эквивалентная схема бумажных и плёночных низкочастотных конденсаторов аналогична схеме, показанной на рис. 8, а. Основным ограничением применения электролитических конденсаторов на определённой частоте являются потери в электролите Rэ. Так, из схемы, показанной на рис. 8, б, видно, что область возможного применения электролитических конденсаторов ограничивается диапазоном от постоянного тока и звуковых частот.

ЛИТЕРАТУРА

1. Петров К.С. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника: Учебное пособие для вузов. – СПб: Питер, 2003. – 512 с.

2. Опадчий Ю.Ф. и др. Аналоговая и цифровая электроника: Учебник для вузов / Ю.Ф.Опадчий, О.П.Глудкин, А.И.Гуров; Под.ред. О.П.Глудкина. М.: Горячая Линия – Телеком, 2002. – 768 с.

3. Акимов Н.Н. и др. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА: Справочник / Н.Н.Акимов, Е.П.Ващуков, В.А.Прохоренко, Ю.П.Ходоренок. Мн.: Беларусь, 2005. – 591 с.