Конденсатор 104

Условные обозначения конденсаторов

В России существует система условных графических обозначений, включающая УГО конденсатора. Визуальной репрезентации этих устройств, а также резисторов посвящен отдельный ГОСТ, входящий в Единую систему конструкторской документации. Используются также международные стандарты – IEEE.

Конденсатор с постоянной емкостью

Такие элементы выпускаются с поляризацией и без нее. Неполяризованные изделия мелкого размера имеют широкую сферу применения, их можно подсоединять в разных направлениях. На схеме их обозначают двумя параллельными короткими черточками, находящимися под прямым углом к линиям соединения. На корпусе устройства указывают его емкость, нередко без единиц измерения (0,1 – это 1 микрофарад).

Графическая репрезентация элемента с постоянной емкостью

Код номера конденсатора

Первая пара знаков показывает емкость, цифра следом за ними – количество нулей. Единица измерения – пикофарад. Иногда на такой маркировке присутствуют буквы, они обозначают допуск в процентах и номинальное напряжение.

Поляризованные конденсаторы

Самым распространенным типом полярного конденсаторного элемента является электролитический. Такие изделия выпускаются в форме цилиндров или в осевом исполнении. Первый вариант несколько компактнее и дешевле. Выводы у него находятся с одной из сторон, тогда как у осевых вариантов – на разных. Поскольку устройства относительно крупные, на их корпусах указываются номинальное напряжение (оно у них относительно низкое) и емкость.

Важно! При подключении этих изделий необходимо строго соблюдать полярность, иначе они могут выйти из строя или даже взорваться. Так в схемах показывают поляризованные элементы

Так в схемах показывают поляризованные элементы

Танталовые конденсаторы

Эти изделия крайне компактны, ставят их в тех случаях, когда важно минимизировать габариты. В прошлом их маркировали двумя цветными полосами (каждый цвет соответствовал цифре) и пятнышком белого или серого цвета (в первом случае значение полос в микрофарадах делили на 10, во втором – на 100)

Если повернуть предмет пятном на себя, на правой стороне будет находиться полюс «плюс». Возле выводов также рисовалась полоса, указывающая напряжение. Современные модели маркируются цифровыми значениями параметров.

Переменные конденсаторы

Из-за очень малой емкости эти детали имеют узкую сферу применения – в основном они используются в радиосхемах. Графически переменные элементы изображаются традиционным символом из пары коротких параллелей, зачеркнутых наклонной стрелой. Емкость указывают не четкой цифрой, а диапазоном.

Обозначение переменных изделий

Конденсаторы-триммеры

Это суперминиатюрные изделия, монтируемые прямо на печатную плату. Поскольку показатель емкости меняется только при настроечных работах, такие элементы получили название подстроечных. Графическое представление отличается от стандартного для переменных конденсаторов только тем, что вместо острия стрела снабжена перпендикулярной черточкой.

Это изделие с двухслойным строением и довольно большой емкостью (до 10 Ф). На границе электродной поверхности и электролита у таких устройств возникает пространство статичных носителей заряда. В отличие от электролитических вариаций, способ хранения энергии здесь – электростатическое поле. Сочетание большой площади поверхности и малой толщины пространства обеспечивает столь высокий показатель емкости. Обозначается как символ конденсаторного элемента с перпендикулярной ему вертикальной линией, помещенный в круг. При этом в верхней правой и нижней левой четвертях, на которые символ и вертикаль делят круг, находятся линии, сходные с графиком полусинусоиды.

Конденсаторы из тантала

Выбор этого материала обоснован особенностями слоя оксида, который формируется на поверхности. Именно параметрами данного слоя определяется накопительная емкость конденсатора. В ходе специальной технологической обработки заготовки из тантала не слишком сложно контролировать толщину, проводимость, равномерность структуры, другие важнейшие характеристики рабочей зоны.

Конструкция

На рисунке отмечены основные компоненты типовой конструкции:

1. компаунд, формирующий корпус;
2. вывод (катод) для монтажа пайкой на печатной плате;
3. адгезивный слой из серебра;
4. комбинированное покрытие из серебра и графита;
5. оксид (MnO2) с электролитическими характеристиками;
6. анод из гранулированного тантала со слоем пентаоксида (Ta2O5);
7. маркировочная линия;
8. анодный вывод для пайки.

Следует отметить аморфность оксидного слоя, обеспечивающую увеличенное сопротивление в сравнении с кристаллическим аналогом. Серебро и графит применены для получения обратного эффекта – лучшей проводимости. При чрезмерном перегреве происходит пробой диэлектрика. Если размеры повреждений невелики, возможно самостоятельное восстановление. Эти особенности надо учитывать при выполнении монтажных операций и в процессе эксплуатации.

