Есть ли у неполярного конденсатора «полярность»

Есть ли у неполярного конденсатора «полярность»?

Конденсатор — двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью; устройство для накопления энергии электрического поля. Конденсатор является пассивным электронным компонентом. Обычно состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок.

На сайте Jimmy’s Junkyard я нашел статью об определении у конденсаторов внешнего и внутреннего выводов обкладок.
Я решил опробовать данный метод на конденсаторах которые есть у меня. Я проверял данный метод на конденсаторах серии: К73-17, Epcos, Jancen M-Cap, Mundorf и мое мнение, что этот метод определения «полюса» конденсатора прекрасно работает.

Идея мне понравилась и я решил перевести данную статью для общественности. Думаю, такой простой тест пригодится для тех, кто строит аудиосистемы высокого разрешения.

Давно известно, что у конденсаторов есть внешняя и внутренняя обкладки и эти самые обкладки должны отличаться, ведь большинство из них производится по схожей технологии – наматыванием бумаги с нанесенным на нее проводящим слоем (серебряная, золотая или медная фольга), а у намотки имеется начало (внутренняя обкладка) и конец (соответственно внешняя). Хотя внутреннюю и внешнюю обкладки конденсатора можно подключать как к положительному, так и к отрицательному потенциалу, по некоей причине предпочтительно подключать к внешней обкладке отрицательный потенциал (или вход в случае разделительного конденсатора), а к внутренней — положительный. Интересно, почему? Да потому что внешняя обкладка будет ловить помехи из внешней среды.

Некоторые известные производители конденсаторов, такие как Audio Note, Jensen, Auricap, Hovland, VCap и др. помечают вывод внешней обкладки другим цветом либо черной полосой или точкой. Другие, такие как Mundorf не особенно заморачиваются на такие мелочи. Поэтому придётся определить это самому. Следует особо отметить Ultra-High-End конденсаторы типа Duelund, которые производятся по спецтехнологии из прессованной фольги и поэтому вообще не имеют какой-либо полярности.

Определить же «отрицательный» вывод конденсатора можно при помощи осциллографа. Нужно просто протестировать оба вывода – тот на котором больше наведенных помех (например при прикосновении к корпусу конденсатора или при поднесении высоковольтного кабеля), тот и является «отрицательным» т.е. внешней обкладкой.

Ниже приведены несколько примеров таких измерений.

Конденсатор Jensen Paper Tube (из медной фольги) имеет такое же как у Audio Note обозначение отрицательного вывода в виде черной полосы.
Такой простой тест можно устраивать любым конденсаторам, даже простым советским К73-17.
Данный тест особенно пригодится для любителей ламповой схемотехнике, особенно такая проверка актуальна для конденсаторов находящихся в непосредственной близости к источникам электрических помех, таких как силовые трансформаторы и прохождение силовых токоведущих проводов в непосредственной близости к звуковым конденсаторам.

Эквивалентная схема конденсатора

Эквивалентная схема: поскольку пластины в конденсаторе имеют некоторое сопротивление, и поскольку ни один диэлектрик не является идеальным изолятором, не существует такой вещи, как «идеальный» конденсатор. В реальной жизни конденсатор имеет как последовательное сопротивление, так и параллельное сопротивление (сопротивление утечки), взаимодействующие с его чисто емкостными характеристиками:

Рисунок 2 – Эквивалентная схема конденсатора

К счастью, относительно легко изготовить конденсаторы с очень маленьким последовательным сопротивлением и очень высоким сопротивлением утечки!

Полярность конденсатора отечественного производства

В отличие от импортных деталей, на старых советских ёмкостных двухполюсниках маркируют либо только плюс, либо плюс и минус сразу. У модели типа К50-16 полярность выводов маркируется на нижней площадке. Она нанесена рядом с выводами, или контакты проходят через центр символа.

Полюса ёмкостных элементов, требующих точного соблюдения полярности при подключении, лучше всего идентифицировать при помощи мультиметра. Полученные в результате измерений данные исключают ошибки при определении маркировки выводов.

По внешнему виду

Если маркировка стерлась или неясна, то определение полярности конденсатора иногда возможно путем анализа внешнего вида корпуса. У многих емкостей с расположением выводов на одной стороне и не подвергавшихся монтажу плюсовая ножка длиннее, чем отрицательная. Изделия марки ЭТО, ныне устаревшие, имеют вид 2 цилиндров, поставленных друг на друга: большего диаметра и небольшой высоты, и меньшего диаметра, но существенно более высокий. Контакты расположены по центру торцов цилиндров. Положительный вывод смонтирован в торце цилиндра большего диаметра.

У некоторых мощных электролитов катод выведен на корпус, который соединен пайкой с шасси электрической схемы. Соответственно, положительный вывод изолирован от корпуса и расположен на его верхней части.

