- Что такое конденсатор?
- Зачем нужна маркировка?
- Принцип работы конденсаторов
- Характеристики и свойства
- Единицы измерения
- Маркировка четырьмя цифрами
- Буквенно-цифровая маркировка
- Планарные керамические конденсаторы
- Планарные электролитические конденсаторы
- Виды конденсаторов
- Маркировка конденсаторов
- Какие параметры могут быть указаны в маркировке
- Немного о параметрах
- Цифровая маркировка
- Три цифры
- Маркировка 4 цифрами
- Цифро-буквенная маркировка
- Цветовая маркировка конденсаторов
- Маркировка SMD конденсаторов
- Другие способы маркировки ёмкости конденсаторов
Что такое конденсатор?
Устройство, хранящее электрическую энергию в виде электрических зарядов, называется конденсатором.
Количество электричества или электрического заряда в физике измеряется в кулонах (Кл). Емкость измеряется в фарадах (Ф).
Одиночный проводник с электрической емкостью 1 фарад представляет собой металлический шар радиусом, равным 13 радиусам солнца. Следовательно, конденсатор включает как минимум 2 проводника, которые разделены диэлектриком. В простой конструкции устройства — бумага.
Работа конденсатора в цепи постоянного тока осуществляется при включении и выключении тока Только в переходные моменты изменяется потенциал на обкладках.
Конденсатор в цепи переменного тока заряжается с частотой, равной частоте напряжения источника питания. В результате непрерывных зарядов и разрядов через элемент протекает ток. Более высокая частота — устройство заряжается быстрее.
Сопротивление цепи с конденсатором зависит от частоты тока. При нулевой частоте постоянного тока значение сопротивления стремится к бесконечности. С увеличением частоты переменного тока сопротивление уменьшается.
Зачем нужна маркировка?
Целью маркировки электронных компонентов является их точная идентификация. Марки конденсаторов включают:
- данные о емкости конденсатора – основной характеристики элемента;
- сведения о номинальном напряжении, при котором устройство сохраняет свою работоспособность;
- данные о температурном коэффициенте емкости, характеризующем процесс изменения емкости конденсатора в зависимости от изменения температуры окружающей среды;
- процент допустимого отклонения емкости от номинального значения, указанный на корпусе прибора;
- дата выхода.
Для конденсаторов, подключение которых требует соблюдения полярности, должна быть предоставлена информация, позволяющая правильно сориентировать элемент в электронной схеме.
Система маркировки конденсаторов, выпускавшихся на предприятиях, входивших в состав Советского Союза, имела принципиальные отличия от системы маркировки, использовавшейся в то время иностранными компаниями.
Принцип работы конденсаторов
Когда цепь подключена к источнику электрического тока, электрический ток начинает течь через конденсатор. В начале прохождения тока через конденсатор сила имеет максимальное значение, а напряжение минимальное. По мере накопления устройством заряда ток уменьшается до полного исчезновения, а напряжение увеличивается.
В процессе накопления заряда на одной пластине накапливаются электроны, а на другой — положительные ионы. Заряд не течет между пластинами из-за наличия диэлектрика. Так устройство накапливает заряд. Это явление называется накоплением электрических зарядов, а конденсатор – накоплением электрического поля.
Характеристики и свойства
Параметры конденсатора, используемые для изготовления и ремонта электронных устройств, включают:
- Емкость — C. Определяет количество заряда устройства. Значение номинальной емкости указано на корпусе. Для создания необходимых значений элементы включаются в цепь параллельно или последовательно. Рабочие значения не соответствуют расчетным.
- Резонансная частота — fр. Если частота тока больше резонансной, проявляются индуктивные свойства элемента. Это усложняет работу. Для обеспечения расчетного эффекта в схеме целесообразно использовать конденсатор на частотах меньших резонансных значений.
- Номинальное напряжение — Un. Для предотвращения пробоя элемента рабочее напряжение устанавливают меньше номинального. Параметр указан на корпусе конденсатора.
- Полярность. Если соединение неправильное, будут возникать сбои и ошибки.