Прочная конструкция рассчитана на сохранение целостности при значительных механических нагрузках. С помощью точного воспроизведения технологических процессов производители поддерживают единство технических параметров каждой партии готовых изделий.

Рабочие характеристики (номиналы) показаны на примере типовой 293-й серии D

• емкость, мкФ – от 0,1 до 1 000;
• напряжение, В – от 4 до 75;
• мощность рассеиваемая – от 0,075 до 0,165 Вт при 25°C.

Для более точного учета реактивных и активных составляющих пользуются классической эквивалентной схемой

Полное сопротивление (импеданс) зависит от частоты. По графику видно, как быстро уменьшается сопротивление в диапазоне 1-100 кГц.  Эквивалентное последовательное сопротивление обозначают стандартной аббревиатурой ESR.

Каких видов бывают конденсаторы

• Из бумаги или металлобумаги – применимы как для высоко-, так и низкочастотных цепей. Из-за небольшой механической прочности их «начинка» размещена в корпусе из металла;
• Электролитические – их диэлектрик – тонкий слой оксида металла, который образуется в результате электрохимических манипуляций. Практически все виды данных элементов поляризованы, поэтому функционируют лишь в тех цепях, где есть постоянное напряжение, и соблюдается полярность. Если случается инверсия полярности, внутри элемента происходит необратимая химическая реакция, которая способна привести к его разрушению. Так как внутри выделяется газ, изделие может даже взорваться;
• Полимерные – полимерный диэлектрик нивелирует раздутие и потерю заряда конденсаторов. Полимер характеризуется своими физическими параметрами, поэтому изделие имеет следующие достоинства: большой импульсный ток, низкий показатель эквивалентного сопротивления, стабильный температурный коэффициент даже в условиях низкой температуры;
• Плёночные – диэлектриком здесь служит пластиковая пленка. Имеют немало преимуществ: способны функционировать при больших токах, прочные на растяжение и характеризуются минимальным током утечки. Применяются следующие виды пластика: полиэстер, поликарбонат, полипропилен. В последнее время все чаще применяется полифениленсульфид;
• Керамические – такие изделия имеют различные свойства и кодировку. Лишь материалы, произведенные из керамики, обладают широким диапазоном значений относительной электропроницаемости (исчисляется десятками тысяч). Высокая проницаемость позволяет производить элементы компактных размеров, но большой емкости. При этом они способны функционировать при любой поляризации и характеризуются небольшими утечками. Параметры устройства зависят от температуры, напряжения и частоты;
• С воздушным диэлектриком – диэлектрик устройств – воздух. Их особенность – отличная работоспособность при высоких частотах. По этой причине они нередко устанавливаются как конденсаторы с переменной емкостью.

Типы маркировок

Производители, выпуская конденсаторы, пользуются несколькими типами маркировок, которые располагаются непосредственно на корпусе элемента. Представленные ниже значения сугубо теоретические, в качестве наглядного примера:

