Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

3551

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
6.87 Mб
Скачать

Рис. 2.13. Классификация конденсаторов по виду применяемого диэлектрика, назначению и выполняемым функциям

121

от емкости. К этой группе относят и некоторые типы конденсаторов на основе слабополярной полипропиленовой пленки.

Высоковольтные конденсаторы можно разделить на высоковольтные постоянного напряжения и высоковольтные импульсные

В качестве диэлектрика высоковольтных конденсаторов постоянного напряжения используют: бумагу, полистирол, политетрафторэтилен (фторопласт), полиэтилентерефталат (лавсан) и сочетание бумаги и синтетических пленок (комбинированные).

Высоковольтные импульсные конденсаторы в большинстве случаев делают на основе бумажного и комбинированного диэлектриков.

Основное требование, предъявляемое к высоковольтным конденсаторам, — высокая электрическая прочность. Поэтому часто прибегают к использованию комбинированного диэлектрика, состоящего, например, из слоев бумаги и пленки, слоев различных органических пленок и слоя жидкого диэлектрика (пропитанная конденсаторная бумага). Комбинированные конденсаторы обладают повышенной по сравнению с бумажными конденсаторами электрической прочностью, надежностью и имеют более высокое сопротивление изоляции.

Высоковольтные импульсные конденсаторы наряду с высокой электрической прочностью и сравнительно большими емкостями должны допускать быстрые разряды, т. е. пропускать большие токи. Следовательно, их собственная индуктивность должна быть малой, чтобы не искажать формы импульсов. Этим требованиям лучше всего удовлетворяют конденсаторы бумажные, металлобумажные и комбинированные.

Дозиметрические конденсаторы работают в цепях с низким уровнем токовых нагрузок. Поэтому они должны обладать очень малым саморазрядом, большим сопротивлением изоляции, а следовательно, и большой постоянной времени. Лучше всего для этой цели подходят фторопластовые конденсаторы.

Помехоподавляющие конденсаторы предназначены для ослабления электромагнитных помех в широком диапазоне ча-

122

стот. Они имеют малую собственную индуктивность, в результате чего повышается резонансная частота и полоса подавляемых частот. Кроме того, для повышения безопасности обслуживающего персонала, помехоподавляющие конденсаторы должны иметь высокую электрическую прочность изоляции. Помехоподавляющие конденсаторы делают бумажные, комбинированные и пленочные (в основном лавсановые).

Конденсаторы с неорганическим диэлектриком можно разделить на три группы: низковольтные, высоковольтные и помехоподавляющие. В качестве диэлектрика в них используется керамика, стекло, стеклоэмаль, стеклокерамика и слюда. Обкладки выполняются в виде тонкого слоя металла, нанесенного на диэлектрик путем непосредственной его металлизации, или в виде тонкой фольги.

Группа низковольтных конденсаторов включает в себя низкочастотные и высокочастотные конденсаторы.

По назначению они подразделяются на три типа:

-тип 1 — конденсаторы, предназначенные для использования в резонансных контурах или других цепях, где малые потери и высокая стабильность емкости имеют существенное значение;

-тип 2 — конденсаторы, предназначенные для использования в цепях фильтров, блокировки и развязки или других цепях, где малые потери и высокая стабильность емкости не имеют существенного значения;

-тип 3 — керамические конденсаторы с барьерным слоем, предназначенные для работы в тех же цепях, что и конденсаторы типа 2, но имеющие несколько меньшее значение сопротивления изоляции и большее значение тангенса угла диэлектрических потерь, что ограничивает область применения низкими частотами.

Обычно конденсаторы типа 1 считаются высокочастотными, а типов 2 и 3 — низкочастотными. Определенной границы по частоте между конденсаторами типов 1 и 2 не существует. Высокочастотные конденсаторы работают в цепях с часто-

123

той до сотен мегагерц, а некоторые типы используют в гигагерцевом диапазоне.

Слюдяные и стеклоэмалевые (стеклянные) конденсаторы относятся к конденсаторам типа 1, стеклокерамические могут быть как типа 1, так и типа 2, керамические — трех типов.

Высоковольтные конденсаторы большой и малой реактивной мощности делаются в основном с диэлектриком из керамики и слюды. По назначению они могут быть типов 1 и 2, и так же, как низковольтные конденсаторы, они разделяются на высокочастотные и низкочастотные.

