Индуктивность. Сопротивление изоляции Сопротивление потерь

Тангенсаугла потерь:

,

где R_П - сопротивление потерь; w - угловая частота; C - емкость конденсатора.

Частичные разряды – местные разряды внутри изоляции и на поверхности, не вызывающие полного пробоя межэлектродного промежутка.

Мерцание емкости – скачкообразное изменение емкости, имеющее случайный характер.

Пьезоэлектрические шумывозникают, как правило, в результате механических воздействий и имеют характер импульсов.

Адсорбция (замедленная поляризация и деполяризация). Сущность его заключается в том, что конденсатор не удается полностью зарядить или разрядить за малый промежуток времени.

33. Приведите схему замещения постоянного конденсатора. Чем обусловлено наличие индуктивности? Сравните типы конденсаторов по значению индуктивности.

Индуктивность конденсатора L_С определяется его конструкцией и размерами электрода. Наибольшее значение индуктивности имеют спиральные конденсаторы, что обусловлено намоткой их прокладок и электрода.

34. Приведите схему замещения постоянного конденсатора. Сравните типы конденсаторов по значению индуктивности.

Наибольшее значение индуктивности имеют спиральные конденсаторы, что обусловлено намоткой их прокладок и электрода. Уменьшение индуктивности таких конденсаторов вызывает большие трудности, поэтому комплексное (полное) сопротивление этих конденсаторов в зависимости от частоты приложенного напряжения меняется по величине и характеру, а высшая частота, на которой они эффективно могут работать, ограничена, что необходимо учитывать при их применении.

35. Приведите схему замещения постоянного конденсатора. Чем обусловлено наличие сопротивления изоляции?

Сопротивление изоляции R_ИЗ обусловлено наличием свободных электронов в диэлектрике защитного покрытия и зависит от температуры.

36. Приведите схему замещения постоянного конденсатора. Чем обусловлено наличие «сопротивления» потерь?

Сопротивление потерь R_П обусловлено физическими процессами, происходящими в конденсаторе при воздействии переменного напряжения, когда конденсатор периодически перезаряжается и электрическое поле внутри конденсатора меняет не только величину, но и свое направление.

37. Как экспериментально определить сопротивления изоляции и «сопротивления» потерь конденсатора?

38. Что такое «тангенс угла потерь» конденсатора? Как он определяется?

Для количественной оценки потерь пользуются понятием тангенсаугла потерь:

,

где R_П - сопротивление потерь; w - угловая частота; C - емкость конденсатора.

39. Что такое «добротность» конденсатора? Как она определяется?

Величина, обратная tg δ, называется добротностью конденсатора. В некоторых случаях для характеристики потерь удобнее пользоваться понятием добротности конденсатора:

.

40. Перечислите основные электрические параметры конденсаторов. Что понимается под номинальным реактивным током? От чего он зависит?

Номинальный реактивный ток конденсатора - это наибольший ток, при котором конденсатор может работать в заданных условиях в течение гарантированного срока службы.

Значение номинального реактивного тока зависит от конструкции конденсатора, используемых в нем материалов, частоты переменного или импульсного напряжения и температуры окружающей среды.

41. Перечислите основные электрические параметры конденсаторов. Что понимается под номинальным рабочим напряжением? Как оно определяется? От чего оно зависит?

Номинальное рабочее напряжение – это напряжение, значение которого обозначено на конденсаторе или указано в НТД, при котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах.

Значение номинального рабочего напряжения зависит от конструкции конденсатора и физических свойств материалов, применяемых при его конструировании и изготовлении. Номинальное рабочее напряжение устанавливается с необходимым запасом по отношению к диэлектрической прочности материала прокладки, исключающим возникновение в течение гарантийного срока службы интенсивного старения диэлектрика, которое приводит к существенному ухудшению электрических характеристик конденсаторов.

42. Что такое напряжение пробоя конденсатора? От чего оно зависит?

. Напряжение, при котором конденсатор пробивается, называется напряжением пробоя. Зависит от рода материала, (от состояния поверхности перехода???)

43. Что такое испытательное напряжение конденсатора? От чего оно зависит? Для каких типов конденсаторов и зачем оно устанавливается?

Испытательное напряжение - это то напряжение, которое конденсатор должен выдерживать без пробоя в течение определенного небольшого времени Величина испытательного напряжения устанавливается из среднего пробивного напряжения, определяемого опытным путем. Для крупногабаритных и конденсаторов большой мощности, при разрушении которых при пробое может повредиться оборудование. Величина испытательного напряжения зависит от конструкции и свойств диэлектрика конденсатора.

