Конденсаторы с неполярными пленками

Пленочные конденсаторы

Для их изготовления применяют высокомолекулярные соединения, которые позволяют изготовлять тонкие пленки в рулонной форме. Из таких пленок делают конденсаторы намотанного типа, подобные бумажным по конструкции, но с улучшенными электрическими свойствами или повышенной нагревостойкостью.

Различают конденсаторы:

- С неполярными пленками;

- С полярными пленками;

- Комбинированные конденсаторы;

- Лакопленочные конденсаторы.

Неполярные пленки отличаются небольшой : от до и малым , удельное сопротивление их высоко: порядка Ом×м. Они являются высокочастотными материалами и резко отличаются от бумаги. По механическим свойствам они уступают бумаге, по величине удлинения подобны бумаге; в отличие от бумаги эластичны и имеют удлинение ~50-100%, что создает неудобство при намотке конденсаторных секций. По нагревостойкости некоторые пленки уступают бумаге (полистирол), а другие не отличаются от нее или даже превосходят бумагу (фторированные соединения). Все неполярные пленки имеют отрицательный , слабо зависит от температуры и только вблизи от температуры размягчения можно заметить возрастания ; и не зависят от частоты в широком диапазоне ее изменения.

Полистирольные конденсаторы. Полистирольная пленка явилась первой из неполярных пленок, применяемых в конденсаторостроении. Характеристики полистирола: ; ; Ом×м; ; .

Обычная норма на величину не выше такая же, как у слюдяных конденсаторов; намотка с выступающей фольгой дает возможность в этом случае заметно снизить конденсатора, так как потери в диэлектрике в области повышенных частот меньше потерь в обкладках. Зависимость емкости от температуры для запеченных полистирольных конденсаторов близка к линейной. Также им свойственна низкая рабочая температура . Стабильность емкости во времени для правильно запеченных и герметизированных полистирольных конденсаторов велика с.

Кратковременная электрическая прочность () полистирольной пленки высока, но в ней имеются слабые места, которые заставляют принимать большой коэффициент запаса электрической прочности порядка 10 – 20 раз. Способность металлизированного полистирола хуже, чем у бумаги; если для однослойного металлобумажного конденсатора, увеличивая напряжение, можно получить полную потерю емкости (обрыв), то для полистирольного металлизированного конденсатора уже после потери емкости порядка 1 – 1,5 % обычно происходит короткое замыкание обкладок, то есть пробой.

При переменном напряжении для запеченных полистирольных конденсаторов нужно учитывать остаточное содержание воздуха, который не полностью удаляется при запечке и может вызвать ионизацию. Напряжение начала ионизации полистирольного конденсатора можно повысить, применяя его пропитку маслом, что позволяет повысить и допускаемое напряжение на одну секцию. При этом надо применять незапеченные секции, чтобы облегчить проникновения масла внутрь секции при пропитке. Но при пропитке маслом ухудшается стабильность емкости и увеличивается коэффициент абсорбции. Герметизированные полистирольные конденсаторы с повышенной стабильностью емкости; высокой постоянной времени ; применяются в электроизмерительной технике и счетно-решающих устройствах (маркировка К70), радиоприемной и телевизионной аппаратуре.

Фторопластовые конденсаторы. Характеристики фторопласта-4: ; ; Ом×м; ;.

Пленка из политетрафторэтилена (фторопласта-4), близкая к полистирольной по своим электрическим свойствам, отличается резко повышенной нагревостойкостью и более пластична. Фторопластовая пленка имеет большое число сквозных отверстий, особенно при малых толщинах, поэтому пленку толщиной в 5 – 6 микрон применяют не меньше, чем в три слоя. больше, чем у полистирола. Металлизация снижает удельный объем конденсаторов примерно в три раза.

Фторопластовая пленка хотя и не гигроскопична, но мягка и эластична, поэтому конденсаторы низкого напряжения делают в алюминиевых корпусах. В высоковольтных фторопластовых конденсаторах воздух в зазорах между слоями пленки заменяется азотом под давлением 4-5 атм. для повышения напряжения начала ионизации. Постоянная времени конденсаторов из ПТФЭ пленки высока: с при температуре ; с при температуре при фольговых электродах и до - при металлизированных.

Коэффициент абсорбции и угол потерь – лучше, чем у полистирольных.

Стабильность емкости во времени – несколько хуже, чем у полистирольных, обычно до 0,2 – 0,5 %. Имеет высокую стоимость, что ограничивает возможность широкого применения.

Полиэтиленовые и полипропиленовые конденсаторы.

По электрическим характеристикам полиэтилен несколько уступает полистиролу. Полиэтиленовая пленка нашла применение в импульсных конденсаторах высокого напряжения, как в чистом виде, так и в комбинации с бумагой. Толщина пленки 10 – 15 микрон. Основной недостаток пленки – повышенный ТКЕ. По величине и постоянной времени они уступают предыдущим, равно как и по величине , который для них равен 0,2–0,5%. По эластичности ПЭ пленка подобна фторопластовой, но имеет меньше слабых мест. Значения для полиэтиленовых конденсаторов будут больше, чем для рассмотренных выше неполярных пленок. Верхний предел . При облучении его можно поднять на . Стабильность емкости хуже, чем у полистирольных или фторопластовых конденсаторов. Полипропиленовая пленка аналогичная полиэтиленовой. Применяется в низковольтных конденсаторах для электронной техники с до . Толщина пленки 10-20 мкм. Дешевизна полиэтилена должна обеспечить его применение в тех случаях, когда нужен конденсатор с неполярным диэлектриком для менее ответственной работы.