Как расшифровать маркировку конденсатора и узнать его ёмкость?

Цветовая маркировка конденсаторов

Ещё один способ маркировки конденсаторов — нанесение цветных полос или точек. В данном случае имеет значение не только цвет, но и положение полосы или точки по отношению к другим. Так как нужно не ошибиться с началом иначе расшифровка будет не точная, а это чревато.

Расшифровка цветовой маркировки конденсаторов

По положению полоски/точки обозначают следующее:

• первые три — это ёмкость, но без указания размерности;
• четвёртая — множитель (показатель отрицательной степени);
• пятая — допуск;
• шестая и седьмая — температурный коэффициент.

Первые четыре полоски должны быть всегда. Если дальше какая-то (или всё) отсутствует, это значит, что либо параметр не нормирован, либо просто не указан. Если надо знать точно, придётся искать точные данные.

Основные параметры танталовых конденсаторов

Для определения безопасного режима работы необходимо рассчитать уровни разрешенных значений тока и напряжения. Для расчетов необходимо знать следующие параметры танталовых конденсаторов, которые отражаются в документации:

• Номинальная емкость. Эти устройства имеют высокую удельную емкость, которая может составлять тысячи микрофарад.
• Номинальное напряжение. Современные модели этих устройств в большинстве рассчитаны на напряжения до 75 В. Причем, для нормальной работы в электрической схеме, деталь нужно использовать при напряжениях, которые меньше номинального. Эксплуатация танталовых конденсаторов при напряжениях, составляющих до 50% от номинального, снижает показатель отказов до 5%.
• Импеданс (полное сопротивление). Содержит индуктивную составляющую, параллельное сопротивление, последовательное эквивалентное сопротивление (ESR).
• Максимальная рассеиваемая мощность. При приложении к танталовому устройству переменного напряжения происходит выработка тепла. Допустимое повышение температуры конденсатора за счет выделяемой мощности устанавливается экспериментально.

Виды конденсаторов

Конденсатор — это две металлические пластины, разделённые диэлектриком. Различают их по типу диэлектрика, материалу корпуса и способу производства пластин. Есть такие типы конденсаторов:

• Бумажные. Пластины в нём — металлическая фольга, а диэлектрик — специальная бумага. Запаиваются они обычно в металлический корпус, так как прочностью не отличаются. Нормально себя ведут как в низкочастотных цепях, так и в высокочастотных.

• Металлобумажные. Отличаются тем, что на бумагу нанесено металлическое напыление. Они более надёжны, при одинаковых  размерах с бумажными имеют большую ёмкость.

• Электролитические. На металлическую фольгу (тантал или алюминий) наносится оксид, который и выполняет роль диэлектрика. Второй слой диэлектрика — электролит. Он может быть сухим или жидким. Обычно электролитическими называют с жидким электролитом. Электролитические конденсаторы практически всегда поляризованы. И при их подключении, обязательно соблюдать полярность. В противном случае они просто выйдут из строя. Бывают такие подвиды:
  • Хотя конденсаторы с сухим электролитом относятся к тому же типу, их обычно называют танталовыми. Именно с танталом обычно применяют сухой электролит.

  • Алюминиевые электролитические конденсаторы. Это когда на алюминиевую фольгу нанесён триоксид алюминия. Они имеют большую ёмкость при малых размерах, но применяться могут только в низкочастотных схемах. И ещё один недостаток — большой ток утечки.

  • Танталовыми правильно называть конденсаторы из танталовой фольги, в которых диэлектрик — пентоксид тантала. Они так же компактны, как и алюминиевые, но имеют более низкий ток утечки. И ещё — они более прочные механически.

• Твердотельные или полимерные. В них диэлектрик — полимер. Это относительно новый тип конденсаторов. Они более устойчивы к температуре (как высокой, так и к низкой), имеют маленький ток утечки, низкое эквивалентное сопротивление и большой импульсный ток. Ими можно заменять электролитические аналоги, так как они более стабильны.

