Tabel Caracterizarea principalelor materiale utilizate la realizarea armăturilor [5,6]

Transcript

1 Codesatoare Rezsteţa de zolaţe, Rz, a codesatorulu este de fapt rezsteţa de zolaţe a delectrculu. Rezultă î mod evdet ş depedeţa costate de tmp τ z ş a curetulu de fugă de delectrc (coform relaţlor de defţe). Tesuea omală, U N, este drect proporţoală cu rgdtatea delectrcă E str ş grosmea delectrculu. Ma mult sau ma puţ de delectrc depd ş alţ parametr: domeul valorlor omale, domeul temperaturlor de utlzare ş depoztare, puterea omală, etc Armăturle codesatorulu Armăturle codesatorulu se realzează d materale coductoare cu rezstvtate cît ma mcă. Se utlzează î geeral: cupru, alumu, argt, stau, aur, argt-paladu, tatal. Armăturle pot f realzate sub formă de fol, î geeral d alumu ş ma rar d stau sau cupru, cu grosme de aproxmatv µm (codesatoare cu hârte, polstre, polester, polpropleă, polcarboat, delectrc mxt, mcă, electroltce cu Al). Armăturle se realzează de asemeea pr tehologa straturlor groase (T.S.G.) utlzâd metoda sergrafcă ş tehologa straturlor subţr (T.S.S.) utlzâd metoda evaporăr î vd. Pelculele groase au grosm de ordul µm (2...0 µm) ş se obţ pr depuerea sergrafcă a paste de argt (soluţe colodală-agco 3, B 2 O 3, PbB 4 O 7, lac de calafou) sau pastă de Ag-Pd. Se utlzează la codesatoarele ceramce. Pelculele subţr, obţute pr codesarea î vd îatat a vaporlor de alumu sau cupru au grosm de 0,-µm ş se utlzează la codesatoarele cu: hârte, polester, polpropleă, polcarboat, delectrc mxt ş cele ceramce. La codesatoarele electroltce ua d armătur este metalcă - aodul (fole de Al sau u cldru obţut pr sterzarea pulber de Ta), ar cealaltă este electroltul sold sau lchd. Tabel 3.3. Caracterzarea prcpalelor materale utlzate la realzarea armăturlor [5,6] Materal Rezstvtate Coefcet Coductvta Temperatura Coefcetul a la 25 C termc al tea termcă de topre de dlatare (0-9 Ωm) rezstvtăţ la (W/mK - ) 20 C(K - ) ( C) lară 0-6 (K - ) Argt 6 4, Aur 22,2 3, Alumu ,9 Cupru 7,2 3, ,7 26

2 Compoete ş crcute pasve Stau 20 65, 232 Tatal Materalele utlzate la realzarea armăturlor sut î geeral materale de îaltă caltate (purtate), prcpal parametr a acestora fd prezetaţ î tabelul 3.3. O parte d parametr codesatorulu sut flueţaţ de armătur. Prcpalele flueţe sut: Capactatea omală, care este drect proporţoală cu suprafaţa armătur (vez relaţle ). Perderle totale ale codesatorulu clud perderle de putere î rezsteţa electrcă a armăturlor. La multe tpur de codesatoare rezsteţa electrcă sere R s este determată prepoderet de rezsteţa armăturlor, î specal la codesatoarele bobate, ceramce multstrat, cu mcă, electroltce. Curetul omal I N, respectv curetul de vârf I v, sut lmtate de destatea maxmă admsă a curetulu a armăturlor (la multe tpur de codesatoare). Este evdetă drecta proporţoaltate a curetulu cu grosmea (secţuea) armătur, precum ş depedeţa lu (du/dt) ş de armătur. Iductaţa codesatorulu clude ductaţa armăturlor, aportul acestora fd prepoderet la codesatoarele bobate ş la cele ceramce multstrat SMD. Rezultă î mod evdet depedeţa de armătur a frecveţe de rezoaţă f r, a mpedaţe codesatorulu. La codesatoarele care utlzează u delectrc cu coefcetul de varaţe cu temperatura al permtvtăţ delectrce foarte mc (exemplu codesatoarele ceramce cu delectrc de tp NPO) u ma pot f egljaţ coefceţ de dlatare lară ale armăturlor (vaz relaţle 3.43, 3.44, 3.33, 3.38, 3.4). Materalele d care sut realzate armăturle trebue să prezte tesu termoelectrce cât ma mc faţă de materalele cu care sut coectate. Armăturle trebue să adere cât ma be la delectrc, petru a îlătura orce posbltate de aparţe a golurlor de aer (clusv gazoase) ître armătură ş delectrc. Orce cluzue gazoasă, dferet care este cauza aparţe (cluzu î delectrc, ître armătură ş delectrc; apar î procesul de fabrcaţe sau î tmpul utlzăr-fucţoăr) modfcă parametr codesatorulu ş poate coduce (ueor î tmp) la dstrugerea codesatorulu. Petru geeralzarea acestu aspect vom cosdera u codesator pla care are ître armătur stratur de delectrc dferţ, fgura

