Электрический конденсатор - это система из двух или более токопроводящих обкладок, разделенных диэлектриком, предназначенная для накопления электрического заряда.
По области применения конденсаторы можно разделить на силовые и радиоконденсаторы.
Силовые конденсаторы используются в технике сильных токов и высоких напряжений (в устройствах компенсации реактивного сопротивления линий электропередачи, для их защиты и в электрооборудовании), а радиоконденсаторы - в радиотехнической, электронной, измерительной, телефонной и телеграфной аппаратуре, в вычислительной технике и др.
По конструкции и назначению радиоконденсаторы бывают постоянной и переменной емкости. Емкость постоянных конденсаторов при работе аппаратуры не изменяется, а переменных можно плавно изменять. Существуют также полупеременные или, как их называют, подстроечные конденсаторы, емкость которых можно плавно изменять в определенных пределах, после чего конденсаторы работают как постоянные.
По напряжению конденсаторы постоянной емкости обычно разделяют на низковольтные и высоковольтные. Рабочее напряжение низковольтных - от нескольких вольт до нескольких сотен вольт, а высоковольтных — несколько киловольт. Для работы на переменном напряжении используют конденсаторы большой или малой мощности. Большой считают реактивную мощность выше 2-3 кВ • А.
Характеристики конденсаторов, их конструкции и области применения зависят от материала диэлектрика и его свойств. В настоящее время принята классификация, предложенная В.Т. Ренне, по которой конденсаторы разделяются на следующие виды:
- с газообразным диэлектриком (воздушные, газонаполненные и вакуумные) ;
- с жидким диэлектриком (наполненные маслом или синтетической жидкостью):
- с твердым неорганическим диэлектриком (стеклянные, стеклоэмалевые, стеклопленочные, слюдяные, керамические, тонкослойные из неорганических пленок);
- с твердым органическим диэлектриком (бумажные» металлобумажные, пленочные, комбинированные бумажно-пленочные и тонкослойные из органических синтетических пленок);
- с оксидным диэлектриком — электролитические (алюминиевые, танталовые, ниобиевые), которые подразделяются на жидкостные, сухие и твердые (оксидно-полупроводниковые и оксидно-металлические).
Конденсаторы переменной емкости могут иметь механическое и электрическое управление емкостью. Конденсаторы с механическим управлением емкостью бывают с газообразным, с жидким или с твердым диэлектриком, а с электрическим — с сегнето-керамическим (вариконды) и полупроводниковым (варикапы).
Как всякое электрическое устройство конденсаторы обладают рядом электрических свойств, которые необходимо знать, чтобы правильно их изготовлять и применять. Основными электрическими характеристиками конденсаторов являются емкость, ее температурный коэффициент и температурная стабильность, сопротивление изоляции, тангенс угла диэлектрических потерь, электрическая прочность. Приняты две системы обозначения (маркировки) конденсаторов: буквенная (старая) и цифровая (новая).
Буквенную систему применяют для обозначения тех видов конденсаторов, которые были разработаны до 1960 г., но выпускаются и в настоящее время. По этой системе первая буква К обозначает конденсатор, вторая -тип диэлектрика (Б — бумажный, С — слюдяной, К — керамический, Э — электролитический и т.д.), третья характеризует конструктивные особенности, в частности герметичность исполнения или условия эксплуатации. Для упрощения первую букву К начали опускать и в маркировке остались вторая, третья и последующие буквы (например, М Б ГО — конденсатор металлобумажный герметизированный с однослойным диэлектриком или МП ГТ - конденсатор металлопленочный герметизированный теплостойкий).
Расширение номенклатуры выпускаемых конденсаторов потребовало более четкой системы их обозначений. В результате была создана и введена цифровая система (ГОСТ 13453-68) , в соответствии с которой конденсаторы разделяются на группы по виду диэлектрика, назначению и варианту исполнения. Так, обозначения К50-6 и К42У-2 соответственно расшифровываются так: К - конденсатор, 50 - алюминиевый электролитический, 42 - металлобумажный, 6 и 2 — номера конструктивного исполнения, У -для цепей постоянного и переменного токов, работающих также в импульсных режимах.
Есть еще другое разделение конденсаторов на группы в зависимости от материала диэлектрика
Бумажные конденсаторы. Применяются прн низких частотах в качестве фильтровых, блокировочных и переходных. Диэлектриком в таких конденсаторах служит бумага, пропитанная специальным составом.
Металлобумажные. Имеют меньшие размеры, чем бумажные, при одинаковой емкости. Диэлектриком является лакированная конденсаторная бумага, обкладками — тонкий слой металла, нанесенный на бумагу. Сопротивление изоляции — меньше, чем у бумажных.
Слюдяные. Характеризуются высокими электрическими показателями. Они отличаются небольшими размерами и невысокой стоимостью.
Керамические. Отличаются высоким сопротивлением изоляции (более 10 000 МОм) и добротностью (500—800). Широко применяются в радиоаппаратуре КВ и УКВ. Диэлектрик — керамика, на которую методом вжигания наносится проводящий слой.
Стеклокерамические и стеклоэмалевые. Обычно используются в малогабаритной радиоаппаратуре. Сопротивление изоляции стеклокерамических конденсаторов не менее 3—5 ГОм, а стеклоэмалевых не менее 29 ГОм.
Пленочные и металлопленочные. Отличаются высокой стабильностью параметров, большим сопротивлением изоляции (до 105 ГОм) и высокой добротностью (до 2000). Диэлектрик — тонкая пленка из полистирола или фторопласта. В металлопленочных конденсаторах обкладки выполнены в виде тонкого слоя металла, нанесенного на пленку.
Электролитические и оксидиополупроводниковые. Имеют малые размеры при значительной емкости. Применяются в фильтрах, в блокировочных цепях пульсирующего тока, а также в качестве переходных в усилителях иа транзисторах. Диэлектрик — оксидный слой на металле. Одной обкладкой является металл, второй — электролит (в электролитических конденсаторах), либо слой полупроводника (в оксиднополупроводниковых). Оксидная пленка обладает односторонней проводимостью, поэтому при подключении конденсатора нужно строго соблюдать указанную полярность.