• Наиболее простым типом маркировки считается, когда ёмкость сразу указывается на теле конденсатора. То есть не применяются различные шифры и табличные замещения, вся необходимая информация содержится на корпусе. Данный способ был бы актуален для всех устройств, однако, не всегда его получается использовать в силу громоздкости. Для того чтобы предоставить полное обозначение емкости, подходят только довольно большие изделия, в ином случае рассмотреть цифры проблематично даже с применением лупы. На примере разберем запись 100 µF±6% – это ёмкость конденсатора 100 микрофарад, а амортизация 6% от общей емкости. В итоге значение – 94-106 микрофарад. В некоторых ситуациях применяется маркировка следующего вида: 100 µF +8%/-10% – это неравнозначная амортизация, 90-108 микрофарад. Подобная маркировка пленочных конденсаторов хоть и считается наиболее простой и понятной, но применима не во всех случаях из-за своей громоздкости. Как правило, она используется на больших приборах немалых ёмкостей;
• Цифровая маркировка (или с использованием цифр и букв) актуальна, если площадь изделия слишком мала, чтобы на ней разместить подробную запись. Здесь для замены определенных значений применяются обычные цифры и латинские буквы, которые необходимо уметь расшифровывать. Если на поверхности изделия встречаются лишь цифры (как правило, их три), то чтение простое. Первые две цифры – так обозначается емкость. Третья цифра – число нулей, которые следует дописать после первых двух. Для измерения емкости подобных конденсаторов применимы пикофарады. В качестве примера ознакомимся с изделием, на теле которого размещена цифра 104. Оставляем первые цифры, к которым приписываются нули: в нашем случае это 4. В итоге имеем значение в 100000 пикофарад. Чтобы уменьшить число нулей, используется другое значение – микрофарады, которых в нашем случае 100. В некоторых ситуациях величина обозначается буквой. Например, 2n2 – 2.2 нанофарад. Чтобы определить, к какому классу принадлежит изделие, в конце дописывают дополнительную кодовую маркировку конденсатора, к примеру, 100V;
• Маркировка импортных конденсаторов из керамики осуществляется с использованием букв и чисел – это стандарт для данных изделий. Алгоритмы шифрования аналогичны предыдущему методу. Надписи наносит сам производитель;
• Цветовая маркировка конденсаторов тоже встречается, хотя и реже, так как данный способ несколько устарел. Ее применяли в советское время, что позволяло упростить считывание маркировки, даже если изделие было слишком маленьким. Здесь есть единственный недостаток – сразу запомнить обозначения проблематично, поэтому первое время рекомендуется иметь при себе специальную таблицу. Чтение маркировки выглядит так: первые два цвета – емкость в пикофарадах, третий цвет – число дописываемых нулей, четвертый и пятый цвета – номинал напряжения, подаваемого на изделие, и возможный допуск. Так, желтый прибор имеет обозначение цифрой 4, а синий – 6;
• Импортные конденсаторы маркируются так же, а кириллица заменяется латиницей. К примеру, возьмем отечественный вариант с обозначением 5мк1 – 5.1 микрофарад. В случае с импортной кодовой маркировкой выглядеть будет как 5µ.

Важно! Если расшифровка непонятна, то следует обратиться к официальному производителю, на сайте которого, как правило, имеется соответствующая таблица. Маркировка таких элементов, как конденсаторы, бывает самой разнообразной, и чем меньше элемент, тем компактнее следует размещать на нем данные

Благодаря современному производству, на устройства наносятся даже самые маленькие значения, расшифровывать которые можно, отталкиваясь от вышеописанных способов. Чтобы собранная электрическая цепь работала исправно, необходимо быть внимательным с полученными значениями, которые следует тщательно проверять

Маркировка таких элементов, как конденсаторы, бывает самой разнообразной, и чем меньше элемент, тем компактнее следует размещать на нем данные. Благодаря современному производству, на устройства наносятся даже самые маленькие значения, расшифровывать которые можно, отталкиваясь от вышеописанных способов. Чтобы собранная электрическая цепь работала исправно, необходимо быть внимательным с полученными значениями, которые следует тщательно проверять.

Размеры корпусов танталовых чип конденсаторов

По следующему рисунку можно определить размер с учетом типа корпуса (A-V)

Для повышения точности следует обратить внимание на допуски, которые применяют в определенной серии продукции

Размеры пояснения

Для получения дополнительной информации необходимо изучить сопроводительную документацию либо узнать необходимые сведения на официальном сайте производителя. Универсальные справочники могут не содержать все необходимые точные данные.

Отдельно нужно проверить монтажные инструкции. Так, для установки на печатную плату компактных конденсаторов SMD применяют инфракрасный нагрев c использованием специальной камеры и обычную ручную пайку. В любом случае следует поддерживать рекомендованный температурный диапазон, чтобы предотвратить нарушение структуры диэлектрического слоя, другие повреждения.

Профессиональный алгоритм содержит несколько этапов. В начальном – предварительное нагревание выполняют с нормированной скоростью (3-4°C за 1 секунду). Далее контролируют пиковую температуру и время соответствующего воздействия. В разных моделях танталовых конденсаторов установлен допустимый максимум от +220°C до +260°C. В некоторых современных паяльных станциях бытовой категории предусмотрено автоматическое поддержание температурного режима по установкам пользователя.

Для финишной очистки платы после пайки допустимо применение стандартных средств. Нельзя использовать препараты, созданные на основе дихлорметана и других чрезмерно агрессивных химических соединений. Они способны разрушить защитную оболочку, образованную полимерным компаундом.

Танталовые конденсаторы сохраняют исходные параметры в неизменном состоянии длительное время, если создать благоприятные условия хранения. В этом режиме производители советуют поддерживать уровень относительной влажности в помещении не более 60-65%, температуру – до +65°C.

Следует учесть возможность уникальной кодировки. Подобные решения используют производители в ходе конкурентной борьбы. Этим затрудняют использование деталей с аналогичными техническими характеристиками, которые созданы другими компаниями.