- Сопротивление электрической изоляции — Rd. Определяет ток утечки устройства. В агрегатах детали размещаются вплотную друг к другу. При больших токах утечки возможны паразитные соединения в цепях. Это приводит к неисправностям. Ток утечки ухудшает емкостные свойства элемента.
- Температурный коэффициент — ТКЕ. Значение определяет, как емкость устройства изменяется при колебаниях температуры окружающей среды. Параметр используется при разработке агрегатов для работы в тяжелых климатических условиях.
- Паразитный пьезоэлектрический эффект. Некоторые типы конденсаторов при деформации создают шум в устройствах.
Единицы измерения
Проще всего рассчитать емкость плоского конденсатора. Если линейные размеры противолежащих пластин значительно превышают расстояние между ними, справедлива формула:
С=е*С/д
e — электрическая проницаемость диэлектрика, помещенного между пластинами.
- S – площадь одной из плит (в метрах).
- d — расстояние между плитами (в метрах).
- C — значение емкости в фарадах.
Что такое фарада? Для конденсатора емкостью один фарад напряжение между обкладками возрастает на один вольт, когда поступает электрическая энергия в количестве одного кулона. Это количество энергии проходит через проводник в течение одной секунды при силе тока 1 ампер. Фарада получила свое название в честь известного английского физика — М. Фарадея.
1 Фарад имеет очень большую емкость. В повседневной практике применяют конденсаторы гораздо меньшей емкости и для обозначения используют производные от фарад:
- 1 микрофарад – это одна миллионная часть фарада.10-6
- 1 нанофарад – это одна миллиардная часть фарада. 10-9
- 1 пикофарад -10-12 фарад.
код | пикофарад, пФ, пФ | нанофарад, нФ, нФ | мкФ, мкФ, мкФ |
109 | 1,0 пФ | ||
159 | 1,5 пФ | ||
229 | 2,2 пФ | ||
339 | 3,3 пФ | ||
479 | 4,7 пФ | ||
689 | 6,8 пФ | ||
100 | 10 пФ | 0,01 нФ | |
150 | 15 пФ | 0,015 нФ | |
220 | 22 пФ | 0,022 нФ | |
330 | 33 пФ | 0,033 нФ | |
470 | 47 пФ | 0,047 нФ | |
680 | 68 пФ | 0,068 нФ | |
101 | 100 пФ | 0,1 нФ | |
151 | 150 пФ | 0,15 нФ | |
221 | 220 пФ | 0,22 нФ | |
331 | 330 пФ | 0,33 нФ | |
471 | 470 пФ | 0,47 нФ | |
681 | 680 пФ | 0,68 нФ | |
102 | 1000 пФ | 1 нФ | |
152 | 1500 пФ | 1,5 нФ | |
222 | 2200 пФ | 2,2 нФ | |
332 | 3300 пФ | 3,3 нФ | |
472 | 4700 пФ | 4,7 нФ | |
682 | 6800 пФ | 6,8 нФ | |
103 | 10000 пФ | 10 нФ | 0,01 мкФ |
153 | 15000 пФ | 15 нФ | 0,015 мкФ |
223 | 22000 пФ | 22 нФ | 0,022 мкФ |
333 | 33000 пФ | 33 нФ | 0,033 мкФ |
473 | 47000 пФ | 47 нФ | 0,047 мкФ |
683 | 68000 пФ | 68 нФ | 0,068 мкФ |
104 | 100 000 пФ | 100 нФ | 0,1 мкФ |
154 | 150 000 пФ | 150 нФ | 0,15 мкФ |
224 | 220 000 пФ | 220 нФ | 0,22 мкФ |
334 | 330 000 пФ | 330 нФ | 0,33 мкФ |
474 | 470 000 пФ | 470 нФ | 0,47 мкФ |
684 | 680 000 пФ | 680 нФ | 0,68 мкФ |
105 | 1000000 пФ | 1000 нФ | 1 мкФ |
Маркировка четырьмя цифрами
Эта маркировка аналогична описанной выше, но в данном случае первые три цифры определяют мантиссу, а последняя — показатель степени по основанию 10, для получения емкости в пикофарадах. Например, 1622 = 162*102 пФ = 16200 пФ = 16,2 нФ.