Полярность широкого класса зарубежных, а теперь и отечественных электролитических конденсаторов, определяется по светлой полосе, ассоциированной с отрицательным полюсом прибора. Если же ни по маркировке, ни по внешнему виду полярность электролита определить нельзя, то и тогда задача «как узнать полярность конденсатора» решается путем применения универсального тестера — мультиметра.

Определение полярности

Есть несколько вариантов, как определить полярность конденсаторов. Самый простой – это найти на корпусе элемента специальные знаки, определяющие анод или катод. К примеру, на электролитах отечественного производства, концы (выводы) могут располагаться на разных сторонах прибора (радиально) или на одной стороне (аксиально).

Так вот на корпусе обязательно наносится знак плюс. И к какому из выводов он нанесен ближе, значит, тот конец и является частью анода. Некоторые конденсаторы чешского производства (старых образцов) пронумерованы точно также.

Есть электролитические конденсаторы и другого типа, у которых конструкция отличается от стандартной. То есть, их корпус предназначен для соединения с шасси. Такие элементы обычно используются в лампах освещения, а, точнее, в фильтрах анодного напряжения. Кстати, такое напряжение всегда положительное, поэтому и называется анодным. Поэтому у таких конденсаторов специфичная конструкция:

  • обкладка элемента – это катод с отрицательным подключением, выведенным на корпус;
  • анод – это центральный вывод, торчащий из элемента.

Внимание! Электролитические конденсаторы этой конструкции могут иметь и совершенно противоположную полярность. Поэтому рекомендуется опять-таки обращать внимание на маркировку на приборе.

Обозначение положительного контакта и отрицательного может располагаться в разных местах. И не все их могут сразу найти. К примеру, конденсатор марки К50-16 – это элемент, у которого дно изготовлено из пластмассы. Так вот плюс и минус расположены на этом дне, и концы электродов проходят прямо через эти знаки.

А вот конденсатор «ЭТО» (устаревшая модель) очень похож на диод. У него также есть обозначения плюса и минуса. Но если вы их на корпусе так и не нашли, то знайте, что конец, который выходит из утолщения корпуса и есть анод.

Как определить полярность у современных зарубежных моделей электролитических конденсаторов? Ведь в Европе совершенно другие технические условия и стандарты. Все достаточно просто. На корпусе элемента наносится цветная пунктирная линий, по цвету отличающаяся от оформления корпуса. Пунктиры – это несколько минусов, обозначающие катод. Так вот расположенный рядом с этой прерывистой линией вывод и является отрицательным.

Определение полярности в электрической цепи

Ситуация, когда на электролитическом конденсаторе нет маркировки (стерлась со временем), встречается достаточно часто. Определить его полярность можно, если собрать несложную схему, куда этот элемент и подключается. Вот эта схема:

  • батарейка в несколько вольт;
  • резистор (1 кОм);
  • микроампер.
Читайте также  Как работает насосная станция

Все это соединяется последовательно. Как проводится проверка конденсатора на полярность?

  1. В первую очередь необходимо разрядить конденсатор.
  2. Затем впаять в схему.
  3. Подать напряжение.
  4. Как только он полностью зарядится, зафиксировать показания амперметра. Зарядка конденсатора определяется его емкостью.
  5. Затем прибор выпаивается из схемы и разряжается.
  6. Снова соединяется в схему и заряжается.
  7. Новые показания амперметра необходимо сравнить с предыдущими. Если отклонения незначительные, значит, полярность подключения была соблюдена правильно. Если разница большая, то подключение было сделано неправильно.

У новичков может возникнуть вопрос, как разрядить этот элемент? Разряжать можно разными вариантами, к примеру, соединить два выхода через какое-нибудь сопротивление. Это может быть обычная лампочка или вольтметр. Первая будет постепенно угасать, у второго показания будут на глазах уменьшаться.

Кстати, часто встречается и обратный вопрос, как зарядить конденсатор? Тот, кто был студентом электротехнического учебного заведения, знает, что существовал прикол, когда электролитический конденсатор заряжался через розетку. К его выводам припаивались две проволоки, которые втыкались в отверстия розеток. Время заряда конденсаторов определялось на глаз. После чего заряженный прибор, а, точнее, его концы прикладывались к части тела ничего неподозревающего человека (чаще к руке), что вызывало удар электрическим током. Чем больше емкость элемента, тем сильнее удар. Страшная забава, которая могла кончиться непредсказуемо. Выдерживать многочисленных зарядов прибор не мог, на третий или четвертый раз он обязательно взрывался.

По внешнему виду

Определить полярность конденсатора можно по его внешнему виду. К этому методу прибегают, когда маркировочные надписи полностью или частично стерты. Многие приборы, у которых выводы располагаются на одной стороне, имеют длинную плюсовую ножку.