• Плёночные. Ещё один из новых видов конденсаторов. Между металлическими пластинами проложена плёнка пластика. Это может быть поликарбонат, полиэстер, полипропилен и другие полимеры с диэлектрическими свойствами. Они более прочные механически, выдерживают высокие токи имея при этом очень малые токи утечки, стойки к пробою. Свойства отличные, но они имеют небольшую ёмкость. По совокупности характеристик обычно стоят в резонансных цепях (с возможным скачкообразным увеличением параметров).

• Керамические. На керамическую основу наносится металлизированное напыление. Могут быть однослойными (малой ёмкости) и многослойными. Наиболее компактные конденсаторы, стойкие к механическим воздействиям. Но свойства керамических материалов сильно зависят от температуры, напряжения и частоты. Потому свойства керамических конденсаторов разные и зависят от вида использованной керамики. Для них также введена особая маркировка. Во-первых, потому что имеют малые размеры, а во-вторых, потому что делают из различной керамики и имеют большие отличия в характеристиках.

• Высокочастотные с воздушным диэлектриком. Это специальные конденсаторы, которые радиолюбителям не встречаются.

Это все виды конденсаторов, которые можно встретить сейчас в продаже и на платах. Как видите, их немало и выглядят они совсем по-разному. Так как часть проблем с техникой связана с выходом их из строя, то неплохо было бы разбираться в их маркировке. Так уйдёт меньше времени на поиск замены.

Как измерить ёмкость конденсатора мультиметром

Чтобы произвести такую операцию, необходим прибор с режимом измерения емкости (часто помечается как С или Сх). Он должен иметь сопротивление, превышающее 2 килоом. Перед замерами надо произвести разрядку контактов устройства. Для этого подойдет отвертка с рукоятью, покрытой изоляционным материалом (например, прорезиненной). Нужно взять инструмент за рукоятку и дотронуться до контактов, после этого они замкнутся. Затем нужно подержать конденсатор обесточенным около получаса, чтобы он полностью разрядился.

Важно! При неисправности емкостной радиодетали измерительный прибор покажет бесконечное значение и начнет издавать пищащие звуки. Проверке нельзя подвергать устройства, имеющие проколы или выпуклости на корпусе – такие конденсаторы непригодны к эксплуатации

Электрическую цепь отключают от питания. После этого надо убедиться в его отсутствии, приставив щупы к поставщику при предварительно установленной программе измерения напряжения. Нужно, чтобы параметр имел нулевое значение.

Измерительный прибор ставят в режим измерения емкостного параметра. При использовании прибора с несколькими интервалами настроек выбирают тот, что подойдет с большей вероятностью (ориентируясь на данные маркировки). Если есть кнопка Rel, ее используют для освобождения щупов от емкостной нагрузки. Щупы ставят к выводам детали, строго соблюдая поляризацию. Если после ожидания экран сообщает о перегруженности, емкость слишком велика для идентификации этим прибором, либо надо выбрать другой интервал.

Измерение мультиметром

Маркировка ТКЕ

Конденсаторы с ненормируемым ТКЕ

* Современная цветовая кодировка. Цветные полоски или точки. Второй цвет может быть представлен цветом корпуса.

Конденсаторы с линейной зависимостью от температуры

* В скобках приведен реальный разброс для импортных конденсаторов в диапазоне температур -55…+85’С.

** Современная цветовая кодировка. Цветные полоски или точки. Второй цвет может быть представлен цветом корпуса.

Конденсаторы с нелинейной зависимостью от температуры

* Обозначение приведено в соответствии со стандартом EIA, в скобках — IEC.

** В зависимости от технологий, которыми обладает фирма, диапазон может быть другим.

Например, фирма PHILIPS для группы Y5P нормирует -55…+125 њС.

*** В соответствии с EIA. Некоторые фирмы, например Panasonic, пользуются другой кодировкой.

Особенности кодировки конденсаторов производства СССР

В СССР придерживались стандартов МЭК, поэтому можно пользоваться вышеприведенными данными, но были и незначительные отличия.

Кодированное обозначение номинальных емкостей состоит из двух или трех цифр и буквы. Буква кода является множителем, составляющим значение емкости (см. таблицу), и определяет положение десятичной дроби.