Буквенно-цифровая маркировка
При такой маркировке буква указывает на десятичный знак и обозначение (мкФ, нФ, пФ), а цифры на значение емкости:
15p = 15 пФ, 22p = 22 пФ, 2n2 = 2,2 нФ, 4n7 = 4,7 нФ, µ33 = 0,33 мкФ
Очень часто бывает трудно отличить русскую букву «р» от английской «н». Иногда буква R используется для обозначения десятичной точки. Обычно так маркируются емкости в микрофарадах, но если перед буквой R стоит ноль, то это пикофарады, например: 0R5 = 0,5 пФ, R47 = 0,47 мкФ, 6R8 = 6,8 мкФ.
Планарные керамические конденсаторы
Керамические SMD конденсаторы обычно либо не маркируются вообще, кроме цвета (код цвета не знаю, если кто-то скажет, буду рад, просто знаю, что чем светлее, тем меньше емкость) либо маркируются одна или две буквы и цифра.
Первая буква, если она присутствует, — это производитель, вторая буква — это мантисса в соответствии с таблицей ниже, а число — это показатель степени по основанию 10 для получения емкости в пикофарадах.
Пример:
N1/ по таблице определяем мантиссу: N=3,3/=3,3*101пФ=33пФ
S3 /по таблице S=4,7/ = 4,7*103 пФ = 4700 пФ = 4,7 нФ
Иногда используется кодировка латинскими буквами. Для расшифровки используйте таблицу кодировки букв рабочего напряжения.
Планарные электролитические конденсаторы
Электролитические конденсаторы SMD маркируются двумя способами:
1) Емкость в мкФ и рабочее напряжение, например: 10 6,3В = 10мкФ при 6,3В.
2) Одна буква и три цифры, где буква обозначает рабочее напряжение в соответствии с таблицей ниже, первые две цифры определяют мантисса, последняя цифра — показатель степени по основанию 10, для получения емкости в пикофарадах.
Полоса на таких конденсаторах указывает на положительный вывод. Пример: по таблице «А» — напряжение 10В, 105 — это 10*105 пФ = 1 мкФ, т.е это конденсатор 1мкФ на 10В
Виды конденсаторов
Конденсатор представляет собой две металлические пластины, разделенные диэлектриком. Их различают по типу диэлектрика, материалу корпуса и способу изготовления пластин. Существуют такие типы конденсаторов:
- Бумага. Обкладки в нем — металлическая фольга, а диэлектрик — специальная бумага. Их обычно впаивают в металлический корпус, так как прочностью они не отличаются. Они нормально ведут себя как в низкочастотных цепях, так и в высокочастотных.
- Металлическая бумага. Они отличаются тем, что на бумагу наносится металлическое напыление. Они надежнее, при тех же габаритах, что и бумажные, имеют большую емкость.
Внешний вид конденсаторов иногда может подсказать их тип - Электролитический. На металлическую фольгу (танталовую или алюминиевую) наносится оксид, выполняющий роль диэлектрика. Второй диэлектрический слой представляет собой электролит. Он может быть сухим или жидким. Обычно называют электролитическим с жидким электролитом. Электролитические конденсаторы почти всегда поляризованы. И при их подключении обязательно соблюдать полярность. В противном случае они просто выйдут из строя. Есть такие подвиды:
- Хотя сухие электролитические конденсаторы относятся к одному типу, их часто называют танталовыми конденсаторами. Именно с танталом обычно используют сухой электролит.
- Алюминиевые электролитические конденсаторы. Это когда триоксид алюминия наносится на алюминиевую фольгу. Они имеют большую емкость при малых размерах, но могут использоваться только в низкочастотных цепях. И еще один недостаток – большой ток утечки.
Танталовые конденсаторы очень компактны, а алюминиевые больше - Танталовые конденсаторы правильно называются конденсаторами из танталовой фольги, где диэлектрик представляет собой пятиокись тантала. Они такие же компактные, как алюминиевые, но имеют меньший ток утечки. И еще – они более прочны механически.