44. Перечислите основные электрические параметры конденсаторов. Что понимается под номинальной реактивной мощностью? Что она характеризует? От чего она зависит?

Номинальная реактивная мощность – это наибольшая мощность реактивного электрического тока, при которой конденсатор может работать в заданных условиях в течение гарантированного срока службы при сохранении параметров в установленных пределах.

Реактивная мощность характеризует нагрузочную способность конденсатора при наличии на нем больших напряжений высокой частоты. (Значение номинального реактивного тока=> мощности зависит от конструкции конденсатора, используемых в нем материалов, частоты переменного или импульсного напряжения и температуры окружающей среды.???)

45. Назовите причины обратимых и необратимых изменений параметров конденсаторов. Приведите примеры.

Изменение параметров конденсаторов складывается из обратимого временного изменения емкости, обусловленного наличием температурного коэффициента емкости и шунтирующим влиянием проводимости изоляционных материалов и воздуха (наличие влаги на поверхности конденсатора, ионизация воздушного промежутка), и необратимого (остаточного) изменения свойств материалов из-за их старения.

Необратимые наибольшие изменения параметров конденсаторов вызываются электрической нагрузкой, повышенной температурой и повышенной влажностью окружающей среды, а в ряде случаев действием проникающей радиации.

При длительном функционировании в процессе эксплуатации под воздействием температуры и других факторов помимо емкости изменяются сопротивление изоляции, сопротивление потерь и, как следствие, тангенс угла потерь. Например, с повышением температуры от +20 до +60 °С сопротивление изоляции изменяется в 10 и более раз.

46. Дайте определение переменного конденсатора. Какие дополнительные электрические параметры и характеристики можно выделить для этого типа конденсаторов? Объясните, что такое пределы изменения емкости?

Переменный конденсатор— конденсатор, электрическая ёмкость которого может изменяться механическим способом, либо электрически, под действием изменения напряжения, либо при изменении температуры.

Переменные конденсаторы имеют ряд дополнительных параметров и характеристик, отражающих их функциональные и конструктивные особенности:

- пределы изменения емкости (ее минимальное и максимальное значения);

- закон изменения емкости в зависимости от угла поворота ротора для конденсаторов с механически управляемой емкостью и в зависимости от напряжения для конденсаторов с электрически управляемой емкостью.

Специфичными параметрами подстроечных и регулировочных переменных конденсаторов являются момент вращения, скорость перестройки емкости и износоустойчивость.

Момент вращения - минимальный момент привода, необходимый для непрерывного перемещения подвижной системы конденсатора.

Скорость перестройки емкости влияет на надежность и прочность конденсатора. В нормативной документации ограничивается скорость перестройки емкости для керамических конденсаторов - не более 10-15 циклов в минуту, для вакуумных 5-30. Под циклом перестройки емкости понимается перестройка емкости от минимальной до максимальной и обратно. Количество циклов перестройки емкости определяет износоустойчивость конденсатора. Изменение емкости Си конструкция переменного конденсатора представлены на рис. 16 а, б.

Под износоустойчивостью понимают способность конденсатора сохранить свои параметры (противостоять изнашиванию) при многократных вращениях подвижной системы.

47. Дайте определение переменного конденсатора. Какие дополнительные электрические параметры и характеристики можно выделить для этого типа конденсаторов? Дайте определение момента вращения переменного конденсатора. От чего он зависит.

Зависит от конструкции конденсаторов

48. Дайте определение переменного конденсатора. Какие дополнительные электрические параметры и характеристики можно выделить для этого типа конденсаторов? Дайте определение скорости перестройки емкости переменного конденсатора.

Дайте определение переменного конденсатора. Какие дополнительные электрические параметры и характеристики можно выделить для этого типа конденсаторов? Дайте определение износоустойчивости переменного конденсатора. От чего он зависит.

Износоустойчивость конденсаторов и скорость перестройки емкости зависят от конструкции конденсаторов, свойств примененных материалов и технологии их изготовления.

49. Что такое вариконд? Опишите его конструкцию, принцип работы, отличительные особенности.

Варико́нд — электрический конденсатор, ёмкость которого нелинейно изменяется в широких пределах в зависимости от напряжения, приложенного к его обкладкам. Их конструкция аналогична конструкции плоских керамических (дисковых) конденсаторов. Хотя емкость варикондов может изменяться в значительных пределах (примерно в 2-5 раз), но имеют низкую стабильность емкости.

50. Что такое варикап? Опишите его конструкцию, принцип работы, отличительные особенности.

Варикап— полупроводниковый диод, работа которого основана на зависимости барьерной ёмкости p-n перехода от обратного напряжения. При конструировании варикапов основная трудность состоит в том, чтобы найти материалы и режимы работы p-n перехода, при которых они имели бы высокую добротность Q_с (или малый tgd) и высокую стабильность емкости при изменении температуры. Добротность варикапов существенно зависит от частоты приложенного переменного напряжения и температуры и для серийно выпускаемых варикапов Q_с = (50-100).

Благодаря малым размерам, высокой добротности, стабильности и значительному изменению емкости при изменении постоянного напряжения варикапы нашли широкое применение в аппаратуре для настройки контуров и фильтров, как элементы управления частотой генераторов и т.п.

50. Перечислите основные факторы, определяющие отказы конденсаторов. Какие различают виды отказов?

Основными факторами, определяющими отказы конденсаторов, являются электрический режим, температура, влажность и время работы. Обычно отказ возникает в результате пробоя конденсатора или при нарушении контакта ("обрыв" цепи электрического тока). Пробой и нарушение контакта являются результатом накапливающихся необратимых изменений в диэлектрике прокладки и выводных контактах, при этом определяющую роль имеет значение частоты приложенного напряжения, его вид (постоянное, переменное, импульсное) и температура.

51. Перечислите виды пробоев конденсатора? Чем обусловлен электрический пробой?

В твердом диэлектрике различают следующие виды пробоев:

- электрический;

- тепловой;

- ионизационный;

- электрохимический пробой.

Электрический пробой возникает при кратковременном приложении высокого напряжения, когда свободные электроны, имеющиеся в диэлектрике, приобретают большие скорости и число их лавинообразно растёт. Напряжение пробоя зависит от температуры.

52. Перечислите виды пробоев конденсатора? Чем обусловлен тепловой пробой?

Тепловой пробой наблюдается при длительном действии электрического напряжения и связан с процессами выделения тепла в результате прохождения тока, обусловленного наличием сопротивлений потерь и изоляции. Процесс нагрева конденсатора протекает одновременно с процессом охлаждения, обусловленным теплопроводностью диэлектрика прокладки, окружающих его элементов конструкции и другими факторами теплоотдачи (тепловое излучение, конвенкция). Если тепла отводится меньше, чем выделяется, возникает перегрев конденсатора. Из-за неоднородности диэлектрика в отдельных его областях может возникнуть повышенный локальный перегрев. В связи с этим в этих областях происходит постепенное, но более быстрое, чем в других областях диэлектрика, ухудшение их диэлектрических свойств, что приводит к уменьшению напряжения пробоя в этих областях.

53. Перечислите виды пробоев конденсатора? Чем обусловлен ионизационный пробой?

Ионизационный пробой происходит при наличии воздушных включений в порах диэлектрика прокладки или в прослойках между прокладкой и электродом. Из-за их малых размеров напряженность электрического поля в них даже при небольших напряжениях может стать достаточной для их ионизации. Ионизированное воздушное включение пробивается, что приводит к образованию в прокладке локальных областей с уменьшенным напряжением пробоя. Таким образом, ионизационный пробой проявляется в виде электрического пробоя конденсатора в наиболее "слабом месте" диэлектрика прокладки, в котором вследствие пробоя ионизированного воздушного включения напряжение пробоя минимально.

54. Перечислите виды пробоев конденсатора? Чем обусловлен электрохимический пробой?

Электрохимический пробой обусловлен электрохимическими процессами в прокладке и электроде конденсатора и обычно является следствием ионизационного пробоя. Ионизация воздушных включений приводит к химическому взаимодействию образовавшихся ионов с материалом прокладки, что вызывает его разрушение. Образовавшиеся ионы могут вступать во взаимодействие с материалом электрода и привести к образованию токопроводящих нитей в толще диэлектрика прокладки. В результате этих процессов в прокладке конденсатора могут появиться локальные области с уменьшенным напряжением пробоя.

55. На каком этапе проектирования и из каких соображений выбирается тип конденсатора?

Для электронных средств, построенных на интегральных микросхемах, наиболее типично использование конденсаторов для фильтрации в цепях питания, то есть для уменьшения связи цепей через источник питания, уменьшение уровня помех, проникающих в аппаратуру по цепям питания, уменьшения пульсаций напряжения питания. При этом основные требования сводятся к получению возможно большей емкости при заданном рабочем напряжении. Требования к стабильности в этом случае невысокие, но необходимо, чтобы конденсатор обладал малым индуктивным сопротивлением.