Основным параметром для высоковольтных низкочастотных конденсаторов является удельная энергия, поэтому керамику для них подбирают с большой диэлектрической проницаемостью. Для высокочастотных конденсаторов основным параметром является допустимая реактивная мощность. Она характеризует нагрузочную способность конденсатора при наличии больших напряжений высокой частоты. Для увеличения реактивной мощности выбирают керамику с малыми потерями, а конструкцию и выводы конденсаторов рассчитывают на возможность прохождения больших токов.

Высоковольтные слюдяные конденсаторы делают фольговыми, так как они предназначены для работы при повышенных токовых нагрузках.

Помехоподавляющие конденсаторы с неорганическим керамическим диэлектриком разделяются на опорные и проходные. Их основное назначение — подавление индустриальных и высокочастотных помех, создаваемых промышленными и бытовыми приборами, выпрямительными устройствами и др., а также помех атмосферных и помех, излучаемых различными радиоэлектронными устройствами, т. е. по существу они являются фильтрами нижних частот. К этой группе, исходя из функционального назначения и конструктивного исполнения, условно можно отнести керамические фильтры.

Опорные конденсаторы — это конденсаторы, одним из выводов которых является опорная металлическая пластина с резьбовым креплением.

124

Проходные конденсаторы делают коаксиальными - один из выводов которых представляет собой токонесущий стержень, по которому протекает полный ток внешней цепи, и некоаксиальными - через выводы которых протекает полный ток внешней цепи.

Проходные керамические конденсаторы имеют конструкцию трубчатого или дискового типа в виде многослойных монолитных шайб.

Если в конденсаторах с целью повышения резонансной частоты принимаются меры к уменьшению собственной индуктивности, то в фильтрах, наоборот, к емкости добавляют внешнюю индуктивность (ферритовый сердечник) либо используют индуктивность выводов. При этом в зависимости от соединения емкости и индуктивности возможны Г-образные, Т-образные и П-образные схемы включения.

Конденсаторы с оксидным диэлектриком (старое название — электролитические). Они разделяются на конденсаторы: общего назначения, неполярные, высокочастотные, импульсные, пусковые и помехоподавляющие. В качестве диэлектрика в них, используется оксидный слой, образуемый электрохимическим путем на аноде — металлической обкладке из некоторых металлов.

В зависимости от материала анода оксидные конденсаторы подразделяют на алюминиевые, танталовые и ниобиевые. Второй обкладкой конденсатора — катодом служит электролит, пропитывающий бумажную или тканевую прокладку в ок- сидно-электролитических (жидкостных) алюминиевых и танталовых конденсаторах, жидкий или гелеобразный электролит в танталовых объемно-пористых конденсаторах и полупроводник (двуокись марганца) в оксиднополупроводниковых конденсаторах.

Конденсаторы с оксидным диэлектриком — низковольтные, с относительно большими потерями, но в отличие от других типов низковольтных конденсаторов имеют несравнимо большие заряды и большие емкости (от единиц до сотен тысяч микрофарад). Они используются в фильтрах источников элек-

125

тропитания, цепях развязки, шунтирующих и переходных цепях полупроводниковых устройств на низких частотах и т. п.

Конденсаторы группы общего назначения имеют униполярную (одностороннюю) проводимость, вследствие чего их эксплуатация возможна только при положительном потенциале на аноде. Тем не менее, это наиболее распространенные оксидные конденсаторы. Они могут быть жидкостными, объемнопористыми и оксидно-полупроводниковыми.

Неполярные конденсаторы с оксидным диэлектриком могут включаться в цепь постоянного и пульсирующего тока без учета полярности, а также допускать смену полярности в процессе эксплуатации.

Неполярные конденсаторы делают оксидно-электролити- ческие (жидкостные) алюминиевые и танталовые и оксиднополупроводниковые танталовые.

Высокочастотные конденсаторы (алюминиевые жидкостные и танталовые оксидно-полупроводниковые) широко применяются в источниках вторичного электропитания, в качестве накопительных и фильтрующих элементов в цепях развязок и переходных цепях полупроводниковых устройств в диапазоне частот пульсирующего тока от десятков герц до сотен килогерц. Отсюда следует, что понятие «высокочастотные» для оксидных конденсаторов относительное. По частотным характеристикам их нельзя сравнивать с конденсаторами на неорганической основе.

Для расширения возможностей использования оксидных конденсаторов в более широком диапазоне частот необходимо снижать их полное сопротивление. Это оказалось возможным при появлении совершенно новых конструктивных решений - четырехвыводных конструкций и плоской конструкции типа «книга», позволяющих их эксплуатацию на значительно более высоких частотах.