- Твердотельные или полимерные. В них диэлектрик представляет собой полимер. Это относительно новый тип конденсатора. Они более устойчивы к температуре (как высокой, так и низкой), имеют низкий ток утечки, низкое эквивалентное сопротивление и высокий импульсный ток. Они могут заменить электролитические аналоги, так как более стабильны.
Более современная элементная база — пленочные и твердотельные полимерные конденсаторы - Фильм. Еще один из новых типов конденсаторов. Между металлическими пластинами помещается полиэтиленовая пленка. Это может быть поликарбонат, полиэстер, полипропилен и другие полимеры с диэлектрическими свойствами.
Они более механически прочны, выдерживают большие токи при очень низких токах утечки и устойчивы к пробою. Характеристики отличные, но емкость у них маленькая. По совокупности характеристик они обычно стоят в резонансных цепях (с возможным резким увеличением параметров).
- Керамика. На керамическую основу нанесено металлизированное напыление. Они могут быть однослойными (малой емкости) и многослойными. Наиболее компактные конденсаторы, устойчивые к механическим воздействиям. Но свойства керамических материалов сильно зависят от температуры, напряжения и частоты.
Поэтому характеристики керамических конденсаторов различны и зависят от типа используемой керамики. Они также имеют специальную маркировку. Во-первых, потому что они небольшие по размеру, а во-вторых, потому что сделаны из разной керамики и имеют большие различия в свойствах.
Керамические конденсаторы — самые компактные и долговечные
- ВЧ с воздушным диэлектриком. Это специальные конденсаторы, которые не встречаются у радиолюбителей.
Это все типы конденсаторов, которые сейчас можно найти в продаже и на прилавках. Как видите, их много и выглядят они очень по-разному. Поскольку часть проблем с оборудованием связана с его выходом из строя, неплохо бы разобраться в их маркировке. Так что поиск замены займет меньше времени.
Маркировка конденсаторов
Конденсаторы имеют цифровую, буквенно-цифровую и цветовую маркировку. Цифровая маркировка используется на мелких деталях. Это SMD-типа, пленочные и полимерные. Три или четыре цифры указывают емкость. Если вам нужна другая информация, вы должны искать в справочниках или таблицах данных.
Маркировка конденсаторов не стандартизирована
В больших случаях могут быть указаны и другие важные параметры. Но их расположение и способ маркировки не стандартизированы. Например, первая строка может содержать номинал. Или, возможно, отклонение или логотип/название компании.
Первая строка может содержать как номинальное напряжение, так и температурный коэффициент. Так что надо смотреть не только на цифры, но и на единицы измерения.
Параметры можно указывать в любом порядке
Какие параметры могут быть указаны в маркировке
Для конденсаторов важны три параметра:
- емкость;
- номинальное (рабочее) напряжение;
- допуск емкости.
Первые два готовы. Стоит только отметить, что на некоторых конденсаторах может быть не указано номинальное напряжение. Если ожидается высокое напряжение, см данные производителя.
Немного о параметрах
О последних двух параметрах (мощность и переносимость) стоит сказать несколько слов. Допуск в характеристиках конденсаторов — это допустимое/возможное отклонение емкости от указанного номинала.
Есть виды с низкой толерантностью — несколько процентов, есть крупные — до 20%. Далеко не всегда можно заменить конденсатор с низким допуском на аналог по емкости и напряжению, но с более высоким допуском. Это разрешено только в бытовых приборах. И то только там, где размер заряда не слишком критичен. Но лучше поискать замену с аналогичным допуском.
Е | 0,005 |
Л | 0,01 |
П | 0,002 |
Вт | 0,005 |
Б | 0,1 |
С | 0,25 |
Д | 0,5 |
Ф | 1 |
Грамм | 2 |
ЧАС | 2,5 |
Дж | 5 |
К | 10 |
М | 20 |
Н | 30 |
Вопрос | -10… +30 |
Т | -10…+50 |
С | -20…+50 |
Z | -20…+80 |
Часто бывает, что конденсатор периодически «вылетает» на одном и том же месте. По нашей логике, мы хотим заменить его элементом с более высоким напряжением. Но здесь есть 2 варианта. Первое: в цепи возникают скачки напряжения, превышающие номинальное напряжение детали. Во-вторых, не учитывается реактивная мощность конденсатора, если он работает в высокочастотных цепях.