Допускаемое отклонение величины емкости в процентах от номинального значения указывают теми же буквами, что и допуски на сопротивление резисторов, однако, с некоторыми дополнениями (см. таблицу). Для конденсаторов емкостью менее 10 пФ допускаемое отклонение устанавливается в пикофарадах:

Конденсаторы маркируются кодом в следующем порядке:

• номинальная емкость;
• допускаемое отклонение емкости;
• ТКЕ и (или) номинальное напряжение.

Приведем примеры кодированной маркировки конденсаторов.

Сокращенная буквенно-цифровая маркировка на конденсаторе 33pKL обозначает номинальную емкость 33 пФ с допускаемым отклонением ±10% и температурной нестабильностью группы М75 (75х10-6 °C-1). Надпись m10SF обозначает 100 мкФ (0,1 миллифарады) с допуском -20…+50% и номинальным напряжением 20 В.

Номинальная емкость 150 пФ может обозначаться 150р или n15; 4700пф — 4n7; 0,15 мкФ — µ15; 2.2мкф — 2µ2.

Примечание. В скобках указано старое обозначение допуска.

Маркировка конденсаторов в зависимости от ёмкости

При приобретении элементов, соответствующих расчетным данным для той или иной цепи, пользователю нужно уметь расшифровывать обозначения на корпусах устройств, информирующие, сколько емкости они способны накопить. У различных производителей приняты разные системы маркировки радиодеталей.

Кодировка маленьких по размерам устройств

На корпусах советских радиодеталей было принято обозначать пикофарады целым числом (например, 25). Если на такой детали параметр указан числом, содержащим десятичную дробную часть, подразумеваются микрофарады. Сами буквенные обозначения (пФ, мкФ и им подобные) прописывать на корпусах было не принято.

Важно! Что касается российских изделий, нанофарады и микрофарады указываются традиционными сокращениями, в которых редуцируется буква Ф (получается «н» и «мк», соответственно). Емкость, исчисляющуюся в пикофарадах, указывают только числом, как и у советских деталей

Когда латинская приставка, указывающая кратную единицу, находится перед числом, последнее нужно считать как сотые доли. К примеру, n45 означает 0,45 нанофарад. Когда приставка находится в середине числа, на ее месте полагается быть запятой: 4u3 – 4,3 микрофарад. Применяется и трехзначная пикофарадная кодировка: когда последняя из цифр не больше 6, чтобы получить емкостное значение, к первым двум цифрам нужно приписать число нулей, соответствующее этой цифре (340 – 34 пикофарада, 342 – 3400). Цифры 7, 8 и 9 соответствуют перемножениям двузначного числа на 0,001, 0,01 и 0,1, соответственно.

Используется также обозначение номиналов изделий цветными полосами. Указание емкостного параметра регламентируется стандартом EIA.

Кодировка больших по размерам устройств

У крупногабаритных компонентов, к примеру, электролитических из алюминия, данные о параметрах, включая емкостной показатель, указываются на поверхности корпуса. Обычно емкость таких деталей выражается в микрофарадах. Буквы M или MFD символизируют именно эту единицу. Трехзначная аббревиатура может указываться и строчными буквами – mfd.

Маркировка крупных деталей

Кодовая маркировка

В соответствии со стандартами IEC на практике применяется четыре способа кодировки номинальной емкости.

1. Кодировка тремя цифрами

Первые две цифры указывают на значение емкости в пикофарадах (пФ), последняя — количество нулей. Когда конденсатор имеет емкость менее 10 пФ, то последняя цифра может быть «9». При емкостях меньше 1.0 пФ первая цифра «0». Буква R используется в качестве десятичной запятой. Например, код 010 равен 1.0 пФ, код 0R5 — 0.5 пФ.

Таблица 1

* Иногда последний ноль не указывают.

2. Кодировка четырьмя цифрами

Возможны варианты кодирования 4-значным числом. Но и в этом случае последняя цифра указывает количество нулей, а первые три — емкость в пикофарадах (pF).