Импульсные конденсаторы используются в электрических цепях с относительно длительным зарядом и быстрым разрядом, например в устройствах фотовспышек и др. Такие конденсаторы должны быть энергоемкими, иметь малое полное

126

сопротивление и большое рабочее напряжение. Наилучшим образом этому требованию удовлетворяют оксидноэлектролитические алюминиевые конденсаторы с напряжением до 500 В.

Пусковые конденсаторы используются в асинхронных двигателях, в которых емкость включается только на момент пуска двигателя. При наличии пусковой емкости вращающееся поле двигателя при пуске приближается к круговому, а магнитный поток увеличивается. Все это способствует повышению пускового момента, улучшает характеристики двигателя.

Всвязи с тем что пусковые конденсаторы включаются в сеть переменного тока, они должны быть неполярными и иметь сравнительно большое для оксидных конденсаторов рабочее напряжение переменного тока, несколько превышающее напряжение промышленной сети. На практике используются пусковые конденсаторы емкостью порядка десятков и сотен микрофарад, созданные на основе алюминиевых оксидных пленок с жидким электролитом.

Вгруппу оксидных помеха подавляющих, конденсаторов входят только проходные оксидно-полупроводниковые танталовые конденсаторы. Они так же, как и проходные конденсаторы других типов, выполняют роль фильтра нижних частот, но в отличие от них имеют гораздо большие значения емкостей, что дает возможность сдвигать частотную характеристику в область более низких частот.

Конденсаторы с газообразным диэлектриком по выполняемой функции и характеру изменения емкости разделяются на постоянные и переменные. В качестве диэлектрика в них используется воздух, сжатый газ (азот, фреон, элегаз), вакуум.

Особенностью газообразных диэлектриков являются малое значение тангенса угла диэлектрических потерь (до 10-5) и высокая стабильность электрических параметров. Поэтому основной областью их применения является высоковольтная и высокочастотная аппаратура.

Врадиоэлектронной аппаратуре из конденсаторов с газообразным диэлектриком наибольшее распространение получи-

127

ли вакуумные. По сравнению с воздушными они имеют значительно большие удельные емкости, меньшие потери в широком диапазоне частот, более высокую электрическую прочность и стабильность параметров при изменении окружающей среды. По сравнению с газонаполненными, требующими периодической подкачки газа из-за его утечки, вакуумные конденсаторы имеют более простую и легкую конструкцию, меньшие потери и лучшую температурную стабильность; они более устойчивы к вибрации, допускают более высокое значение реактивной мощности.

Вакуумные конденсаторы переменной емкости обладают малым значением момента вращения, а масса и габариты их значительно ниже по сравнению с воздушными конденсаторами. Коэффициент перекрытия по емкости вакуумных переменных конденсаторов может достигать 100 и более.

Вакуумные конденсаторы применяются в передающих устройствах ДВ, СВ и KB диапазонов на частотах до 80 МГц в качестве контурных, блокировочных, фильтровых и разделительных конденсаторов, используются также в качестве накопителей в импульсных искусственных линиях формирования и различного рода мощных высоковольтных высокочастотных установках.

В основу условного обозначения конденсаторов положено деление их на группы по виду применяемого диэлектрика и по конструктивным особенностям, определяющим использование их в конкретных цепях аппаратуры. Вид диэлектрика определяет основные электрические параметры конденсаторов: сопротивление изоляции, стабильность емкости, потери и др.

После 1960 г. и в настоящее время система условных обозначений типа конденсатора осуществляется в соответствии с ОСТ 11.074.009–78 “Классификация и система условных обозначений конденсаторов”. Согласно этому стандарту сокращенное условное обозначение конденсатора состоит из букв и цифр. Первые буквы обозначают:

К – конденсаторы постоянной емкости; КТ – подстроечные конденсаторы;

128

КП – конденсаторы переменной емкости; КС – конденсаторные сборки.

Число, следующее за буквенным обозначением, указывает на вид диэлектрика. Сокращенные кодированные обозначения конденсаторов постоянной емкости (К) с прокладками, выполненными из различных диэлектриков, имеют следующий вид.

Конденсаторы с неорганическим диэлектриком:

К10 – керамические на номинальные напряжения ниже

1600 В;

К15 – керамические на номинальные напряжения 1600 В и выше;

К21, К22, К23 – стеклянные, стеклокерамические и стеклоэмалевые, соответственно;

К26 – для гибридных микросхем; К31, К32 – слюдяные малой и большой мощности, соот-

ветственно.

