Рабочая частота разных конденсаторов

Опубликовано 29.01.2011 Ведущий Антон Панкратов

Как известно, конденсаторы различных типов имеют характеристики, делающие их пригодными для одних и непригодными для других применений. Реальный конденсатор не является чистой емкостью, а обладает также сопротивлением и индуктивностью. Индуктивность L создается как выводами, так и структурой самого конденсатора; сопротивление R2 является сопротивлением параллельной утечки, и его величина зависит от объемного удельного сопротивления материала диэлектрика; сопротивление R1 - эффективное последовательное сопротивление конденсатора, зависящее от тангенса угла потерь диэлектрика конденсатора. Одним из наиболее важных соображений при выборе типа конденсатора является его рабочая частота. Максимальная частота, на которой конденсатор эффективно работает, ограничивается обычно индуктивностью конденсаторов и его выводов. На некоторой частоте конденсатор имеет собственный резонанс со своей индуктивностью. На частотах выше частоты собственного резонанса конденсатор имеет индуктивное сопротивление, увеличивающееся с частотой. Верхний частотный предел определяется собственным резонансом конденсатора или увеличением тангенса угла потерь на высоких частотах. Нижняя граница определяется наибольшим достижимым на практике значением емкости. Бумажные и майларовые конденсаторы - это среднечастотные конденсаторы, имеющие относительно большие последовательное сопротивление и индуктивность. Они используются обычно для фильтрации, шунтирования и развязки, а также во времязадающих цепях и цепях шумоподавления. Слюдяные и керамические конденсаторы имеют очень малые последовательное сопротивление и индуктивность. Это высокочастотные конденсаторы, которые обычно используются для высокочастотной фильтрации, шунтирования, как разделительные, времязадающие элементы и для частотного разделения. Они обычно очень стабильны во времени, при изменении температуры и напряжения. Конденсаторы из высокосортной керамики, т.е. конденсаторы с высокой диэлектрической постоянной, являются среднечастотными. Они относительно нестабильны во времени, с изменением температуры и частоты. Их основным преимуществом является высокое по сравнению со стандартными керамическими конденсаторами значения емкости на единицу объема. Применяют их обычно для шунтирования, блокировки и развязки. Один из недостатков этих конденсаторов состоит в том, что переходные напряжения могут вызвать их повреждения, поэтому не рекомендуется использовать их в качестве шунтирующих конденсаторов, включенных непосредственно между шинами источника питания. Полистирольные конденсаторы обладают исключительно малым последовательным сопротивлением и имеют очень стабильную характеристику емкость-частота. Из всех перечисленных типов конденсаторов они наиболее близки к идеальному конденсатору. Типичные области их применения - фильтрация, шунтирование, развязка, времязадающие цепи и шумоподавление. Характеристики сухих танталовых электролитических конденсаторов аналогичны характеристикам алюминиевых электролитических конденсаторов. Однако последовательное сопротивление у них меньше, а емкость на единицу объема больше, чем у последних. Некоторые из твердотельных танталовых конденсаторов имеют достаточно малую индуктивность и могут применяться на несколько более высоких частотах, чем алюминиевые электролитические. В общем, они более стабильны во времени по отношению к изменениям температуры и при ударных нагрузках, чем алюминиевые конденсаторы. Алюминиевые электролитические конденсаторы могут иметь последовательное сопротивление до 1Ом. Величина последовательного сопротивления увеличивается с ростом частоты и уменьшением температуры. Из-за больших размеров алюминиевые электролитические конденсаторы имеют также большую индуктивность, поэтому они являются низкочастотными конденсаторами и их не рекомендуется применять на частотах выше З0кГц. Наиболее часто они используются для фильтрации, шунтирования и развязки на низких частотах. При использовании на высоких частотах их необходимо шунтировать конденсатором малой емкости с малой собственной индуктивностью.