Таблица 2

4. Смешанная буквенно-цифровая маркировка ёмкости, допуска, ТКЕ, рабочего напряжения

В отличие от первых трех параметров, которые маркируются в соответствии со стандартами, рабочее напряжение у разных фирм имеет различную буквенно-цифровую маркировку.

Танталово-полимерные конденсаторы

Большая часть проблем, характерных для танталовых конденсаторов, решена в танталово-полимерных аналогах. В качестве электролита в танталово-полимерных конденсаторах вместо диоксида марганца используется токопроводящий полимер. Он дает минимальный ESR, что позволяет пропускать гораздо большие токи, по сравнению с танталовыми предшественниками. Танталово-полимерные устройства успешно применяются в качестве сглаживающих конденсаторов в источниках питания и преобразователях напряжения.

Токопроводящий полимер обеспечивает низкую чувствительность к импульсам тока, стойкость к внешним факторам, отсутствие деградации структуры, более высокий срок службы. Высокая стабильность емкости в широком интервале частот и температур позволяет применять танталово-полимерные устройства в промышленной, телекоммуникационной и автомобильной электронике и других областях, для которых характерно колебание рабочих температур.

Маркировка керамических SMD конденсаторов

Керамические конденсаторы SMD ввиду их малых габаритов иногда маркируются кодом, состоящим из одного или двух символов и цифры. Первый символ, если он есть — код изготовителя (напр. K для Kemet, и т.д.), второй символ — мантисса и цифра показатель степени (множитель) емкости в pF. Например S3 — 4. 7nF (4.7 x 103 Pf) конденсатор от неизвестного изготовителя, в то время как KA2 100 pF (1.0 x 102 PF) конденсатор от фирмы Kemet.

Конденсаторы изготавливаются с различными типами диэлектриков: NP0, X7R, Z5U и Y5V …. Диэлектрик NP0(COG) обладает низкой диэлектрической проницаемостью, но хорошей температурной стабильностью (ТКЕ близок к нулю). SMD конденсаторы больших номиналов, изготовленные с применением этого диэлектрика наиболее дорогостоящие. Диэлектрик X7R имеет более высокую диэлектрическую проницаемость, но меньшую температурную стабильность. Диэлектрики Z5U и Y5V имеют очень высокую диэлектрическую проницаемость, что позволяет изготовить конденсаторы с большим значением емкости, но имеющих значительный разброс параметров. SMD конденсаторы с диэлектриками X7R и Z5U используются в цепях общего назначения.

Кратные единицы ёмкости

В большинстве случаев  в электротехнике оперируют деталями с малыми значениями емкостей. Иногда можно увидеть такие обозначения, как 10uf конденсатор. Малоопытный человек может не сразу понять, что значит аббревиатура uf. Следует усвоить, что наиболее распространенными в описании емкостных элементов являются следующие единицы: пикофарад (или пФ, он равен 10-12 Ф), нанофарад (нФ, 10-9 Ф) и микрофарад (мкФ, 10-6 Ф). Указание емкости конденсатора в uf обозначает именно микрофарады. Целесообразно приобрести таблицу перевода измерительных единиц разных масштабов друг в друга.

Кратные единицы на практике применяются не настолько часто. У некоторых ионисторных деталей с бинарным электрическим слоем емкостной показатель может измеряться килофарадами (кФ, 1000 Ф). Значение у стандартных конденсаторных элементов обычно не превышает сотни фарад.

Ионистор номиналом в 1 фарад

Прочие способы измерения

Максимальной точности данных можно достигнуть при применении индикатора иммитанса. Проблема в том, что такие устройства требуют больших бюджетных вложений, зачастую имея цену более 100 тысяч рублей.

Еще один способ – собрать цепь из резистора и конденсатора. Предварительно у первого замеряют сопротивление, а также измеряют напряжение источника питания. Собрав цепь, емкостной элемент закорачивают, подключают цепь к питанию, замеряют напряжение и умножают на 0,95. После раскорачивания замеряют время, за которое напряжение упадет от 100 до 95%. Эту цифру надо поделить на утроенное резисторное сопротивление. Это и будет емкостной показатель в фарадах.