Конденсаторы с органическим диэлектриком: К40 – бумажные на номинальное напряжение ниже

1600 В, с фольговыми обкладками; К41 – бумажные на номинальное напряжение 1600 В и

выше, с фольговыми обкладками; К42 – бумажные с металлизированными обкладками (ме-

таллобумажные); К70, К71 – полистирольные с фольговыми или металли-

зированными обкладками, соответственно; К72 – фторопластовые;

К73, К74 – полиэтилентерефталатные (лавсановые) с металлизированными или фольговыми обкладками, соответственно;

К75 – комбинированные (бумажно-полистирольные); К76 – лакопленочные; К77 – поликарбонатные; К78 – полипропиленовые.

Конденсаторы с оксидным диэлектриком:

К50, К51 – оксидно-электролитические фольговые (алюминиевые или танталовые, соответственно);

К52 – оксидно-электролитические танталовые объемнопористые;

К53 – оксидно-полупроводниковые. Конденсаторы с газообразным диэлектриком: К60 – воздушные; К61 – газообразные.

В сокращенных обозначениях конденсаторов подстроечных (КТ) и переменной емкости (КП) используются специальные цифры:

1 – вакуумные;

2– с воздушным диэлектриком;

3– с газообразным диэлектриком;

4– с твердым диэлектриком.

Последним элементом сокращенного обозначения является число (после тире), указывающее на порядковый номер разработки конкретного типа конденсатора.

Например, К50-7 соответствует оксидно-электролитичес- кому конденсатору постоянной емкости с фольговыми алюминиевыми обкладками, номер разработки 7; КТ4-21 соответствует керамическому подстроечному конденсатору, номер разработки 21.

2.3. Конструктивное устройство постоянных конденсаторов

Пакетная конструкция (рис. 2.14) применяется в слюдяных, стеклоэмалевых, стеклокерамических и некоторых типах керамических конденсаторов и представляет собой пакет диэлектрических пластин (слюды) 1 толщиной около 0,04 мм, на которые напылены металлизированные обкладки 2, соединяемые в общий контакт полосками фольги 3. Собранный пакет опрессовывается обжимами 4, к которым присоединяются гиб-

129

130

кие выводы 5, и покрывается влагозащитной эмалью [14]. Количество пластин в пакете достигает 100 .

Рис. 2.14. Пакетная конструкция

Трубчатая конструкция (рис. 2.15) характерна для высокочастотных трубчатых конденсаторов [33] и представляет собой керамическую трубку 1 с толщиной стенок около 0,25 мм, на внутреннюю и внешнюю поверхность которой методом вжигания нанесены серебряные обкладки 2 и 3. Для присоединения гибких проволочных выводов 4 внутреннюю обкладку выводят на внешнюю поверхность трубки и создают между ней и внешней обкладкой изолирующий поясок 5, снаружи на трубку наносится защитная пленка из изоляционного вещества.

Рис. 2.15. Трубчатая конструкция

Дисковая конструкция (рис. 2.16) характерна для высокочастотных керамических конденсаторов: на керамический диск 1 с двух сторон вжигаются серебряные обкладки 2 и 3, к которым присоединяются гибкие выводы 4 [14].

131

Рис. 2.16 Дисковая конструкция

Литая секционированная конструкция (рис. 2.17) характерна для монолитных многослойных керамических конденсаторов получивших в последние годы широкое распростране-

ние [14].

Рис. 2.17. Литая секционированная конструкция

Такие конденсаторы изготовляют путем литья горячей керамики, в результате которого получают керамическую заготовку 1 с толщиной стенок около 100 мкм и прорезями (пазами) 2 между ними, толщина которых порядка 130-150 мкм. Затем эта заготовка окунается в серебряную пасту, которая заполняет пазы, после чего осуществляют вжигание серебра в керамику. В результате образуются две группы серебряных пластин, расположенных в пазах керамической заготовки, к которым припаиваются гибкие выводы. Снаружи вся структура покрывается защитной пленкой. В SMD конденсаторах гибкие выводы отсутствуют, они содержат торцевые контактные поверхности, которые присоединяются к контактным площадкам.

Рулонная конструкция (рис. 2.18) характерна для бумажных, пленочных и металлопленочных конденсаторов [7]. Конденсатор образуется путем свертывания в рулон ленты из диэлектрика толщиной около 6 мкм и ленты из металлической

132

фольги толщиной от 10 до 20 мкм. В металлопленочных конденсаторах (рис. 2.19) вместо металлической фольги используется металлизированный слой, нанесенные на поверхность ленты из диэлектрика.

