Задачи для самостоятельного решения. 3.1. Рассчитать удельную емкость Суд, мкФ/м3, следующих конденсаторов. Размеры корпуса Тип

Напряжение на выходе выпрямителя U, В

Частота питающего напряжения f _с, Гц

Коэффициент пульсации выпрямленного напряжения m _п

Сопротивление нагрузки R _н, кОм

Коэффициент фильтрации k _ф

Коэффициент нагрузки конденсатора по напряжению k_U

3.1. Рассчитать удельную емкость С _уд, мкФ/м³, следующих конденсаторов.

		Размеры корпуса
Тип конденсатора	Номинальная емкость	Диаметр D, мм	Высота h, мм	Длина l, мм	Ширина b, мм
а) КТ4-21	10 пФ	8,5	4,5	-	-
б) К10-23	3300 пФ	-	6,5		4,5
в) КМ-6	2,2 мкФ	-
г) К15-13	470 пФ			-	-
д) К50-31	1000 мкФ	8,5		-	-
е) К50-37	470 000 мкФ			-	-
ж) К75-14	100 мкФ	-

3.2. Рассчитайте и постройте график зависимости удельной емкости конденсатора от толщины диэлектрических прокладок С _уд = f (lg d) для конденсатора с e = 4. и расстояния между обкладками d, равным 0,0001; 0,001; 0,01; 0,1 мм.

3.3 Рассчитать реактивную мощность P _x, Вар следующих конденсаторов.

				Размеры корпуса
Тип конденсатора	Номинальная емкость	U _н, В	Частота f, МГц	Диаметр D, мм	Высота h, мм
а) К15-12	10 пФ
б) К15-13	470 пФ
в) К61-6	300 пФ
г) К75-14	100 мкФ		10^-4	140 85

Используя данные о размере корпуса рассчитать удельную реактивную мощность конденсаторов в Вар/м³.

3.4. В дисковом керамическом конденсаторе емкостью С =100 пФ, включенном на переменное напряжение U =100 В частотой f =1 МГц, рассеивается мощность Р _а=10^-3 Вт. Определить реактивную мощность, тангенс угла диэлектрических потерь и добротность конденсатора.

3.5. Пленочный конденсатор К77 из поликарбоната с диэлектрической проницаемостью ε=3 теряет за время 30 мин половину сообщенного ему заряда. Полагая, что утечка заряда происходит только через пленку диэлектрика, определить его удельное сопротивление.

3.6. Рассчитать значение tg δ для параллельной схемы замещения конденсатора на низких частотах (рис. 3.9) при следующих исходных данных:

1) частота f =100 Гц;

2) емкость С_R =680 пФ;

3) параллельное сопротивление потерь R =10¹⁰ Ом.

3.7. Рассчитать значение tgδ для последовательной схемы замещения конденсатора на высоких частотах (рис. 3.10) при следующих исходных данных:

1) частота f =10 МГц;

2) емкость С_r =680 пФ;

3) последовательное сопротивление потерь r =0,1 Ом.

3.8. Рассчитайте tg d конденсатора с С _н = 510 пФ в диапазоне частот от 50 Гц до 100 МГц. Значение R принять равным 10¹² Ом, r = 1 Ом.

3.9. При измерении параметров керамического конденсатора на частоте f=1 кГц получено: емкость С=1000 пФ; tg δ=8·10^-3. Определить эквивалентное последовательное (r) и эквивалентное параллельное (R) на этой частоте?

3.10. Рассчитать зависимость tg d от частоты f для конденсатора со следующими характеристиками: R = 10 Гом; r =5 Ом; С _н= 820 пФ.

3.11. При измерении сопротивления изоляции керамического конденсатора емкостью 100 пФ получили R _из=2·10¹¹ Ом; при измерении на частоте f =1 МГц получили tg d =7·10^-4. Рассчитать эквивалентное параллельное сопротивление R на частоте 1 МГц и сравнить его со значением сопротивления изоляции.

3.12. Рассчитайте активную мощность потерь при постоянном напряжении U ₀=100 В для конденсатора на основе пленки полиэтилентерефталата (К73, К74) емкостью С =1 мкФ. Постоянная времени этого конденсатора τ _с =10 000 МОм·мкФ. Какой ток будет протекать по выводам этого конденсатора, если его включить в сеть с напряжением 220 В и частотой 50 Гц?