Единицу фарад используют для описания емкостных показателей, как конденсаторных устройств, так и проводников. Для правильного подбора деталей необходимо уметь расшифровывать маркировку на корпусе.

Другие способы маркировки ёмкости конденсаторов

В случае четырёхзначной маркировки на конденсаторе она расшифровывается также как описано выше. Только ёмкость закодирована тремя цифрами и только последняя — минусовая степень 10.

Ещё десятичные указатели заменяют мультипликаторами. Это условное обозначение единиц измерения.

• p — пикофарад;
• n — нанофарад;
• μ — микрофарад;
• m — миллифарад.

Причём играет роль и место буквы по отношению к цифрам. Она ставится вместо запятой. При расшифровке маркировки конденсаторов такого типа мысленно ставим запятую на место буквы. Рассмотрим несколько примеров чтобы было понятнее о чём идёт речь.

В цифробуквенных кодировках ставят буквы на место запятой

• p50 — это 0,5 пФ;
• 1p5 — это 1,5 пФ;
• 15p — это 15 пФ;
• 150p — расшифровывается как 150 пФ.

С другими буквами маркировка конденсаторов такого типа расшифровывается аналогично. В маркировке конденсаторов российского производства используются аналогичные буквы российского алфавита. Для пикофарад — п, для микрофарад — мк, для милифарад — м, нанофарды — н.

Номинальное напряжение указывает при каком максимальном значении конденсатор может работать длительное время без изменения свойств. Оно кодируется маленькими латинскими буквами. Стоять может в любом месте. Перед числовым значением, после него, в первой или второй строчке.

Маркировка электролитических SMD конденсаторов

Приведенные ниже принципы кодовой маркировки применяются такими известными фирмами как PANASONIC, HITACHI и др. Различают три основных способа кодирования.

A. Код содержит два или три знака (буквы или цифры), обозначающие рабочее напряжение и номинальную емкость. Причем буквы обозначают напряжение и емкость, а цифра указывает множитель. В случае двухзначного обозначения не указывается код рабочего напряжения.

В. Код содержит четыре знака (буквы и цифры), обозначающие номинальную емкость и рабочее напряжение. Буква, стоящая вначале, обозначает рабочее напряжение, последующие знаки — емкость в пикофарадах (пф), а последняя цифра — количество нулей.

Возможны 2 варианта кодировки емкости:

1. первые две цифры указывают номинал в пФ, третья — количество нулей;
2. емкость указывают в микрофарадах, знак р выполняет функцию десятичной запятой.

Ниже приведены примеры маркировки конденсаторов емкостью 4.7 мкФ и рабочим напряжением 10 В.

С. Если величина корпуса позволяет, то код располагается в две строки: на верхней строке указывается номинал емкости, на второй строке — рабочее напряжение. Емкость может указываться непосредственно в микрофарадах (мкФ) или 8 пикофарадах (пф) с указанием количества нулей (см. способ В). Например, первая строка — 15, вторая строка — 35V означает, что конденсатор имеет емкость 15 мкФ и рабочее напряжение 35 В.

Единица измерения емкости

Измерять емкостные показатели принято в фарадах. В России в вычислениях принято сокращать название единицы до заглавной буквы Ф, в международных документах она именуется латинской литерой – F. Названа  она по имени английского физика Майкла Фарадея. За значение 1 Ф принимается такая емкость, при которой при транспортировке однокулонного заряда от одной обкладки  к другой (или из одной точки в другую) напряжение между ними изменится на величину одного вольта.

Единица измерения электроёмкости в других системах

В систему СИ использование фарада для описания емкости внедрено в 1960 году. В гауссовой системе для этого используется статфарад. Сокращать такую единицу на письме принято как статФ. 1 статФ приблизительно равен 1,11 пикофарада и описывает емкость сферы, имеющей радиус 1 сантиметр и помещенной в вакуумную среду. Перевести значения той или иной величины во внесистемных единицах в принятые в СИ можно с помощью специальных калькуляторов.