Рис.2.18. Рулонная конструкция. Схемы намотки конденсаторов:

а– со смещенной фольгой; б- с вкладными выводами;

1– фольга; 2 – диэлектрическая лента: 3 – выступающие концы фольги; 4 – вкладные выводы

Рис.2.19. Конструкция металлопленочных конденсаторов: 1 – металлизация; 2- диэлектрическая пленка; 3 – выводы;

4 – изолирующая диэлектрическая пленка

Конструкция SMD многослойных керамических конденсаторов представлена на рис. 2.20 [35].

Рис.2.20. Конструкция SMD многослойных керамических конденсаторов

Внутренние электроды образуют чередующуюся систему плоско параллельных металлических пленок, разделенных керамическим диэлектриком. Одна система контактирует с одним базовым слоем контактных электродом, другая – с другим. Чтобы базовый слой не растворялся в припое, его отделяют от припоя барьерным слоем.

Схема сборки макета-матрицы заготовок многослойных конденсаторов представлена на рис. 2.21. Вертикальными линиями показаны места резки матрицы на отдельные заготовки

[36].

Рис.2.21. Заготовка многослойных конденсаторов

133

134

Устройство ленточного электролитического конденсатора представлено на рис. 2.22 [37].

Обкладки алюминиевого (К50) электролитического конденсатора (катод и анод) изготавливаются из алюминиевой ленты, между которыми проложена специальная электролитическая бумага, пропитанная электролитом. Одна из обкладок с целью увеличения активной площади имеет рельефную поверхность, покрытую очень тонким слоем оксида алюминия, являющегося диэлектриком (рис. 2.21) Этот оксидный слой обладает свойствами односторонней проводимости, но в определенном направлении приложения электрического потенциала он обладает отличными диэлектрическими свойствами. Обкладки нарезаются лентами с шириной, соответствующей габаритам конденсатора и сворачиваются в трубочку (пакет) вместе с проложенной электролитической бумагой, фиксируются полоской изолирующего материала, пропитываться жидким электролитом, вставляют в корпус и выполняют операцию конечного уплотнения.

Рис. 2.22. Устройство ленточного электролитического конденсатора

В конденсаторах с объемно-пористым анодом (рис. 2.23) анод имеет форму таблетки, полученной спеканием металлического порошка (обычно тантала), в который одновременно запекается и проволочный вывод анода конденсатора. В процессе спекания поверхность зерен тантала окисляется с образованием окисла Ta2O5. Окисел тантала служит диэлектриком,

135

обладает высокой электрической прочностью и диэлектрической проницаемостью (ε = 25). Вследствие развитой поверхности объемно-пористого анода, состоящего из спеченных зерен тантала, покрытых пористой пленкой, и имеющего рыхлую структуру с большим количеством пор, емкость конденсатора получается большой. В качестве электролита, являющегося второй обкладкой в жидкостных оксидно-электролитических конденсаторах (К52) используются растворы серной или соляной кислоты. Анод конденсатора помещается в посеребренный внутри герметизированный стальной корпус.

Рис. 2.23. Устройство конденсатора с объемно-пористым анодом:

1 – стальной корпус (катод), 2 – серебряный корпус, 3 – электролит, 4 – объемно-пористый анод, 5 - анодный вывод,

6 – защитный слой, 7 – уплотняющая шайба, 8 – катодный вывод, 9 – пружина

У твердых оксидно-полупроводниковых конденсаторов (рис. 2.24) типа К53 электролит заменен твердым полупроводником, выполняющим функции токосъема. При этом на оксидных слоях, покрывающих поверхность зерен металла, создается тонкий слой полупроводника: чаще двуокись марганца MnO2 с электронной проводимостью. Слой MnO2 создается методом пиролитического разложения предварительно нанесенного на поверхность анода раствора азотнокислого марганца MnNO3. Для получения сплошного однородного слоя толщиной 1 мкм операцию погружения анода будущего конденсатора в раствор азотнокислого марганца с последующим пиролитическим раз-

136

ложением при температуре от 350 до 400 С приходится повторять до 10 раз. Готовые аноды после промывки и сушки покрываются слоем коллоидного графита и слоем свинцовооловянного припоя или серебряной пасты. Контактное покрытие используется для припайки анода в металлический корпус. Анод представляет собой цилиндрическую или прямоугольную таблетку, что позволяет изготавливать оксидно-полу- проводниковые конденсаторы как в цилиндрических, так и в прямоугольных корпусах, являющихся отрицательным выводом.