Маркировка отечественных конденсаторов

Постсоветские производители маркируют свои изделия довольно подробно и унифицировано. В редких случаях возможны некоторые отличия в обозначениях.

Ёмкость

Это параметр всегда указывается первым, для дробных чисел его кодировка состоит из трех знаков. Первая цифра – это целая часть числа, отражающего значение емкости, третья – дробная часть, на второй позиции находится буква, обозначающая единицу измерения: m – миллифарад, n – нанофарад, p – пикофарад. Например, 3n6 – 3,6 нанофарад. Целые значения указываются так: число и рядом единица измерения с добавленной буквой F (3 pF – 3 пикофарада).

Важно! Если номинал не указан, целая цифра говорит о том, что значение указывалось в пикофарадах, десятичная дробь – в микрофарадах

Номинальное напряжение

Если размер изделия достаточный, показатель указывают по стандартной схеме: 180 В (или V) – 180 вольт. На миниатюрных конденсаторах значение кодируют латинской буквой, например, 160 В – литерой Q.

Дата выпуска

Ее принято указывать четырьмя цифрами: первые две – это последние цифры года выпуска, вторые две – месяц (9608 – август 1996 года).

Расположение маркировки на корпусе

Поскольку указание параметров очень важно для монтажа схемы, данные показатели помещают на корпусе устройства самой первой строкой. В начале всегда указывают емкость

Цветовая маркировка отечественных радиоэлементов

Это кодировка с использованием 4 цветных полос, где каждый цвет соотносится с определенной цифрой. Первые две полосы показывают емкость в пикофарадах, следующая – допустимое отклонение, последняя – номинальное напряжение.

Маркировка конденсаторов импортного производства

У американских и других импортных изделий кодировка емкости выглядит так: начальные две цифры – значение в пикофарадах, третья – число нулей.

Цветовая маркировка импортных конденсаторов

Она состоит из пятерки полос. Начальная пара – емкостной показатель в пФ, следующая полоса – число нулей, четвертая – показатель возможного отклонения, пятая – номинал напряжения.

Данные о конденсаторах на схемах призваны информировать работающих с ними специалистов о видах используемых устройств и их основных характеристиках

При выборе используемого элемента нужно обращать внимание на маркировку

Особенности конденсаторов

Конденсаторами называют двухполюсники с переменным или определенным значением емкости и малой проводимостью. Отличительная черта изделия – оно обеспечивает накопление заряда и энергии электрического поля. Сам элемент применяется как пассивный электронный компонент. Конструкция не представляет ничего сложного – два электрода в виде пластин, которые разделены диэлектриком небольшой толщины. Все чаще применяются элементы, имеющие многослойные диэлектрики и электроды.

Существует большой выбор конденсаторов, которые находят применение в самых различных схемах. Чтобы грамотно подобрать параметры электросети, следует разобраться, как осуществляется маркировка керамических конденсаторов, – это ключевое их значение. Это не совсем просто, так как параметры могут существенно отличаться, в зависимости от компании-изготовителя, страны-экспортера, вида, размера и самих параметров элемента.

Керамические конденсаторы позволяют накапливать электрический заряд. Для измерения емкости используются особые единицы – фарады (F). Но стоит учесть, что одна единица фарада является большой величиной, которая не находит применения в радиотехнике. В случае с конденсаторами актуален микрофарад – это один фарад, поделенный на миллион. Почти что на всех элементах встречается обозначение мкФ. При ознакомлении с теоретическими расчетами иногда встречается миллифарад – фарад, деленный на тысячу. Для обозначения маленьких устройств используются нанофарады и пикофарады

Важно разбираться в обозначениях, чтобы подбирать правильные элементы

Номиналы конденсаторов различаются, но для чего это на практике? Определенная емкость конденсатора требуется, если необходим выброс значительного количества энергии. То есть элемент позволяет высвободить за доли секунд немалый объем энергии, которая будет двигаться в том направлении, которое укажет человек.

Обозначение конденсаторов на схеме осуществляется при помощи двух параллельных отрезков, которые символизируют обкладки элемента с выводами от их середин.

Обратите внимание! На схеме рядом указывается буквенное обозначение устройства – буква С (от латинского Capacitor – конденсатор)

Кодовая маркировка, дополнение

В соответствии со стандартами IEC на практике применяется четыре способа кодировки номинальной емкости.