Изделия бренда «ЭТО» выглядят как два цилиндра, установленных друг поверх друга. Один цилиндр имеет большой диаметр, но небольшую высоту. Второй – высокий, но с относительно небольшим диаметром. Контакты находятся в центре торцов. Положительный выход располагается в торце цилиндра с большим диаметром.

Некоторые виды электролитов оснащены катодом, выведенным на корпус. Он присоединен к шасси электросхемы. Положительный выход располагается в верхней части корпуса, т.е. изолирован от него.

Большая часть импортных электролитов имеют светлые полосы, которые символизируют отрицательную полярность. Если по внешнему виду определить, где у конденсатора плюс и минус, не удается, то проблема решается мультиметром.

Из чего состоит алюминиевый электролитический конденсатор

Внутри алюминиевого электролитического конденсатора находятся пластины из алюминия. Между каждой из них размещён диэлектрик в виде специальной бумаги. Если бумага не будет пропитана электролитом, то перед нами окажется обычный бумажный конденсатор малой емкости.

Именно электролит, которым пропитывается бумага для диэлектрика, делает электролитические конденсаторы большой емкости. Под воздействием электролита, алюминиевые пластины окисляются, а на их внутренней поверхности образуется оксид алюминия, который и является прекрасным диэлектриком.

Выше было описано неточное использование электролита в конденсаторах, но, тем не менее, и такое понятие имеет место быть.

Важное замечание! При подключении электролитических конденсаторов очень важно соблюдать полярность. То есть, плюс и минус. Если перепутать полярность электролитического конденсатора, то произойдёт необратимая реакция: электролит (диэлектрик) высохнет, конденсатор быстро нагреется, и его разорвёт вследствие замыкания внутренних пластин из алюминия.

Наверное, многие из вас видели с торцевой стороны электролитических конденсаторов крестообразную насечку. Это так называемый «клапан», который предотвращает взрыв электролитического конденсатора.

Так, например, если электролитический конденсатор будет подключён к переменному напряжению, то электролит внутри него вскипит, а излишнее давление в результате этого разорвёт не весь конденсатор, а лишь специальный клапан с торцевой стороны.

Обозначение в схемах

Вообще при ремонте и перепайке современных печатных SMD-плат удобнее всего, когда под рукой все же имеется схема, глядя на которую намного проще разобраться с тем, что установлено, узнать расположение определенной детали, потому как SMD-конденсатор по виду может совершенно не отличаться от того же транзистора. Обозначения этих деталей в схемах остались такими же, как и были до прихода на рынок чипов, а потому и емкость, и другие нужные характеристики можно также без труда найти радиолюбителю, который не сталкивался с SMD-компонентами.

Этот неотъемлемый элемент практически всех эл/цепей выпускается в нескольких модификациях. Необходимость определения полярности конденсатора относится к конденсаторам электролитическим, которые являются, в силу конструктивных особенностей, чем-то средним между полупроводником и пассивным элементом схемы. Разберемся, как это можно сделать.

Замена и подбор пускового/рабочего конденсатора

Если имеется оригинальный конденсатор, то понятно, что просто-напросто необходимо поставить его на место старого и всё. Полярность не имеет значения, то есть выводы конденсатора не имеют обозначений плюс «+» и минус «-» и их можно подключить как угодно.

Категорически нельзя применять электролитические конденсаторы (узнать их можно по меньшим размерам, при той же ёмкости, и обозначению плюс и минус на корпусе). Как следствие применения — термическое разрушение. Для этих целей производители специально выпускают неполярные конденсаторы для работы в цепи переменного тока, которые имеют удобное крепление и плоские клеммы, для быстрой установки.

Если нужного номинала нет, то его можно получить параллельным соединением конденсаторов. Общая ёмкость будет равна сумме двух конденсаторов:

То есть, если соединить два конденсатора по 35 мкФ, получим общую ёмкость 70 мкФ, напряжение при котором они смогут работать будет соответствовать их номинальному напряжению.

Такая замена абсолютно равноценна одному конденсатору большей ёмкости.

Если во время замены перепутались провода, то правильное подключение можно посмотреть по схеме на корпусе или здесь: Схема подключения конденсатора к компрессору

Типы конденсаторов

Для запуска мощных двигателей компрессоров применяют маслонаполненные неполярные конденсаторы.

Корпус внутри заполнен маслом для хорошей передачи тепла на поверхность корпуса. Корпус обычно металлический, аллюминиевый.

Самые доступные конденсаторы такого типа CBB65.

Для запуска менее мощной нагрузки, например двигателей вентиляторов, используют сухие конденсаторы, корпус которых, обычно, пластмассовый.

Наиболее распространённые конденсаторы этого типа CBB60, CBB61.

Клеммы для удобства соединения сдвоенные или счетверённые.