Рис. 2.24. Устройство оксидно-полупроводникового конденсатора:

1– металлический корпус (катод), 2 – катодный вывод, 3 – объемно-пористый анод, 4 – анодный вывод, 5 – припой,

6 – защитный слой, 7 – уплотняющая шайба

2.4. Основные электрические параметры и характеристики конденсаторов

2.4.1 Номинальная емкость и допускаемое отклонение емкости

Номинальная емкость — емкость, значение которой обозначено на конденсаторе или указано в нормативно-техничес- кой документации и является исходным для отсчета допускаемого отклонения [38].

Принцип формирования номинальных значений емкостей такой же, как у резисторов и базируется на геометрическом ряде.

137

Номинальные значения емкостей стандартизованы и выбираются из рядов: ЕЗ; Е6; Е12; Е24; Е48; Е96; Е192.

В производстве конденсаторов чаще всего используются ряды ЕЗ, Е6, Е12 и Е24, реже Е48, Е96 и Е192. Некоторые специальные конденсаторы могут изготовляться на заданную емкость, которая указывается в документе на поставку .

Конденсаторы постоянной емкости изготовляются с номинальными значениями емкости от 1 пФ до десятков тысяч микрофарад, и эти значения указываются на конденсаторах

[39].

Допустимое отклонение емкости конденсатора показывает отклонение в процентах от номинального значения. Конденсаторы широкого применения выпускаются с допустимым отклонением ± 5 %, ± 10 и ± 20 %, отдельные типы с допустимым отклонением емкости от номинального значения ± 2 % и менее. У некоторых электролитических конденсаторов допустимое отклонение составляет 50 % и более. Конденсаторы с небольшим допустимым отклонением емкости от номинального значения применяются в каскадах радиочастоты, где требуется повышенная точность настройки контуров, с большим допуском — в блокировочных и развязывающих цепях.

Для конденсаторов с номинальными емкостями, ниже 10 пФ допускаемые отклонения указываются в абсолютных значениях: ± 0,1; ± 0,25; ± 0,5 и ± 1 пФ.

2.4.2. Активная мощность

Выражение для мгновенного значения мощности p в

электрических цепях имеет вид [2]

p ui,

(2.4)

где u - мгновенное значение напряжения, В; i - мгновенное значение тока, А.

138

Приняв начальную фазу напряжения за нуль, а сдвиг фаз между напряжением и током за , получим

Среднее за период значение мгновенной мощности называется активной мощностью Pa

1 T

P pdt .

a T 0

Принимая во внимание, что

получим

Pa UI cos .

(2.5)

2.4.3. Реактивная мощность

Произведение напряжения U определенной частоты f, приложенного к конденсатору емкостью C, на силу тока I, проходящего через него, и на синус угла сдвига фаз между

ними определяет значение реактивной мощности Pp конденса-

тора [34]

Pð UI sin .

(2.6)

C учетом того, что

139

I U 2 f C U ,

XC

где XC - реактивное сопротивление конденсатора,

а в большинстве случаев угол сдвига фаз близок к 90°, поэтому

sin ≈ 1 и

P 2 f C U2 .

(2.7)

p

 

Понятие реактивной мощности введено для высокочастотных и особенно высоковольтных конденсаторов и используется при установлении допустимых электрических режимов эксплуатации. При этом в области низких частот ограничения определяются допустимой амплитудой напряжения переменного тока, а на высоких частотах— допустимой реактивной мощностью конденсатора. Таким образом, реактивная мощность характеризует нагрузочную способность конденсатора при наличии на нем больших напряжений высокой частоты.

Допустимая реактивная мощность конденсатора — это наибольшая колебательная мощность, которая может быть приложена к конденсатору без разрушения его изоляции. Реактивную мощность конденсаторов учитывают в случае применения их в радиочастотных цепях и колебательных системах.

Зная значение tg конденсатора, можно вычислить, ак-

тивную мощность Ра(Вт), рассеиваемую в конденсаторе и вы-

зывающую его нагрев

P P tg 2 f C U2

tg .

(2.8)

a p

 

 

Чтобы конденсатор не нагревался выше допускаемой температуры, необходимо соблюдать тепловое равновесие, условием которого является

P 2 f C U2

tg

S T

Ò ,

(2.9)

a

Ò

ê

0

 

 

140

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]