3 Codesatoare Fg.3.3. Codesator pla cu delectrc dferţ. Se cosderă că straturle de delectrc au grosmea uformă, aderă perfect ître ele ş de asemeea armăturle la delectrc, d = d. = Se utlzează otaţle: U - tesuea aplcată la borele codesatorulu; U - căderea de tesue pe stratul de delectrc ; E - testatea câmpulu electrc î delectrcul ; d - grosmea stratulu de delectrc ; - permtvtatea relatvă a stratulu de delectrc ; d - grosmea totală a delectrculu codesatorulu; D - ducţa electrcă î stratul de delectrc ; - umărul straturlor delectrce; =... Se pue problema determăr testăţ câmpulu electc Ej îtr-u strat de delectrc oarecare j, a permtvtăţ relatve efectve ef ş capactatea C a codesatorulu. Tesuea U la borele codesatorulu este, U = = Ed (3.45) U = = La lmta de trecere ître straturle de delectrc ducţa electrcă este aceeaş (coform leg ducţe; se egllează efectul de marge). D = D j ; E = j E j ; (3.46) Rezultă d 3.46, E = j E j / (3.47) Itroducâd relaţa 3.47 î 3.45, se poate scre: 28

4 Compoete ş crcute pasve sau: je U = d U = E j ( d j + j j je d d = j j je dj E j d j (3.48) ) (3.49) D relaţa 3.49 rezultă testatea câmpulu electrc E j îtr-u strat de delectrc oarecare j: E j = d j + U j =, j d (3.50) Cosderâd o testate mede E a câmpulu electrc î codesator ş o permtvtate relatvă efectvă ef a delectrculu, se poate scre: E = U / d, (3.5) ef E = E, (3.52) Dec, U = Ed ş (3.53) E = ef E (3.54) U = = Ed = ef E d = (3.55) D relaţle (3.53) ş (3.54) rezultă expresa permtvtăţ relatve efectve, d ef = = d (3.56) Itestatea câmpulu electrc E j îtr-u strat de delectrc oarecare î fucţe de testatea mede E va f: de E j = (3.57) d d j + j =, j Capactatea stratulu de delectrc este, C = 0 A / d (3.58) ude A este ara armătur. Capactatea codesatorulu C cu stratur de delectrc va f, 29

5 Codesatoare C = 0 ef A / d (3.59) C = 0A d = (3.60) = = C Dec schema echvaletă a codesatorulu cosderat este o structură sere, fgura 3.4. Fg.3.4. Schema echvaletă. Exemplu. Se cosderă u codesator pla format d două stratur de delectrc cu parametr: d = d 2 = 20 µm, = 2, 2 = 00. Să se determe permtvtatea relatvă efectvă ş testatea câmpulu electrc E, respectv E 2,î stratul, respectv 2 de delectrc faţă de testatea mede E a câmpulu electrc. ef = d d + 2 = 3,9 (3.6) d d2 + 2 d+ d2 E = E =,65E (3.62) d2 d + E 2 = 2 d+ d2 E = 0,04E (3.63) d d Cocluz: La realzarea codesatoarelor plae cu delectrc mxt u este dcată utlzarea uor materale delectrce cu permtvtăţ relatve mult dferte petru că permtvtatea efectvă este determată, prepoderet, de permtvtatea cea ma mcă. Delectrcul cu permtvtate mare este utlzat î mod efcet. Delectrcul cu permtvtatea cea ma mcă este mult ma solctat î tesue, el lmtâd tesuea omală a codesatorulu, fd posblă ş d acest puct de vedere o utlzare ecorespuzătoare a materalelor delectrce. Exemplul 2. Se cosderă u codesator ceramc moostrat cu delectrcul de grosme d = 00 µm ş permtvtatea relatvă r = 000. Ître armătură ş delectrc exstă u gol de aer de aproxmatv 0µm. Să se determe permtvtatea efectvă a codesatorulu ş testatea câmpulu electrc E a î golul de aer faţă de testatea mede E a câmpulu electrc. 30

6 Compoete ş crcute pasve Se otează cu d a grosmea golulu de aer ş a permtvtatea relatvă a aerulu ( a = ). Cosderâd codesatorul format d două stratur de delectrc, uul ceramc ş uul de aer, rezultă: ef = d + d a = 0,9 (3.64) d da + r a d+ da E a = E = 0,9E (3.65) d d + a r Dec î golul de aer testatea câmpulu electrc este mult ma mare decât testatea mede a câmpulu electrc ceea ce poate duce la dstrugerea codesatorulu, pr străpugerea lu. Se reduce de asemeea permtvtatea efectvă ş dec capactatea codesatorulu. Eroarea î exemplul cosderat este relatv mare, faţă de stuaţle practce, avâd î vedere că golurle de aer au dmesu relatv reduse (modul de calcul al câmpulu electrc îtr-o cavtate de gaz dtr-u delectrc fd ma complex). Exsteţa lor îsă, coduce la creşterea locală a câmpulu electrc ş char dacă u duc la străpugerea codesatorulu, repreztă surse mportate de zgomot, perturbâd fucţoarea crcutelor î care sut utlzate codesatoarele. La orce tp de codesator, suprafaţa armătur este ma mcă decât suprafaţa totală a feţe delectrculu cu care ve î cotact, petru a reduce flueţele efectulu de marge asupra parametrlor codesatorulu ş a evta scurtcrcutarea armăturlor. Se cosderă două codesatoare plae, uul cu suprafaţa armătur egală cu a delectrculu - fgura 3.4a ş celălalt cu suprafaţa armătur ma mcă decât a delectrculu - fgura 3.4b. a) 3

7 Codesatoare b) Fg.3.4. Efectul de marge la u codesator pla Armătura A este îcărcată cu sarca +Q care se repartzează pe îtreaga e suprafaţă, atât pe cea teră, cât ş pe cea exteră ş a extremtăţlor, cu deosebrea că pe faţa teră destatea de sarcă este cu mult ma mare decât destatea de sarcă ce se găseşte pe faţa exteră ş pe feţele extremtăţlor. Stuaţa este aaloagă ş pe armătura A 2, cu deosebrea că pe această armătură destatea de sarcă este egatvă. Dstaţa dtre armătur fd mcă, delectrcul omoge, testatea câmpulu electrc dtre feţele tere ale armătur poate f cosderată uformă; lle de câmp sut drepte echdstate, ormale la suprafaţă. La extremtăţ, lle de câmp se resfră ş se lugesc; ele fd curbe deschse care se sprjă pe cele două armătur. Vor exsta ş l de câmp care poresc de la suprafaţa exteră a armătur A ş vor ajuge pe faţa exteră A 2. Relaţa de calcul a capactăţ codesatorulu pla, C = A / d se determă î poteza că toate lle de câmp electrc poresc de pe faţa teră a armătur A ş ajug pe faţa teră a armătur A 2 (uma feţele tere ale armăturlor sut îcărcate cu sarcle electrce +Q, respectv -Q, care sut uform repartzate). Î realtate exstă ş l de câmp (puţe) produse de extremtăţ ş faţa exteră, ş corespuzător o capactate C '. Acest feome de resfrare a llor de câmp ş aparţe a capactăţ C ', costtue efectul de marge al codesatorulu. Capactatea codesatorulu este de fapt C+C '. Î practcă C ' << C, C ' egljâdu-se, eroarea fd foarte mcă. Realzâd u codesator coform fgur 3.4a, (suprafaţa armătur egală cu a delectrculu) lle de câmp de marge vor parcurge, parţal elemetul de protecţe, parţal se vor îchde pr aer. Deş testatea cîmpulu de marge este mcă, totuş î acest caz ar exsta o flueţă asupra parametrlor codesatorulu, î specal al tesu omale (rgdtatea delectrcă a aerulu este relatv mcă). De asemeea alt aspect, deloc de egljat ar f perturbarea pr câmp electrc a compoetelor electrce îvecate codesatorulu, precum ş posbltatea scurtcrcutăr armăturlor. 32

8 Compoete ş crcute pasve De aceea, petru a reduce flueţele efectulu de marge, î practcă codesatoarele se realzează coform fgur 3.4b, avâd suprafaţa armătur ma mcă decât suprafaţa delectrculu. La codesatoarele cu armătur asmetrce, efectul de marge este mult ma prouţat faţă de codesatoarele cu armătur smetrce Zoa de cotactare Zoa de cotactare repreztă reguea pr termedul cărea se realzează coectarea termalulu la armătură. Se utlzează î geeral materale bue coductoare specfce tehologlor de cotactare: alaje sau paste de lpt, zc, argt-paladu, etc. Tehologle de cotactare utlzate sut relatv dverse: lpre pr merse î bae de alaj de lpt, sudură electrcă pr pucte, sudură pr termocomprese, cu ultrasuete, turea, etc. Zoa de cotactare u trebue prvtă ca o smplă legătură mecacă a termalulu la armătură, ea fd ma smplă sau ma complcată î fucţe de tpul codesatorulu. Zoa de cotactare preztă u rol eseţal î stablrea rezsteţe echvalete sere, a tagete ughulu de perder. Cu alte cuvte ea este de o mportaţă deosebtă î stablrea eerge termce dezvoltate de codesator î fucţoarea sa. Câteva exemple de realzare a zoelor de cotactare: - pelculă metalcă (0,-0,2mm) de costor depusă pr alere termcă peste armătura la care se lpeşte termalul pr merse î baa de alaj de lpt (codesatoare ceramce moostrat); - pelculă de Z + pelculă de alaj de lpt depuse pr pulverzare + lpre termal pr arc electrc (codesatoare cu fol delectrce metalzate); - strat de Ag - Pd + strat de alaj de lpt (0,5-0,75mm), la codesatoarele ceramce multstrat; - hîrte mpregată î electrolt + fole de Al (fole catodcă) + sudură + fole de cotact + sudură + sterzare (coectarea termalulu catodc la armătură - codesatoare electroltce cu Al cu electrolt semuscat); - strat de graft + strat de Ag + lptură (coectarea termalulu catodc la armătură - codesatoare electroltce cu electrolt sold). Zoa de cotactare trebue să prezte o rezsteţă electrcă cât ma mcă ş o suprafaţă de cotactare cu armătura cât ma mare. Rezumâd, se poate cocluzoa faptul că pr rezsteţa electrcă, zoa de cotactare flueţează tageta ughulu de perder (tgδ), rezsteţa sere (R s ), vteza maxmă de creştere a tesu (du/dt) M. La majortatea tpurlor de codesatoare aportul rezsteţe electrce al zoe de cotactare la rezsteţa sere R s a codesatorulu este egljablă. Exstă ş stuaţ la care deve predomată, u exemplu fd coectarea armătur catodce la termalul codesatoarelor electroltce. O suprafaţă mcă de cotactare poate duce 33

9 Codesatoare la îcălzrea locală ş dec la lmtarea curetulu omal (codesatoare cu polester). Aportul zoe de cotactare la ductaţa codesatorulu este î geeral mcă (egljablă). Petru zoele de cotactare complexe (formate d coectarea î sere a ma multor elemete) acest aspect u ma poate f egljat Termalele Termalele sut ecesare petru coectarea codesatoarelor la structura de tercoectare a crcutulu î care sut utlzate. Pot f petru platare sau motare drectă pe suprafaţă. Se realzează d materale cât ma bue coductoare. Termalele petru platare se realzează î geeral d sârmă de cupru dublu costortă, de u aumt dametru; utlzâdu-se ş chel argtat (codesatoare electroltce cu Ta). Pot f de asemeea plate, cu şurub ş pulţă, coductoare lţate ş zolate, etc. Ataşarea lor la trosoul codesatorulu putâd f axală sau radală. Termalele petru motarea drectă pe suprafaţă (SMD, SMT) sut sub forma uor zoe metalce, realzate d: Ag-Pd, chel, alaj de lpt (au grosmea de la 0,25 mm, la mm). Termalele flueţează parametr codesatorulu pr rezsteţa lor electrcă ş ductaţă. La codesatoarele SMD ductaţa termalelor este mcă faţă de cea a armăturlor, î schmb ductaţa termalelor petru platare este drect proporţoală cu lugmea lor ş vers proporţoală cu dstaţa dtre ele (se poate aproxma la 0H/cm). La multe tpur de codesatoare cu termale petru platare, ductaţa termalelor este predomată î ductaţa codesatorulu (codesatoarele ceramce moostrat ş multstrat, codesatoare cu mcă, codesatoare bobate cu bobă scurtcrcutată la capete, codesatoare electroltce cu tatal tp pcătură) Elemetul de protecţe Elemetul de protecţe al uu codesator repreztă partea costructvă realzată î scopul ue protecţ mecao-electro-clmatce, (deumtă ş carcasă, capsulă). Acest elemet măreşte rezsteţa mecacă a codesatorulu la vbraţ ş şocur mecace, îl protejează împotrva dstruger mecace (zgâretur, îţepătur), îlătură posbltatea scurtcrcutelor la o evetuală atgere a lor, asgură protecţa împotrva acţu factorlor medulu ambat, î specal al umdtăţ, prafulu, pătruder aerulu, etc. 34

10 Compoete ş crcute pasve Se realzează d materale electrozolate sau metale. Materalele electrozolate trebue să prezte: rezstvtate cât ma mare (rezsteţă de zolaţe mare), rgdtate delectrcă mare, perder mc, permtvtate delectrcă mcă; o buă coducţe termcă, coefceţ de dlatare lară mc, să fe ehgroscopce, rezstete mecac, să fe uşor prelucrable, etc. Acoperrea de protecţe poate f realzată pr merse î compoud d răş feolce sau epoxdce, troducerea î tubur de polpropleă (preformate) ataşate pr mulare, troducerea î capsule paralelppedce realzate d compoud alchmce eflamable ş etaşarea cu răş, acoperrea cu lacur pe bază de răş feolce sau epoxdce, ceramce. Elemetul de protecţe metalc se realzează sub formă de tub, se realzează predomat d Al, ma rar d cupru ş foarte rar d oţel. Se etaşează la capete cu caucuc sau răş. Poate f prevăzut cu al trelea termal petru coectarea la poteţalul de protecţe sau referţă. Avâd î vedere că elemetul de protecţe u este străbătut de câmp electrc (decât de câmpul de marge, de testate foarte mcă) parametr electrc a codesatorulu sut relatv foarte puţ flueţaţ. Iflueţă ma putercă are asupra parametrlor termc. Trasmsa căldur de la armătur ş delectrc la suprafaţa codesatorulu este drect proporţoală cu coductbltatea termcă a materalulu d care este realzat elemetul de protecţe, ar coefcetul de covecţe este proporţoal cu supafaţa totală a elemetulu de protecţe. Dec elemetul de protecţe flueţează: costata termcă de tmp τ th, coefcetul de dspare termcă D, puterea omală P N. Avâd î vedere marea dfereţă care exstă ître coductvtatea termcă a materalelor electrozolate ş metale, codesatoarele petru puter omale mar au elemetul de protecţe metalc Caracterzarea prcpalelor tpur de codesatoare fxe D cele expuse, rezultă deja că exstă o foarte mare varetate de codesatoare, atât d puct de vedere al tpulu de delectrc utlzat, dar ş al parametrlor caracterstc, tehologlor de realzare, aplcaţ specfce, etc. Se vor prezeta pe scurt prcpalele tpur de codesatoare utlzate ş realzate î mod curet Codesatoare cu fol de delectrc (bobate) Exstă ma multe tpur de materale delectrce utlzate sub formă de fol la realzarea codesatoarelor: hârte, polester, polcarboat, polpropleă, polstre. Toate aceste tpur de codesatoare au î comu tehologa de realzare destul de asemăătoare, utlzâdu-se bobarea smultaă a follor de delectrc ş a armăturlor. 35

11 Codesatoare Î fucţe de tpul armăturlor, pot f realzate î două varate: armăturle sub formă de fol d alumu cu grosm de (8-0)µm sau armăturle depuse pe folle de delectrc pr codesarea vaporlor de alumu î vd îatat cu grosm de (0,-) µm, (fol de delectrc metalzate). De asemeea fecare tp de codesator poate f realzat î două varate, varata ductvă fgura 3.5.a (au ductaţă paraztă mare) ş varata eductvă fgura 3.5.b, la care,,boba codesator" este scurtcrcutată la capete, coectâduse astfel ître ele sprele ue armătur, la u capăt, ar la celălalt capăt, sprele celelalte armătur. Acestea preztă ductaţe parazte, relatv mc de aproxmatv (5-0) H. Petru a u se scurtcrcuta, cele două armătur ale codesatorulu sut decalate, fgura 3.5.b. Tot î această categore tră ş codesatoarele cu delectrc mxt, utlzâduse î geeral: hârte cu polester, hârte cu polpropleă, hârte cu polcarboat, polester cu polcarboat. Codesatoarele cu fole metalzată, preztă faţă de cele cu fole emetalzată, avatajul ue capactăţ specfce ma mar ş al posbltăţ de regeerare î cazul ue străpuger electrce locale, fd cosderate autoreparable. Feomeul de autoreparare se explcă astfel: la o stăpugere electrcă locală a fole de delectrc, cattatea de căldură degajată local, duce la toprea ş evaporarea pelculu de Al d vecătatea zoe de străpugere; fola de delectrc rămâe perforată, dar scurtcrcutul ţal dtre armătur este îlăturat, emaexstâd î jur pelculă de metal. a) varata ductvă 36

12 Compoete ş crcute pasve b) varata atductvă Fg.3.5.Boba codesator Ca dezavataj, preztă o rezsteţă electrcă mare a armăturlor, respectv o destăte mcă de curet admsă de armătură ş char de zoa de cotactare. Rezultâd de ac valor relatv reduse ale curetulu omal I N, ale curetulu de vârf I V, ale varaţe tesu la borele codesatorulu (du/dt) M ş o creştere a tagete ughulu de perder tgδ la frecveţe îalte Codesatoare cu hârte Hârta de codesator este u materal delectrc cu polarzare de oretare, cu permtvtate relatvă r 6,6, coefcet de varaţe cu temperatura al permtvtăţ α poztv ( 0-3 / C), perder de putere relatv mar, tg Idferet de tpul costructv, hârta este mpregată utlzâdu-se petru mpregare: ceară, ule meral, ule clorurat, parafă, trclorodfel. Materalul de mpregare flueţează parametr codesatorulu; codesatoarele cu hârte fd de fapt codesatoare cu delectrc mxt (hârte plus mpregat). Scopul prcpal al mpregăr este umplerea golurlor de aer coţute de hârte (fd u materal poros), realzâdu-se îsă ş o creştere a coducţe termce a delectrculu ş a rgdtăţ delectrce. Pe de altă parte mpregatul flueţează î mod egatv alţ parametr: permtvtatea efectvă scade la 3...5, cresc perderle î delectrc, se modfcă coefcetul de varaţe cu temperatura, tervalul maxm al temperatur de utlzare. Pot f cu termale axale sau radale, protejate cu răş epoxdce, mulate î materal plastc, î compoud alchmc eflamabl, protejate î capsule de plastc umplute cu răş, î tubur metalce etaşe cu caucuc sau răş epoxdce. 37

13 Codesatoare Codesatoarele cu hârte de uz geeral se realzează petru capactăţ omale de la F la 50F, avâd toleraţa de ±0%, ±20%,tesuea omală pâă la 000V. Au factorul de perder tgδ < 0,0, R z de la GΩ la 30 GΩ, tervalul maxm al temperatur de utlzare de la [-0, 70] la [-40, 85] C, î fucţe de tpul mpregatulu. Se realzează atât petru aplcaţ de c.c. cât ş c.a. Se face preczarea că aplcaţa de c.c., presupue că tesuea de la borele codesatorulu preztă o compoetă varablă (susodală sau mpulsur) de valoare relatv mcă faţă de compoeta cotuă a tesu peste care se suprapue. Codesatoarele cu hârte metalzată (cele româeşt au codurle HMC3300, HMC3400) sut foloste î geeral î aplcaţ de c.c. Ele u admt valor mar ale curetulu omal I N,varaţ rapde ale tesu du/dt, valor mar ale tesu varable. Această lmtare apare datortă grosm mc a armătur (0,µm), precum ş a suprafeţe mc de cotactare a termalulu cu armătura. Codesatoarele cu hârte cu fol metalce au grosmea armătur de aproxmatv (0-20) µm, ar termalul este coectat la armătură pr termedul ue fol de cotact cu o suprafaţă de 4-8 cm 2 ş grosmea de 0,2-0,3mm, rezultâd u cotact cu rezsteţa electrcă mcă. De asemeea sut utlzate î geeral î crcutele de c.a., fd realzate ş varate petru aplcaţ specfce. Codesatoarele cu hârte ş fol metalce realzate î ţară corespud famllor: Famla HC2400 cu parametr prcpal: U N = {400V, 630V,000V, 300V,}; C N = [0,470]F; tgδ < 0,0; L p < 0,2µH; T m = - 40 C; T M = 85 C. Sut utlzate î dverse crcute: cuplaj, decuplaj, fltraj la redresăr rapde, mpulsur. Famla HA, foloste petru îmbuătăţrea factorulu de putere la lămple fluorescete; Famla HPA ş HSA, destate stalaţlor de lumat cu lămp de descărcăr î gaze. Se folosesc petru creşterea tesu de amorsare la aprderea lămp ş îmbuătăţrea factorulu de putere. Famla HS, folostă la starterele de aprdere a lămplor fluorescete ş î echpametele auto. Famla HZ, utlzată petru reducerea perturbaţlor la motoare mc (bormaşă, vetlator, maşă de cusut). Exstă o mare varetate de codesatoare cu hârte realzate petru aplcaţ specfce domeulu compatbltăţ electromagetce ş al electroc de putere. Sut realzate codesatoare cu hârte petru puter actve ş reactve foarte mar (codesatoare de putere) a căror parametr pot ajuge la: C N = 4800µF, U N = 6300V, I N = 200A, I V = 00kA, P N = 50W Codesatoare cu polester 38

14 Compoete ş crcute pasve Polesterul sau poletletereftalat (PETP), umt comercal ş mylar sau lavso sau hostofa, este u delectrc termoplastc polar, avâd parametr caracterstc: permtvtatea relatvă r = 3, factorul de perder de aproxmatv 5 0-3, coefcetul de varaţe cu temperatura al permtvtăţ α = 0-3 / o C, rgdtatea delectrcă 00MV/m. Se realzează predomat î varata fole de polester metalzată, dar ş cu armătur sub formă de fol de alumu. Se realzează de asemeea ş petru motarea drectă pe suprafaţă. Codesatoarele cu polester de uz geeral se realzează petru capactăţ omale de la F la 0 µf, cu toleraţe de ±5%, ±0%, ±20%. Au tageta ughulu de perder de la 00 Hz, costata de zolaţe τ z de 0 4 s, o varaţe a capactăţ cu temperatura î tervalul de utlzare de aproxmatv ±5%, tervalul maxm de temperatură este [-40, 85(00)] C. Au puter omale de la 0,2W la 2W. Ca o caracterzare geerală se poate spue că aceste codesatoare au abater mar, perder de putere mare, sut stable cu temperatura ş frecveţa. Capactatea la 00KHz scade cu aproxuatv 3...5% faţă de cea de la 00Hz, tgδ creşte la 00KHz de aproxmatv 0 or faţă de 00Hz, avâd o varaţe elară cu temperatura. Admt o vteză de creştere a tesu la bore relatv mcă, de 3...5V/µs, rezultâd valor mc ale cureţlor omal ş recomadarea de a u f utlzate î regm de mpulsur. Se utlzează î aplcaţ de c.c., dar ş de c. a. Î regm susodal valoarea tesu este mult ma mcă decât cea î c.c. ş scade puterc odată cu creşterea frecveţe. Este recomadată utlzarea lor î domeul frecveţelor audo ş î specal la frecveţe de (50-400)Hz. Codesatoarele cu polester de uz geeral produse î Româa au codurle PMP03XX (termale axale, protejate î capsule de plastc pr mulare cu polpropleă). PMP06XX (termale radale, protejate î capsule de plastc umplută cu răşă epoxdcă), PMP09XX (termale radale, protejate î compoud de răşă epoxdcă). Parametr geeral: C N = [2,7F, 0µF], t de ± 0%, ±20%; U Ncc, 00V, 250V, 400V, 500V; U Nca, 63V, 60V, 220V; tgδ < 0,0; τ z = R z C N > 250 s; categore clmatcă: 40/85/2 (40/00/2-PMP06). Se utlzează ş petru reducerea perturbaţlor. Sera PMZ54XX este utlzată petru reducerea perturbaţlor radolectrce produse de echpametul electrc auto. Au C N de la 0,33µF la 3,3µF, t = ± 20%, tgδ < 0,0, U Ncc = 250V, T m = - 40 C, T M = 00 C. Sera HMZ640(0), fd codesatoare de trecere petru reducerea 39

15 Codesatoare pertubaţlor stalaţlor de almetare a aparatur de radocomucaţ. Au C N = µf sau 8,2µF, t = ± 0%, U Ncc = 0V, U Nca = 50V, I N = 20A, tgδ < 0,0, T m = - 40 C, T M = 70 C Codesatoare cu polcarboat Polcarboatul, deumt comercal macrofol sau dflo, preztă faţă de poletletereftalat câţva parametr ma bu: coefcetul de varaţe cu temperatura al permtvtăţ ma mc cu u ord de mărme (3 0-4 / C), tgδ ma mc (0-3 ), avâd îsă rgdtatea delectrcă ma mcă (5kV/mm). De asemeea vteza maxmă de creştere a tesu la borele codesatorulu cu polcarboat este mult ma mare, fd de 5-35V/µs, faţă de codesatoarele cu polester, dec pot f utlzate ş î regm de mpulsur. Sut realzate atât î varata fole de polcarboat metalzată, cât ş cu armăturle sub formă de fole de alumu. Parametr geeral: C N de la 0,82F la 6,8µF; t de ±5%, ±0%, ±20%, tesuea omală î c.c. pâă la 600V, ar î c.a.pâă la 250V la 50Hz, tgδ = la 00Hz. Faţă de codestoarele cu polester, codesatoarele cu polcarboat au capactatea ma stablă cu frecveţa ş temperatura (capactatea la 00KHz scade cu cel mult % faţă de cea de la 00Hz). Factorul de perder creşte cu frecveţa (fd la 00KHz ma mare de 0 or faţă de cel de la 00Hz), fd relatv stabl cu temperatura Codesatoare cu polstre Polstreul, deumt comercal stroflex, este u delectrc cu polarzare de deplasare electrocă, fd uul dtre materalele delectrce bue utlzate la realzarea codesatoarelor. Are permtvtatea relatvă de 2,5...2,6, α = -0-4 / C, tgδ = 0-4, prezetâd o buă stabltate a permtvtăţ ş perderlor cu frecveţa ş temperatura. Dezavatajul acestu tp de delectrc îl repreztă valoarea mcă a temperatur maxme de utlzare (85 C), rezultâd de ac ş mposbltatea realzăr î varata cu fole metalzată. Codesatoarele cu polstre sut sgurele codesatoare cu delectrc sub formă de fol realzate uma î varata cu armătur d fol de Al. Parametr uzual a codesatoarelor cu polstre: - capactatea omală de la 47pF la 62F; - toleraţa ±%, ±2%, ±5%, ±0%; - tesuea omală î c.c., 63V, 60V, 250V, 630V; - tesuea omală î c.a. la 50Hz: 25V, 63V, 25V, 250V; 40

16 Compoete ş crcute pasve - tageta ughulu de perder, la 00Hz; - coefcetul de varaţe cu temperatura α c, -25 ± 60ppm/ C - categora clmatcă, 0/70/2, 40/85/2. Codesatoarele cu polstre sut cu termale axale sau radale, sut eprotejate sau protejate cu răş epoxdce sau î capsulă de plastc. Cele eprotejate sut de fapt,,autoprotejate" î sesul că se obţe o protecţe tot cu ajutorul polstreulu. După bobare, are loc u tratamet termc î urma cărua polstreul exter se topeşte parţal etaşâdu-se î acest fel codesatorul. Codesatoarele cu polstre preztă o buă stabltate a capactăţ ş factorulu de perder cu frecveţa ş temperatura, avâd de asemeea o abatere (toleraţă) mcă a capactăţ. Valoarea capactăţ la 00KHz scade doar cu 0,02% faţă de valoarea capactăţ de la 00Hz, ar î tervalul maxm de temperatură de utlzare capactatea se modfcă cu aproxmatv 0,5%. Tageta ughulu de perder este mcă, putâdu-se aproxma ca fd depedetă de frecveţă pâă la 0KHz ş avâd valoarea de 7 0-5, după care are loc o creştere cu frecveţa la îceput elară, după care deve lară (predomâd perderle î rezsteţa electrcă sere a codesatorulu R s ). Această creştere este drect proporţoală cu capactatea codesatorulu, ajugâd de exemplu ca la MHz, u codesator cu C N = F să abă tgδ = 0-3, ar petru C N = 0F, tgδ = Factorul de perder este relatv stabl cu temperatura, crescâd cu aceasta, ajugâd la 85 C, la,3 0-4 faţă de 0,6 0-4 la -40 C. Pot f utlzate atât î aplcaţ de c.c. cât ş c.a., dar cu preczărle: valoarea efectvă a tesu susodale maxm admse este mult ma mcă decât cea î c.c.; raportul U Nca /U Ncc coform parametrlor geeral prezetaţ are valoarea de arpoxmatv 0,4, la 50Hz. Trebue avut î vedere că odată cu creşterea frecveţe, valoarea tesu susodale scade. Curetul omal al acestor codesatoare poate f aproxmat, î fucţe de lugmea L a codesatorulu la: L = 8mm; I N = 0,3A L = mm; I N = 0,4A L = 6mm; I N = 0,6A L = 32mm; I N = A. Utlzarea la îaltă frecveţă este lmtată î geeral de ductaţa paraztă relatv mare a acestor codesatoare (realzată î varata eductvă). Iductaţa paraztă L p a codesatoarelor cu polstre poate f aproxmată, cu o aumtă eroare acceptablă î fucţe de dstaţa dtre termale d, (puctele de lpre a codesatorulu pe cablaj mprmat) cosderâd că lugmea termalelor este de maxm 0,5cm: d = 0mm; L p = 0H; d = 20mm; L p = 20H; d = 30mm; L P = 30H; 4

17 Codesatoare d = 40mm; L p = 40H. Această aproxmare brută are î vedere că odată cu creştarea capactăţ are loc ş o creştere a dmesulor codesatorulu. Este evdet că odată cu creşterea capactăţ are loc o creştere a dmesulor, dar aceasta depde ş de tesuea omală; de asemeea î cadrul aceleeaş tpodmesu, dferâd capactăţle omale, dferă ş umărul de spre, dec ş ductaţa. Utlzarea î frecveţă a codesatorulu cu polstre este lmtată de ductaţa paraztă (deş u trebue egljate c perderle datorate rezsteţe electrce R s ). De exemplu u codesator cu polstre cu C = 47pF, presupuâd că are L p = 0H, rezultă frecveţa propre de rezoaţă f r = = 232MHz. 2π LC p Se poate aproxma î mare că aceste codesatoare pot f utlzate pâă la frecveţe de de aproxmatv sute de MHz (230MHz), î fucţe de capactate, dar ş de frma producătoare, exstâd dfereţe de la o frmă la alta, î fucţe de caltatea ş tpul materalelor utlzate, (purtatea materalelor), tehologa de realzare, respectarea tehologe de utllzare, precza utlajelor tehologce ş a aparatelor de măsură, precum ş caltatea persoalulu uma. Î regm de mpuls codesatoarele cu polstre au o comportare relatv buă, admţâd o vteză maxmă de creştere a tesu la bore de V/µs. Vteza maxmă a tesu este lmtată de destatea maxmă de curet admsă de armătur, de ductaţa paraztă ş char de rezsteţa de cotact a termalulu la armătură (această cotactare se face pr sudură electcă pr pucte, rezultâd u cotact de suprafaţă mcă). Se realzează (de foarte puţe frme) ş codesatoare cu polstre atductv, la care armăturle sut d fol de costor, ar boba codesator este scurtcrcutată la capete cu alaj de lpt pr pulverzare. Se obţ astfel ductaţe parazte ma mc, tpce petru aceste codesatoare de 4-8 H ş evdet pot f utlzate la frecveţe ma îalte decât cele ateroare. Î Româa se fabrcă codesatoare cu polstre de uz geeral cu codurle PS06XX (eprotejate) ş PS00XX (protejate), cu parametr geeral: - capactatea omală de la 47pF la 00F; - toleraţa, ±2,5%, ±5%, ±0%, ±20%; - tesuea omală î c.c.:25v, 63V, 60V, 250V, 630V, 000V; - tesuea omală î c.a. la 50 Hz: 0V, 25V, 63V, 25V, 250V; - coefcet de temperatură, - 40 ± 80 ppm/ C; - tageta ughulu de perder, tgδ < 0,%; - rezsteţa de zolaţe, R z > 00GΩ. Codesatoarele cu polstre se folosesc îtr-o mare varetate de crcute electroce de putere mcă î care precza ş stabltatea capactăţ, perderle mc de putere sut crter eseţale. Astfel pot f utlzate î osclatoare de precze, fltre, amplfcatoare de FI, osclatoare ş crcute de RF î RR ş TV, osclatoare de l, etaje de deflexe, crcute de mpulsur, echpamete de cureţ purtător, etc. 42