По большей части параметр мощности не указывается и его можно найти в спецификации на деталь. Обычно ими пользуются узкие специалисты.
Температурный коэффициент — ТКЕ — также может быть указан, но он задается не во всех случаях. Он показывает изменение емкости в зависимости от температуры элемента. Обычно отключается, если есть значительная зависимость. Если изменения незначительные, их просто опускают. Многие параметры легко узнать с помощью тестера радиоэлементов.
Читайте также: Маркировка диодов: справочник, таблица обозначений, расшифровка
Цифровая маркировка
На маленькие корпуса наносится цифровая маркировка. Обычно используются три или четыре цифры, но на специализированных деталях можно встретить и пять. Три и четыре включают номинал и множитель.
Три цифры
Три цифры в маркировке конденсаторов – это емкость и множитель. Первые два являются номинальными, а последнее — это мощность, до которой вы должны подняться. Например, маркировка числа 225 означает — емкость 22, третье число 5, это множитель. Итого 22 *105 — в микрофарадах получается 2,2 микрофарад.
Коэффициент 9 используется, когда емкость меньше 10 пФ. Например, 209, емкость будет 2 пФ.
Рассмотрим еще один пример маркировки конденсаторов тремя цифрами — 104. И снова емкость 10, степень 4. Это означает, что номинал этого конденсатора равен 10*104, что равно 100 000 пФ или 100 нФ или 0,1 мкФ.
109 | 0,000001 | 0,001 | 1,0 |
159 | 0,0000015 | 0,0015 | 1,5 |
229 | 0,0000022 | 0,0022 | 2.2 |
339 | 0,0000033 | 0,0033 | 3.3 |
479 | 0,0000047 | 0,0047 | 4.7 |
689 | 0,0000068 | 0,0068 | 6,8 |
100 | 0,00001 | 0,01 | 10 |
150 | 0,000015 | 0,015 | 15 |
220 | 0,000022 | 0,022 | 22 |
330 | 0,000033 | 0,033 | 33 |
470 | 0,000047 | 0,047 | 47 |
680 | 0,000068 | 0,068 | 68 |
101 | 0,0001 | 0,1 | 100 |
151 | 0,00015 | 0,15 | 150 |
221 | 0,00022 | 0,22 | 220 |
331 | 0,00033 | 0,33 | 330 |
471 | 0,00047 | 0,47 | 470 |
681 | 0,00068 | 0,68 | 680 |
102 | 0,001 | 1 | 1000 |
152 | 0,0015 | 1,5 | 1500 |
222 | 0,0022 | 2.2 | 2200 |
332 | 0,0033 | 3.3 | 3300 |
472 | 0,0047 | 4.7 | 4700 |
682 | 0,0068 | 6,8 | 6800 |
103 | 0,01 | 10 | 10 000 |
153 | 0,015 | 15 | 15 000 |
223 | 0,022 | 22 | 22000 |
333 | 0,033 | 33 | 33000 |
473 | 0,047 | 47 | 47000 |
683 | 0,068 | 68 | 68000 |
104 | 0,1 | 100 | 100 000 |
154 | 0,15 | 150 | 150 000 |
224 | 0,22 | 220 | 220 000 |
334 | 0,33 | 330 | 330 000 |
474 | 0,47 | 470 | 470 000 |
684 | 0,68 | 680 | 680 000 |
105 | 1,0 | 1000 | 1000000 |
Маркировка 4 цифрами
Иногда можно встретить маркировку, состоящую из 4 цифр. Отличие заключается в более точном указании емкости элемента.
Код | Емкость пФ | Емкость нФ | Емкость мкФ |
1622 | 16200 | 16.2 | 0,0162 |
4753 | 475 000 | 475 | 0,475 |
Цифро-буквенная маркировка
Самый обычный. Расположение данных в маркировке может быть различным. Сначала может отображаться номинальное напряжение, а ниже — индикация емкости. Напряжение и ТКЕ могут полностью отсутствовать.