3.13. Вычислить активную мощность рассеяния Р _а в конденсаторе на частоте f =1 кГц при напряжении 1 кВ, если емкость конденсатора С равна 1000 пФ. Тангенс угла диэлектрических потерь tg d диэлектрика конденсатора на частоте 50 Гц равен 10^-3.

3.14. Рассчитать отношение C_R / C_r емкости для параллельной схемы C_R к емкости для последовательной схемы замещения конденсатора C_r в зависимости от величины tgd в диапазоне значений tgd от 10^-4 до 10^-2.

3.15. Рассчитать контурную емкость С _к и осуществить термокомпенсацию частоты высокочастотного параллельного колебательного контура с помощью стандартных конденсаторов. Исходные данные для расчета:

Вариант	Индуктивность катушки L, мкГ	ТКИ катушки a _L _, _T ×10⁶ К^-1	Резонанасная частота контура f, МГц
	2,7	+50	7,6 2%
		+100	2,4 3%
		+150	2,4 4%
		+200	1,2 5%
		+250	0,76 6%

3.16. Рассчитать число N и номинальные значения дискретных частот f_i в диапазоне для ДКПЕ. По полученным данным рассчитатьзначения емкости ДКПЕ на дискретных частотах и выбрать стандартные конденсаторы для магазина емкостей при следующих исходных данных:

Вариант	Диапазон рабочих частот, МГц	Добротность контура, Q	Постоянная емкость контура C ₀, пФ	Паразитная емкость разомкнутого ключа С _{к m}, пФ	Емкость монтажа в схеме С _м, пФ
f _min	f _max
					3,5
					3,0
					2,0
					1,0
					0,5

3.17. Выведите формулу для расчета числа частот N в диапазоне при разбивке диапазона для ДКПЕ методом равных частотных интервалов. Ответ: N = (k_f –1)/2b.

3.12. Вывести формулы для расчета емкостей конденсаторов С ₁, С ₂, С ₃ в схеме с последовательным соединением конденсаторов в ДКПЕ, приведенной на рис.3.11.

3.18. Рассчитать минимальное и максимальное значение tgd ДКПЕ при следующих исходных данных:

Вариант	Диапазон рабочих частот, МГц	Добротность контура, Q	Постоянная емкость контура C ₀, пФ	Минимальная емкость ДКПЕ С _min, пФ	Средний шаг изменения емкости D С, пФ	Сопротивление разомкнутого ключа R_m Ом	Сопротивление замкнутого ключа r_m, Ом
f _min	f _max
							10¹²	0,3
							10¹¹	0,5
						1,2	10¹¹	0,7
						0,9	10¹⁰	1,0
						0,8	10⁹	1,2

3.19. Рассчитать емкость и выбрать стандартный конденсатор сглаживающего Г- образного звена активно-емкостного фильтра выпрямителя (рис. 3.7) со следующими параметрами:

3.20. Рассчитать значения емкостей С ₀ и С ₁, индуктивности L _др и выбрать стандартные конденсаторы для сглаживающего индуктивно-емкостного фильтра выпрямителя (рис. 3.8) со следующими параметрами:

3.21. В выходном фильтре источника постоянного напряжения 2 кВ применено последовательное соединение трех конденсаторов, рассчитанных на рабочее напряжение 800 В. Могут ли быть использованы в этом фильтре конденсаторы, сопротивления которых составляют 800, 1300 и 500 МОм? Ответ обоснуйте.

3.22. Можно ли включить три последовательно включенных конденсатора с емкостью С =0,1 мкФ и с сопротивлением изоляции 600, 1000 и 400 МОм в сеть переменного напряжения U =1,5 кВ частотой f =50 Гц?

3.23. Вывести формулу для радиуса кривизны ротора R _jпрямоемкостного конденсатора с воздушным диэлектриком. Рассчитать зависимость R=f (j)и построить развертку профиля пластины ротора при следующих исходных данных:

3.24. Вывести формулу для радиуса кривизны ротора R _jпрямоволнового конденсатора с органическим диэлектриком, e=3. Рассчитать зависимость R=f (j)и построить развертку профиля пластины ротора при следующих исходных данных:

3.25. Вывести формулу для радиуса кривизны ротора R _jлогарифмического конденсатора с органическим диэлектриком, e=5. Рассчитать зависимость R=f (j)и построить развертку профиля пластины ротора при следующих исходных данных: