P h y s I k u n d t e c h n I k d e r g e g e n w a r t abteilung fernmeldetechnik
Silber). Das unmittelbare Auf
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Silber). Das unmittelbare Auf brennen eines Belages als Elek trode hat große konstruktive Vor teile (z. B. W egfall von Druck schrauben oder Platten) und ga rantiert Konstanz des Elektroden abstands und somit der Kapazität. Glimmerplattenkondensatoren in p i n f n o i i p r A i m f i i h r i m v zeifft Abb A bb. 184. K o n d en sa to ren au s einem m e - emtacner A U S Iu n ru n g z e ig e n u u . ta llisierten G lim m erb lättch en m it L ack - 184. Die Kondensatoren bestehen Überzug (W erk p h oto Siem ens), jeweils aus einem einzigen m etalli sierten Glimmerblättchen, das zum Schutze gegen Feuchtigkeit, Oxy dation und mechanische Beschädigung mit einem Lacküberzug versehen ist. Die Kapazität solcher Einplattenkondensatoren beträgt 50 . . . 1 7 2 K a p . 3. F e s t k o n d e n s a to r e n m i t m ittle r e n u . k l. K a p a z it ä te n usw . A b b . 185. K o n d e n sa to r e n a u s ein e m G lim m erb lä ttch en in e in e m P r e ß sto ffg eh ä u se (W erk p h o to S iem en s). A b b . 186. K o n d en sa to r a n s m eh reren ie u e r v er silb e rten G lim m erb lä ttch en in C alit- w a n n e (W erk p h o to H esch o ). A bb. 187. A usfü h ru n g sfo rm e in e s G lim m erk o n d en sa to rs sehr großer K a p a z itä t (W erk p h o to H esch o ). 400 pF normalerweise bei einer Kapazitätstoleranz von ± 1 0 % und einer solchen von ± 1 % bei Sonderausführung. Die Prüfspannung be trägt 1500 Volt. Der Verlustfaktor ist bei einer Frequenz von 500 kHz kleiner als tg <5 = 10 • 10~4. In Abb. 185 sind Glimmerkondensatoren (Kopplungskondensatoren) m it einer K apazität unter 50 pF dargestellt. Das m it Belegungen versehene Glimmerplättchen ist in einem Preßstoff gehäuse untergebracht und ist durch eine hochwertige Vergußmasse von Feuchtigkeitseinflüssen geschützt. Bei den Glimmerwannenkonden- satoren (Abb. 186) sind mehrere aus metallisierten Glimmerplättchen bestehende Einzelkondensatoren in einer runden oder rechteckigen Calitwanne übereinandergelegt und parallel geschaltet. Eine hoch wertig isolierende Vergußmasse schützt die Glimmerkondensatoren vor äußeren Einflüssen. Die Normalausführung derartiger Konden satoren hat einen Verlustfaktor tg <5 ± 20 • 10-4 bei 1000 kHz. Bei VNEXSSE&Sf -— A b b . 188. T tollglim m erk ondensatoren (W erk p h o to Jahre). Präzisionsausführung beträgt der Verlustfaktor tg <5 4 • 10“ 4 bei 1000 kHz. Abb. 187 zeigt eine Kondensatorausführung, in der K a pazitäten bis zu 1 • 106 pF untergebracht werden können. Bei den sogenannten RoUglimmerkondensatoren wird ein langer Glimmer - streifen beiderseitig metallisiert und zusammen mit einem unmetalli- sierten, als isolierende Zwischenlage dienenden Glimmerstreifen spiral förmig zusammengerollt. Der so entstandene Rollglimmerkondensator wird zum Schutze gegen Beschädigung und Feuchtigkeitseinflüsse in eine keramische oder sonstige feuchtigkeitsdichte Hülse gesteckt, die beiderseitig gut verschlossen wird (Abb. 188). Der in Abb. 189 dar- gestelite Kopplungskondensator (50 . . . 500 pF) stellt einen Glimmer kondensator besonders stabiler Konstruktion dar. Die äußere Hülle ist metallisch. Dieser Kondensator kann z. B. auch als Schwingkreis kondensator in Kurzwellensendern Anwendung finden. Die Belast barkeit beträgt 500 VA bei einer maximalen Hochfrequenzspannung von 500 Volt effektiv. Die Leitungsquerschnitte sind relativ groß, so daß Strom wärme Verluste vermieden werden. Die kräftigen Anschluß- ge windebolzen m it Muttern ermöglichen Vermeidung von Übergangs widerständen. In Ultrakurzwellenaufbauten finden Kleinstkondensatoren als Kurzschlußglieder für die Hochfrequenzspannungen Verwendung, die aus zwei durch isolierte Schrauben unter Zwischenlage sehr dünner (0.010 . . . 0,030 mm) Trolitulfolie aufeinandergrepreßten Metallblätt chen bestehen. Da es bei den hohen Frequenzen auf besonders induk tivitätsarm en Aufbau ankommt, müssen die Zuleitungen zu den an deren Schaltelementen extrem kurz sein. Aus diesem Grunde können die Kondensatoren meist nicht als Einzelteile gebaut werden, sondern K a p . 3. F e s tk o n d e n s a to r e n m it m ittle r e n u . k l. K a p a z itä te n usw . 1 7 3 A bb. 189. G lim m erk on densator m it einer B e la stb a r k e it v o n 500 V A (W erkph oto Jahre). es müssen die erforderlichen Kapazitäten durch konstruktive Maß nahmen bei anderen sowieso vorhandenen Aufbauteilen untergebracht werden. Als Beispiel dafür zeigt Abb. 190 einen gleichzeitig als Mehr fachkondensator ausgebildeten R öh rensockel. Durch die großen Fortschritte, die hinsichtlich geringer dielek trischer Verluste bei den keramischen Materialien in den letzten Jahren erzielt wurden, haben sich Konden satoren m it keramischem Material als Dielektrikum durchgesetzt. Die keramischen Kondensatoren werden als Scheiben- oder Hütchenkonden satoren für sehr kleine Kapazitä ten und als Halmröhrchen- oder Flachkondensatoren für mittlere K apazitäten gebaut (Abb. 191 und Abb. 192). Als Dielektrikum kön nen z. B. die keramischen Massen Calit, Frequenta, Diakond, Tempa, Condensa und Kerafar verwendet werden. Die Belegungen werden ähnlich wie bei den Glimmerkon densatoren durch Aufbrennen einer Silberschicht hergestellt. Es ist aus elektrischen und mechanischen Gründen Wert darauf zu legen, daß die Stromzuführungen als breite und stabil befestigte Bänder oder Lötösen 1 7 4 K a p . 3. F e s tk o n d e n s a to r e n m it m ittle r e n u . k l. K a p a z it ä te n u sw . Elektrode /gehv dünne / isolierende ' Zwischenlage (Trolitul, Glimmer) A b b . 190. S o ck el ein er U ltr a k u r z w ellen röhre a ls M eh ria ch k o n d en sa to r a u sg e b ild e t. A b b . 191. A u siü h ru n g sfo rm en keram isch er K o n d en sa to re n sehr k lein er u n d m ittlerer K a p a z itä t (S ch eib en -, H ü tch en -, H alm röh rch en -, F la ch k o n d e n sa to r e n ) (W erk p h o to H esch o ). K a p . 3. F e s tk o n d e n s a to r e n m it m ittle r e n u . k l. K a p a z itä te n usw . 1 7 5 ausgeführt werden (Abb. 193). Ähnlich wie die Glimmerkondensatoren müssen auch die keramischen Kondensatoren durch einen Lacküber zug gegen Feuchtigkeit geschützt werden. Bei sehr großer Feuchtig keit im Anwendungsfall (Tropenausführung) werden die Konden- A bb. 192. K eram isch e R öh rch en k on d en satoren (W erkph oto Siem ens). A b b . 193. R ö h rch en -K o n d en sa to r m it besond ers stab iler u n d breiter Strom zu lührun g (W erk p h oto H esch o ). satoren meist m it einem vergossenen, keramischen, gläsernen oder metallischen Schutzröhrchen umgeben. Abb. 194 zeigt den Einfluß der Luftfeuchtigkeit auf den Oberflächenwiderstand und den Verlust faktor bei einem lackierten Rohrkondensator. Bei der Wahl des Dielektrikums sind maßgeblich die zuläßliche Größe des Verlustfaktors und des Temperaturkoeffizienten der Kapazität, das räumliche Größen verhältnis bei gleicher Kapazität und bei gleicher Hochfrequenz leistung. Beispielsweise sind für Kondensatoren mit Tempa S, Calit und Condensa F diesbezüglichen Zahlenwerte in untenstehender Tabelle angegeben. Es muß besonders darauf hingewiesen werden, daß Kondensatoren m it Condensa und Kerafar als Dielektrikum einen negativen Tempe raturkoeffizienten der Kapazität haben, während normalerweise der Temperaturkoeffizient von Kapazitäten (und auch Induktivitäten) positiv ist. Damit ist die Möglichkeit einer Kompensation gegeben. 17 6 K a p . 3. F e s tk o n d e n s a to r e n m i t m ittle r e n u . k l. K a p a z itä te n u sw . A b b . 194. O b erflä ch en w id ersta n d u n d V erlu stfa k to r e in e s la c k ie r te n R ö h rch en k o n d en sa to rs in A b h ä n g ig k e it v o n der L u ftfe u c h tig k e it (W erk p h o to H e sc h o ). D ie le k trik u m T e m p a S C a lit C o n d e n sa F D ie le k tr iz itä ts - K o n s ta n te (e) 14 6,5 65 V e r lu s tf a k to r ( tg <5) b e i 1 M H z (G a r a n tie w e r t) in 10 -4 S 4 < 8 fS 1 0 T e m p e r a tu r- K o ff iz ie n t (T -K ) d e r K a p a z it ä t fü r 1° C (zw isch en 2 0 ...8 0 ° C ) in 10-6 + 40 + 140 - 720 G rö ß e n v e rh ä ltn is fü r gleiche K a p a z itä ts w e r te 1 2 0,2 G rö ß e n v e rh ä ltn is fü r gleiche H F -L e is tu n g 1 2 2,5 Mehrere Röhrchenkondensatoren können, wie Abh. 195 zeigt, zu Kondensatorenblocks zusammengefügt werden, wodurch höhere Be- K a p . 3. F e s tk o n d e n s a to r e n m it m ittle r e n u . k l. K a p a z itä te n usw . 1 7 7 A bb. 195. Z u sa m m en setzu n g m ehrerer R öh rch enk ond en satoren zu ein em B lo ck zur E rh ö h u n g der B ela stb a rk eit (W erk p h oto H esch o ). lastbarkeit erzielt wird als mit einem einzelnen Röhrchenkondensator gleicher Kapazität. So wird für einen aus 8 Röhrchenkondensatoren zusammengesetzten Kondensatorblock m it einer Gesamtkapazität von 24000 pF bei einer maximalen Hochfrequenzspannung von 400 Volt eine zulässige Betriebsbelastung von etwa 6 kVA angegeben. Die äußeren Abmessungen 82 mm • 87 mm • 27 mm sind dabei als klein zu bezeichnen. Unter Verwendung von Glas mit einer Dielektrizitätskonstanten von 8 als Dielektrikum sind die Minoskondensatoren auf gebaut. Sie A b b .'196. K o n d en sa to re n m it P la tte n ans M inosglas a ls D ielektriku m (W erkphoto S c h o tt u n d G en.). werden normalerweise mit Kapazitäten von 100 . . . 45000 pF her gestellt. Glasplatten mit zwischengelegten Folien oder auf gespritztem Belag werden, wie es Abb. 198 zeigt, aufeinander geschichtet. Die Pakete werden in einem gut vergossenen Gehäuse luftdicht abge- S t r a i m e r , K o n d en sa to r 2 2 1 V8 K a p . 3. F e s tk o n d e n s a to r e n m it m i tt le r e n u . k l. K a p a z itä te n usw - A b b . 197. K o n d en sa to r g erin g er A b m e ssu n g e n m it M in o sg la s a ls D ie le k tr ik u m (W e r k p h o to S c h o tt u . G en.). schlossen. Die Prüfspannung beträgt normalerweise 8000 Volt. D u r c h Serienschaltung im Innern können Kondensatoren m it noch s e h r viel höheren P rü fs p a n n u n g e n hergestellt werden. Die Abmessungen der K onden satoren sind insbesondere für die kleinen W e r t e rela tiv groß. Für eine K apa zität von 100 . . ■ 550 pF wird angegeben 130 mm ■ 75 mm ■ 40 mm. Für eine K apazität von 45000 pF er geben sich die Abmessungen 130 mm • 240 mm • 85 mm. Ein derartiger Konden sator hat ein Gewicht von etw a 4,5 kg. Minosglas als Dielektri kum findet auch bei den m it kleineren Abmessungen konstruierten Festkonden satoren nach Abb. 197 Verwendung. Die Konden satoren werden ausgeführt m it K apazitätswerten von 220 . . . 2200 pF und für eine höchstzulässige Span nung von 4000 Volt. D ie Abmessungen sind 60 mm • 40 mm • 15 mm bzw. 25 mm. Der Verlustfaktor des Minosglas liegt bei tg <5 = 10 • 10- 4 , der Verlustfaktor der fertigen K on densatoren liegt dementsprechend etwas höher. Auch Papierwickelkondensatoren werden in Röhrchenform für Kapa- zitätswerte von 10 pF . . . 50000 pF gebaut (Abb. 198). Sie finden vor allem dort Anwendung, wo es auf Billigkeit ankommt und wo die di elektrischen Verluste keine allzu große Rolle spielen. Kondensatoren, die dauernd hoher Luftfeuchtigkeit (über 80%) W c J S S ausgesetzt sind, m ü ssen , ,tropenfest H esch o ). ausgeführt werden. Zu diesem Zweck '^TypTTÜOOäpT^" A b b . 198. P a p ie rw ic k e lk o n d e n sa to r in R ö h reh en - fo rm (W e r k p h o to H y d r a ). HESCHO 1150 pF + 1< 1 5 0 0 V - A b b . 199. to r e n auf K a p . 4. D re h k o n d e n s a to re n 1 7 9 wird der eigentliche Kondensator in einem nnhygroskopischen Schutzrohr vollkommen wasser- und luftdicht abgeschlossen. Abb. 199 zeigt tropenfeste Kondensatoren aus Tempa S, die in ein Schutzrohr aus glasiertem Gabt eingelötet sind. Die Streukapazität zwischen den Anschlußkappen, die parallel zur Kapazität liegt und immerhin dem Feuchtigkeitseinfluß ausgesetzt ist, ist denkbar gering. K a p it e l 4 Drehkondensatoren Der Drehkondensator ist die gebräuchlichste Form des Konden sators mit veränderbarer Kapazität. Drehkondensatoren werden mit maximalen Kapazitäten von 10 . . . 10000 pF hergestellt. Die ver schiedenen Plattenschnitte wurden bereits auf Seite 23ff. behandelt. Die Kondensatoren für die Schwingungskreise der Rundfunkempfänger haben fast durchweg logarithmischen Plattenschnitt, bei Kurzwellen drehkondensatoren m it sehr kleinen Kapazitäten und bei Spannungs teilerkondensatoren findet man Kreisplattenschnitt. Als Dielektrikum wird meist Luft verwandt. Jedoch benutzt man aus Gründen der Kapazitätserhöhung bzw. der Steigerung der Spannungsbelastbarkeit auch Hartpapier, Trolitul oder Glimmer (selten auch Öl), als Dielek trikum. Über die Anwendung von keramischem Material bei Trimmer kondensatoren siehe Seite 189. Der Drehkondensator findet sehr vielseitige Verwendung in der Rundfunkempfängertechnik (Abstimmkondensator, Rückkopplungs kondensator, Spannungsteilerkondensator usw.). Sowohl beim Em p fänger- als auch beim Senderschwingungskreiskondensator kommt es in hohem Maße auf Verlustfreiheit an. Bei Senderkondensatoren kommt meist die Forderung hoher Spannungsbelastbarkeit hinzu, die im Falle von Luftkondensatoren nur durch genügend großen Platten abstand erfüllt werden kann. Die Verluste eines Drehkondensators können verursacht sein durch folgende Einflüsse: 1. Die dielektrischen oder O hm schen Verluste des Dielektrikums. Diese sind bei Luft, sofern dieselbe nicht durch zu hohe Spannungen ionisiert bzw. durch (wenn auch nur geringfügige) Verstaubung ver unreinigt ist, praktisch Null. 2. Die dielektrischen und O hm schen Verluste der konstruktiv unvermeidlichen Isolierstücke zwischen Rotor, Gehäuse und Stator. (Der Rotor ist meist leitend mit dem Gehäuse verbunden.) Insbeson dere bei Kurzwellenkondensatoren, wo wegen der Kleinheit der Wirk- kapazität die Streukapazitäten durch diese Isolierstücke eine Rolle spielen, ist es daher unbedingt notwendig, hochwertige Isolierteile aus Keramik, Quarz oder Kunststoffen zu verwenden. Die rein O hm schen Verluste, also die sog. Ableitungsverluste aller tech 12* 1 8 0 K a p . 4. D re h k o n d e n s a to re n nischen Isolierstoffe sind vernachlässigbar klein, was man aber, ins besondere bei hohen Frequenzen, nicht von den dielektrischen Ver lusten sagen kann. 3. Die O hm schen Leitungsverluste der Zuleitungen. Hier ist vor allem auf die Zuleitungen zum Rotor zu achten. E s macht gewisse Rotorachse D ruckrichtung Zuleitung A b b . 2 0 0 — 202. S c h e m e n v e r sch ied en er A u sfü h ru n g sfo rm en der S tro m zu fü h r u n g z u m R o to r e in e s D r eh k o n d e n sa to r s. A b b . 202 Schwierigkeiten, insbesondere bei Kurzwellenkondensatoren, eine mög lichst induktivitätsarme und auch trotz des H auteffekts noch verlust lose und konstante leitende Verbindung zu dem beweglichen Rotor zu schaffen. Es gibt einige Lösungen: a) Schleifkontakt im Rotorlager. Die konstruktiven Ausführungen sind sehr mannigfaltig. Abb. 200 zeigt in schematischer Skizze ein Ausführungsbeispiel. Die Lösung ist einfach, genügt aber nicht immer den Anforderungen an Sicherheit und Verlustfreiheit, zumal die Lager leicht verschmutzen, sobald sie geölt sind. b) Besondere Schleifkontakte. Auf der Rotorachse sitzt ein Schleifring, auf dessen Seiten- oder Mantelfläche eine Federscheibe (Abb. 201) oder ein durch eine Feder auf gedrücktes Klötzchen (Abb. 202) schleift. K a p . 4. D re h k o n d e n s a to re n 181 c) Bronzespiralfederzuleitung. Diese aus der Instrumententechnik übernommene leitende Verbindung des Rotors ist die gebräuchlichste (Abb. 203). Bei Kurzwellenkondensatoren versagt diese Lösung hinsichtlich Induk- tivitäts- und Verlustfreiheit. d) Eine in der M ittellinie der Rotor achse zugeführte verdrillbare Litze bildet die Zuleitung, wie es bei dem Kondensator der Abb. 204 der Fall ist. Diese Lösung ist insbesondere bei Kurzwellenkonden satoren üblich. 3. Die O hm schen Leitungsverluste auf dem Kondensatorplattensystem. D a sie der durch die meist fast punktförmigen Zu leitungen auf den Rotor bzw. Stator ge führte Strom, ehe er als homogener Ver schiebungsfluß das Dielektrikum durch fließt, sich in u. U. langen Stromwegen über die gesamte Elektrodenoberfläche verteilen muß, können, ins besondere bei den bei sehr hohen Frequenzen kleinen Eindringtiefen, auf diese Weise Leitungsverluste entstehen. Eine Versilberung der Platten dürfte wegen der sehr geringen Dicke der Silberschicht nur bei sehr hohen Frequenzen im Ultrakurzwellengebiet eine-kleine Verbesserung bedeuten. A b b . 204. Stro m zu fü h ru n g d u rch ein e v e rd rillte L itze in der M itte der R o to ra ch se (W erk p h o to D r. p h il. M. U lrich ). A b b . 203. B ron zesp iralfeder a ls Strom zu fü hrun g (W erkph oto N ü rn b . S chraubenfabr.) 1 8 2 K a p . 4. D re h k o n d e n s a to re n Die Verlustfaktoren einigermaßen sorgfältig gebauter, technischer Luftdrehkondensatoren sind für technische Meßgeräte unmeßbar klein. Bei den Drehkondensatoren der Empfängertechnik ist im Interesse des Austauschbaues und bei Mehrfachkondensatoren auch im Interesse einwandfreien Arbeitens des Gerätes Einhaltung hoher Kurvengenauig keit erforderlich. Darunter wird die Abweichung der K apazität als 5>5>5>5> Download 104 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
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