Реферат: Классификация, конструкции и основные параметры конденсаторов, используемых в медицинской электронике

Рис. 5. Рулонный бумажный конденсатор:

а – конструкция, б – общий вид; 1 – бумага, 2 – фольговые обкладки, 3 – герметичный корпус, 4 – проволочный вывод.

Электролитические конденсаторы изготовляют, прокладывая между двумя лентами обкладок (оксидированной и неоксидированной) ленту из бумаги или бязи, пропитанной электролитом и сворачивая их в рулон. Роль диэлектрика выполняет оксидная пленка алюминия (e = 10) или тантала (e = 25) толщиной в сотые доли – единицы микрометра. Малая толщина диэлектрика обеспечивает электролитическим конденсаторам высокую удельную емкость. Электролит выполняет роль второй обкладки, необходим для поддержания требуемой электрической прочности пленки при рабочих напряжениях от единиц до сотен вольт и является ограничивающим гасящим сопротивлением в схеме конденсатора. Толщина алюминиевой фольги 50-100 мкм, а танталовой до 10 мкм.

Многопластинчатая конструкция характерна для воздушных конденсаторов переменной емкости (рис. 6). Основными элементами таких конденсаторов являются корпус 4, статорная и роторная секции, системы подвески оси и статора, ось 2 и токосъемник 6. Статорная секция состоит из пластин 5, а роторная – из пластин 10 и 11, укрепленных на швеллерах и оси различными способами (расчеканкой, пайкой, отбортовкой, методом напряженных посадок). Ротор, как правило, заземлен на корпус, а статор изолирован от него.

При вращении оси изменяется взаимное положение роторных и статорных пластин в пределах от 0 до 180°, а следовательно, площадь их перекрытия и емкость конденсатора. Закон изменения емкости в зависимости от угла поворота чаще определяется формой роторных пластин, а реже – статорных. Подпятник 8 служит для регулировки плавности вращения оси. Крайние пластины 10 ротора делают разрезными. Отгибая или подгибая часть сектора пластины, можно изменять емкость в небольших пределах, подгоняя ее под требуемое значение для заданного угла поворота согласно закону изменения емкости данного конденсатора.

Рис. 6. Многопластинчатый воздушный конденсатор переменной емкости:

1 – гребенка ротора, 2 – ось, 3 – насыпной шариковый подшипник, 4 – корпус, 5 – пластина статора, 6 – токосъемник, 7 – валик крепления, 8 – подпятник, 9 – планка крепления, 10,11 – разрезная и неразрезная пластины ротора

Основные параметры.

Основными параметрами конденсаторов всех типов являются номинальная емкость, класс точности, температурный коэффициент емкости, номинальное рабочее напряжение, сопротивление изоляции, частотные характеристики, а переменных и полупеременных, кроме того, – закон изменения емкости от угла поворота и ее диапазоны.

Емкость(Ф) конденсатора в общем случае

С =Q/U,

где Q – накопленный на обкладках электрический заряд, Кл;

U – напряжение на обкладках, В.

Емкость (пФ) конденсаторов с плоскими электродами

С =0,0884eS/d,

где e – относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика; S – площадь обкладки, см; d – толщина диэлектрика, см.

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 b иl – 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.