В коде может использоваться цифровая маркировка, которая может быть расшифрована таким же образом.
Цветовая маркировка конденсаторов
Другой способ маркировки конденсаторов — использовать цветные полосы или точки. В данном случае имеет значение не только цвет, но и положение полосы или точки по отношению к другим. Так как нельзя ошибиться с началом, иначе расшифровка будет не точной, а этого полно.
В соответствии с положением полосы/точки введите следующее:
- первые три — вместимость, но без указания размерности;
- четвертый — множитель (показатель отрицательной степени);
- пятый — прием;
- шестой и седьмой – температурный коэффициент.
Первые четыре полосы должны быть всегда. Если какой-либо (или все) больше отсутствуют, это означает, что параметр либо не нормализован, либо просто не указан. Если вам нужно знать наверняка, ищите точные данные.
Маркировка SMD конденсаторов
Первая и вторая цифры обозначают емкость, а третья – множитель. Например, конденсатор на рисунке 100000000 пФ или 100 мкФ при напряжении 16 вольт.
Это двухсимвольная система маркировки. Первая буква — числовое значение, вторая — множитель (десятая степень). Общее значение дает емкость в пФ:
Письмо | 1 | Б | С | Д | Е | Ф | Грамм | ЧАС | Дж | К | 1 | Л |
Важность | 1,0 | 1.1 | 1,2 | 1,3 | 1,5 | 1,6 | 1,8 | 2.0 | 2.2 | 2,4 | 25 | 2,7 |
Письмо | М | Н | б | П | Вопрос | г | Р | е | С | ф | Т | U |
Важность | 3.0 | 3.3 | 3,5 | 3,6 | 3,9 | 4.0 | 4.3 | 4,5 | 4.7 | 5,0 | 5.1 | 5.6 |
Письмо | м | В | Вт | н | Икс | т | Д | у | Z | |||
Важность | 6,0 | 6.2 | 6,8 | 7,0 | 7,5 | 8,0 | 8.2 | 9,0 | 9.1 |
Количество | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
Фактор | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 10-1 |
Например, J5 = 2,2×105 = 220000 пФ = 0,22 мкФ или M9 = 3,3×10-1 = 0,33 пФ
Танталовые конденсаторы часто указывают напряжение первым символом:
Напряжение (вольт) | 4 | 6.3 | 10 | 16 | 20 | 25 | 35 | 50 |
Код | Грамм | Дж | 1 | С | Д | Е | В | ЧАС |
Другие способы маркировки ёмкости конденсаторов
В случае четырехзначной маркировки на конденсаторе она также расшифровывается, как описано выше. Только емкость кодируется тремя цифрами, и только последняя является отрицательной степенью числа 10.
Несколько десятичных указателей заменяются множителями. Это условное обозначение единиц измерения.
- р представляет собой пикофарад;
- n — одна нанофарад;
- μ – микрофарад;
- м миллифарад.
Кроме того, роль и место буквы по отношению к цифрам играют роль. Она ставится вместо запятой. При расшифровке маркировки конденсаторов этого типа вместо буквы мысленно ставить запятую. Давайте рассмотрим несколько примеров, чтобы было понятнее, о чем мы говорим.
Замена запятых буквами в буквенно-цифровых кодировках
- p50 – 0,5 пФ;
- 1p5 — 1,5 пФ;
- 15п это 15пФ;
- 150p означает 150pF.
При других буквах маркировка конденсаторов этого типа расшифровывается так же. В маркировке конденсаторов российского производства используются аналогичные буквы русского алфавита. Для пикофарад — р, для микрофарад — мк, для миллифарад — м, нанофарад — н.
м | 25В |
Я | 40 (50)Вт |
1 | 63В |
б | 100В |
с | 160В |
г | 250В |
е | 400В |
ф | 630В |
час | 1000В |
я | 1600В |
без опознавательных знаков | 500В |
Номинальное напряжение указывает максимальное значение, при котором конденсатор может работать длительное время без изменения своих свойств. Кодируется строчными латинскими буквами. Вы можете стоять где угодно. Перед числовым значением, после него, в первой или второй строке.