А. Маркировка 3 цифрами

Первые две цифры указывают на значение емкости в пигофарадах (пф), последняя — количество нулей. Когда конденсатор имеет емкость менее 10 пФ, то последняя цифра может быть «9». При емкостях меньше 1.0 пФ первая цифра «0». Буква R используется в качестве десятичной запятой. Например, код 010 равен 1.0 пФ, код 0R5 — 0.5 пф.

* Иногда последний ноль не указывают.

В. Маркировка 4 цифрами

Возможны варианты кодирования 4-значным числом. Но и в этом случае последняя цифра указывает количество нулей, а первые три — емкость в пикофарадах.

С. Маркировка емкости в микрофарадах

Вместо десятичной точки может ставиться буква R.

D. Смешанная буквенно-цифровая маркировка емкости, допуска, ТКЕ, рабочего напряжения

В отличие от первых трех параметров, которые маркируются в соответствии со стандартами, рабочее напряжение у разных фирм имеет различную буквенно-цифровую маркировку.

Кодовая маркировка электролетических конденсаторов для поверхностного монтажа

Приведенные ниже принципы кодовой маркировки применяются такими известными фирмами, как «Panasonic», «Hitachi» и др. Различают три основных способа кодирования

А. Маркировка 2 или 3 символами

Код содержит два или три знака (буквы или цифры), обозначающие рабочее напряжение и номинальную емкость. Причем буквы обозначают напряжение и емкость, а цифра указывает множитель. В случае двухзначного обозначения не указывается код рабочего напряжения.

В. Маркировка 4 символами

Код содержит четыре знака (буквы и цифры), обозначающие емкость и рабочее напряжение. Буква, стоящая вначале, обозначает рабочее напряжение, последующие знаки — номинальную емкость в пикофарадах (пФ), а последняя цифра — количество нулей. Возможны 2 варианта кодировки емкости: а) первые две цифры указывают номинал в пикофарадах, третья — количество нулей; б) емкость указывают в микрофарадах, знак m выполняет функцию десятичной запятой. Ниже приведены примеры маркировки конденсаторов емкостью 4.7 мкФ и рабочим напряжением 10 В.

С. Маркировка в две строки

Если величина корпуса позволяет, то код располагается в две строки: на верхней строке указывается номинал емкости, на второй строке — рабочее напряжение. Емкость может указываться непосредственно в микрофарадах (мкФ) или в пикофарадах (пф) с указанием количества нулей (см. способ В). Например, первая строка — 15, вторая строка — 35V — означает, что конденсатор имеет емкость 15 мкФ и рабочее напряжение 35 В.

Маркировка Керамических SMD конденсаторов

Конденсаторы изготавливаются с различными типами диэлектриков: NP0, X7R, Z5U и Y5V …. Диэлектрик NP0(COG) обладает низкой диэлектрической проницаемостью, но хорошей температурной стабильностью (ТКЕ близок к нулю). SMD конденсаторы больших номиналов, изготовленные с применением этого диэлектрика наиболее дорогостоящие. Диэлектрик X7R имеет более высокую диэлектрическую проницаемость, но меньшую температурную стабильность. Диэлектрики Z5U и Y5V имеют очень высокую диэлектрическую проницаемость, что позволяет изготовить конденсаторы с большим значением емкости, но имеющих значительный разброс параметров. SMD конденсаторы с диэлектриками X7R и Z5U используются в цепях общего назначения.

Маркировка танталовых элементов

Для упрощения разработки конструкций, транспортировки, автоматизации рабочих операций изделия этой категории выпускают с применением определенных типоразмеров: А; В; C; D; E; V. Самые крупные габариты – 7,3 х 4,3 х 4,1 мм. Понятно, что размеров подобных площадок недостаточно для размещения длинных надписей. Это объясняет необходимость применения специальных сокращений.

Маркировка для танталовых SMD конденсаторов

Общие правила обозначения этих деталей соответствуют стандартной процедуре формирования идентификационных надписей на корпусах миниатюрных резисторов. Главное отличие – применение типичного обозначения емкости в микрофарадах – «µ».

Пример для «686»:

• 68 – основное число;
• 6 – степень множителя (106);
• простым математическим действием вычисляют номинал емкости: 68 * 106 = 68 мкФ.

Напряжение показывают добавлением латинской буквы «v» за соответствующим числом. Также применяют стандартную кодировку (обозначение – напряжение, вольт):

• G – 4;
• J – 6,3;
• A – 10;
• C – 16;
• D – 20;
• E – 25;
• V – 35;
• T – 50.

Жирной линией отмечают полярность (плюс, анод).

Танталовые конденсаторы, маркировка разных типов

Дополнительными кодами обозначают:

• вариант исполнения;
• дату выпуска;
• производителя.