56. Приведите систему условных обозначений конденсаторов. Приведите пример сокращенного условного обозначения конденсатора и расшифруйте его.

Условные обозначения подразделяется на сокращенные и полные. Система сокращенныхсостоит из трех элементов.

Первый элемент - буква или сочетание букв - обозначают класс конденсатора:

- К - постоянной ёмкости;

- КТ - подстроечные;

- КП - переменной ёмкости.

Второй элемент - цифры - обозначает группу конденсаторов в зависимости от вида диэлектрика.

Третий элемент пишется через дефис и соответствует порядковому номеру разработки.

К10-17 обозначает: конденсаторы керамические изолированные с однонаправленными выводами, регистрационный номер разработки - 17.

57. Приведите систему условных обозначений конденсаторов. Приведите пример полного условного обозначения конденсатора и расшифруйте его.

Полное условное обозначение конденсатора состоит из сокращенного условного обозначения, к которому добавляется условное обозначение варианта конструктивного исполнения (при необходимости), обозначений и величин основных параметров и характеристик конденсаторов, климатического исполнения и обозначения документа на поставку.

Параметры и характеристики, входящие в полное условное обозначение конденсатора, указываются для постоянных конденсаторов в следующей последовательности:

- номинальное рабочее напряжение и обозначение единицы измерения, В;

- номинальная емкость и обозначение единицы измерения (нФ, пф, мкФ);

- допускаемое отклонение емкости в процентах (допуск);

- группа по ТКЕ.

Комбинированный конденсатор К75-10 с номинальным напряжением 250 В, номинальной емкостью 1,0 мкФ и допускаемым отклонением по емкости 5%, всеклиматического исполнения “В”:

К75-10-250В-1,0 мкФ ±5%-В

58. Что такое маркировка конденсатора? Какие параметры маркируются у конденсатора? Приведите примеры.

Маркировка— нанесение условных знаков, букв, цифр, графических знаков или надписей на объект, с целью его дальнейшей идентификации (узнавания), указания его свойств и характеристик. Маркируются емкость, допуск, напряжение, ТКЕ. 1R5K- емкость 1,5 мкФ, допуск ±10%

59. Что такое маркировка конденсатора? Какие коды используются для маркировки? Приведите примеры.Буквенный код для маркировки напряжений конденсаторов.Буквенно-цифровой код номинальной емкости.

60. Что такое маркировка конденсатора? Что такое буквенно-цифровой код маркировки? Приведите примеры.

Буквенно-цифровой код номинальной емкостисостоит из трех-пяти знаков, включающих от двух до четырех цифр и букву, которая обозначает множитель, определяющий значение сопротивления, и ставится на месте запятой десятичного знака. Буквы р, n, m, m, Fобозначают множители 10^-12, 10^-9, 10^-6, 10^-3, 1 соответственно для значений емкости, выраженных в фарадах

61. Что такое маркировка конденсатора? Что такое цверовой код маркировки? Приведите примеры.

.Цветовая маркировка представляет собой цветовые кольца или полоски, либо точки, либо цвет корпуса. Конденсаторы с допуском 0,1...10 % в маркировке имеют шесть цветовых колец:

- первые три - емкость в пикофарадах (пФ);

- четвертое - множитель;

- пятое - допуск;

- шестое - ТКЕ.

62. Что такое маркировка конденсатора? Как маркируется номинальная емкость конденсатора?

63. Что такое маркировка конденсатора? Как маркируется допуск?

С помощью букв.

64. Что такое маркировка конденсатора? Как маркируется температурный коэффициент емкости?

Для конденсаторов с линейной или близкой к ней зависимостью емкости от температуры значения ТКЕ разделяются на группы. Буква «П» в коде группы ставится для положительных значений ТКЕ, буква «М» - для отрицательных, буквы «МП» - для нулевых или близких к ним. Для конденсаторов с нелинейной зависимостью емкости от температуры или с большими изменениями емкости принято указывать допускаемое изменение емкости в рабочем диапазоне температур. ТКЕ таких конденсаторов разделяются на группы. В случаях, когда для обозначения группы ТКЕ требуется два цвета, второй цвет может быть представлен цветом корпуса.

Что такое маркировка конденсатора? Как маркируется номинальное рабочее напряжение конденсатора?

С помощью букв.