18 Compoete ş crcute pasve Codesatoare cu polpropleă Polproplea este u materal termoplastc cu polarzare de deplasare electrocă, avâd parametr relatv asemăător cu ce a polstreulu (vez tabelul 3.2). Prcpalul avataj al polproplee faţă de polstre, îl repreztă valoarea mult ma mare a temperatur maxme de utlzare (70 C). Se realzează atât î varată cu fol de polpropleă metalzată, precum ş cu armăturle d fol de alumu. Parametr uzual a codesatoarelor cu polpropleă sut relatv asemăător cu ce a codesatoarelor cu polstre: - capactatea omală de la 39 pf la µf; - toleraţa, ±2%, ±5%, ±0%; - tesuea omală î c.c., 63V, 60V, 250V, 630V, 000V, 500V, 2000V; - tesuea omală î c.a., 25V, 63V, 80V, 200V, 400V, 600V, 700V; - tageta ughulu de perder la 00Hz, tgδ = 0-4 ; - coefcetul de varaţe cu temperatura α TC = ± 00 ppm/ C; - categora clmatcă 40/85/56 sau 40/00/2. Codesatoarele cu polpropleă preztă câteva dezavataje faţă de cele cu polstre, avâd aumţ parametr ma slab. Astfel valoarea capactăţ la 00KHz este ma mcă faţă de cea la 00Hz cu aproxmatv 0,09%. Varaţa capacăţ cu temperatura este ma mare, fd de ±4% î tervalul de utlzare (capactatea scade cu temprratura aproxmatv lar). Factorul de perder tgδ este puţ ma mare, fd de 0-4 la 00Hz, crescâd cu frecveţa ş capactatea, ajugâd la 00 KHz, la petru C N = 39F ş tgδ = 0-3 petru C N = 820F. Toleraţa este ma mare. Preztă îsă ş o sere de avataje faţă de cele cu polstre. Fd realzate ş î varata cu fole metalzată, se obţ capactăţ specfce ma mar, respectv capactăţ omale ma mar ( î mod curet µf faţă de 00F). Sut realzate de asemeea î varata atductvă, rezultâd dec ductaţe parazte mc (5-0H). Tesuea omală î c.c. ş c.a. este ma mare (2000V faţă de 000V, respectv 700V faţă de 250V). Temperatura maxmă de utlzare este ma mare (00 C). Vteza maxmă de creştere a tesu la borele codesatorulu cu polpropleă este relatv mare, (du/dt) M = V/µs, avâd dec o foarte buă comportare î regm de mpulsur, fd prtre cele ma recomadate î crcutele de mpulsur. Î Româa se realzează codesatoare cu fole de polpropleă metalzată cu ductaţă paraztă redusă petru aplcaţ de c.a., avâd codul PMMXXX. Au C N de la,5µf la 3,7µF cu t = ±0%; U ca = 250V,400V, tgδ la 50Hz ; R z 6GΩ, θ m = -25 C, θ M = 70 C. Se utlzează la lămple de semalzare auto, dar pot f utlzate ş petru îmbuătăţrea factorulu de putere la dverse stalaţ reactve de mcă putere, precum ş î alte crcute. 43

19 Codesatoare Petru o comparaţe globală ître codesatoarele cu fol de delectrc, se preztă o parte d parametr specfc acestor codesatoare î fgurle , î care sau utlzat otaţle: MKT - codesatoare cu polester; MKL - codesatoare cu hârte; MKP,MFP,MKY - codesatoare cu polpropleă; MKC - codesatoare cu polcarboat; KS - codesatoare cu polstre. Fg.3.6. Varaţa relatvă a capactăţ cu temperatura, faţă de capactatea la 20 C, [35]. Fg.3.7. Varaţa relatvă a capactăţ cu frecveţa, [26]. 44

20 Compoete ş crcute pasve Fg.3.8. Varaţa tagete ughulu de perder cu frecveţa, [26]. Fg.3.9. Varaţa tagete ughulu de perder cu temperatura, [35]. Petru compararea codesatoarelor î regm de mpuls, se preztă î tabelul 3.4 valoarea maxmă a vteze de creştere a tesu la borele codesatorulu, (du/dt) M. Tabelul 3.4 Valorle maxme ale vteze de creştere a tesu. Tpul codesatorulu (du/dt) M [V/µs] cu polpropleă cu polstre cu hârte mpregată cu polcarboat cu polester