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Silberne Glimmerkondensatoren

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Der Silberglimmerkondensator bietet ein sehr hohes Leistungsniveau mit engen Toleranzwerten und geringen Wertänderungen mit der Temperatur.

Aufgrund seiner Leistung war es der Kondensator der Wahl für viele HF-Schaltungen wie Oszillatoren und Filter, bei denen eine enge Toleranz und eine geringe Drift erforderlich waren.

Heutzutage sind andere Typen wie Keramikkondensatoren in der Lage, ein ähnliches Leistungsniveau auf kleinerem Raum oder Volumen und auch zu viel geringeren Kosten bereitzustellen. Infolgedessen ist der Silberglimmerkondensator heutzutage nicht weit verbreitet, obwohl diese Kondensatoren immer noch verfügbar sind und in einer Reihe von Anwendungen verwendet werden, bei denen die erforderliche Leistung dies erfordert. Sie treten auch bei der Reparatur älterer Funkgeräte und anderer Geräte auf.

Diese Kondensatoren sind traditionell als bleihaltige Geräte erhältlich, aber einige oberflächenmontierte Silberglimmerkondensatoren sind auch als Spezialprodukte erhältlich.

Was ist ein Silberglimmerkondensator?

Silberglimmerkondensatoren entwickelten sich aus den sehr frühen Glimmerkondensatoren, die in den frühen 1920er und 30er Jahren verwendet wurden. Diese frühen Glimmerkondensatoren wurden von der Firma Dubilier hergestellt und einige ihrer Micadon-Kondensatoren sind noch in Vintage-Funkgeräten zu sehen.

Diese Kondensatoren wurden aus Glimmer- und Kupferfolien hergestellt, die zusammengelegt und festgeklemmt waren - die Klemmen waren häufig beim Aufbau des Kondensators zu sehen.

Diese frühen Glimmerkondensatoren hatten ein schlechtes Maß an Toleranz und Stabilität, was auf den unvollständigen Betrieb des Glimmerdielektrikums zurückzuführen war, das ein natürlich vorkommendes Material war. Verweise auf Glimmerkondensatoren aus den 1920er Jahren beziehen sich immer auf diesen Typ.

Die alten Glimmerkondensatoren wurden weiterentwickelt und ihre Leistung wurde erheblich verbessert, um die neueren und heute noch erhältlichen Silberglimmerkondensatoren zu erhalten.

Silberglimmerkondensatoren verwenden, wie der Name schon sagt, ein Glimmerdielektrikum, das dann versilbert wird, um die Platten oder Elektroden des Kondensators bereitzustellen.

Glimmer ist ein glänzendes, natürlich vorkommendes Silikatmineral mit einer geschichteten oder monoklinen Struktur, das leicht in dünne Platten gespalten werden kann.

Das Material hat im Vergleich zu vielen anderen natürlich vorkommenden Schichtmineralien eine relativ hohe Dielektrizitätskonstante. Sie liegt typischerweise zwischen 5 und 7. Glimmer ist auch mechanisch und chemisch sehr stabil, was ihn zu einer guten Basis für elektronische Kondensatoren macht. Aufgrund der chemischen Stabilität ist die Langzeitleistung des Silberglimmerkondensators besonders gut.

Glimmer reagiert nicht mit Öl, Wasser, vielen Säuren, Laugen und Lösungsmitteln. Infolgedessen tritt keine Alterung in größerem Maße auf, und die Schwankungen des Wasserdampfs in der Atmosphäre verursachen keine übermäßigen Schwankungen der Gesamtkondensatorleistung.

Natürlicher Glimmer muss sorgfältig ausgewählt werden, da einige Proben Verunreinigungen enthalten, die die Leistung des Silberglimmerkondensators beeinträchtigen können. Auch die bei der Kondensatorherstellung verwendeten Glimmerplatten sind relativ dünn und liegen im Bereich von etwa 0,025 bis 0,1 mm.

Es gibt ein hohes Maß an Variation im Rohmaterial, da es natürlich vorkommt. Dies führt zu höheren Herstellungskosten aufgrund der erforderlichen Inspektions-, Sortier- und Herstellungsabweichungen.

Es gibt verschiedene Arten von Glimmer: Muskovit (ausgezeichnete elektrische Eigenschaften) und Phlogopit (Hochtemperaturbeständigkeit) sind am häufigsten. Glimmer kommt an einer begrenzten Anzahl von Orten auf der ganzen Welt vor, darunter in Indien, Zentralafrika und Südamerika.

Glimmer ist zwar teurer als andere Dielektrika, aber eine ideale Form des Dielektrikums für Kondensatoren mit sehr hoher Leistung. Eine Zusammenfassung der Eigenschaften von Glimmer ist unten angegeben:

Dielektrische Glimmerparameter
ParameterWert
Dielektrizitätskonstante6
Spannungsfestigkeit10 000 Volt pro mil

Eigenschaften des Silberglimmerkondensators

Der Grund für die fortgesetzte Verwendung von Silberglimmerkondensatoren ist die Tatsache, dass sie ein sehr hohes Leistungsniveau bieten können, das in vielen Bereichen besser ist als jeder andere Kondensatortyp. In vielen Anwendungen bieten andere modernere Technologien jedoch Leistungsniveaus, die den Anforderungen für diese spezielle Anforderung entsprechen.

Die besonderen Eigenschaften des Silberglimmerkondensators sind nachstehend zusammengefasst:

  • Hohe Genauigkeit: Silberglimmerkondensatoren können mit Toleranzwerten von +/- 1% erhalten werden. Dies ist viel besser als praktisch jede andere heute verfügbare Kondensatorform.
  • Temperaturkoeffizient: Der Temperaturkoeffizient von Silberglimmerkondensatoren ist viel besser als bei den meisten anderen Kondensatortypen. Der Temperaturkoeffizient ist positiv und liegt normalerweise im Bereich von 35 bis 75 ppm / C, wobei +50 ppm / C ein Durchschnittswert ist. Diese Eigenschaft ist nützlich, um sicherzustellen, dass Oszillatoren (und Filter) nicht übermäßig mit der Temperatur driften.
  • Wertebereich: Die Werte für Silberglimmerkondensatoren liegen normalerweise im Bereich zwischen einigen Picofarad bis zu zwei oder möglicherweise dreitausend Picofarad.
  • Geringe Kapazitätsänderung mit der Spannung: Silberglimmerkondensatoren weisen eine sehr geringe Spannungsabhängigkeit auf.
  • High Q: Silberglimmerkondensatoren haben sehr hohe Q-Werte und umgekehrt kleine Leistungsfaktoren. Diese sind beide nahezu frequenzunabhängig. Dies ist eine Eigenschaft der Kondensatoren, die zur Herstellung stabiler rauscharmer Oszillatoren und selektiver Filter nützlich ist.

Obwohl Silberglimmerkondensatoren eine hohe Toleranz und einen niedrigen Temperaturkoeffizienten aufweisen, ist bekannt, dass sie gelegentlich an Wert gewinnen. In diesem Fall kann ein Oszillator in der Frequenz springen oder ein Filter seine Eigenschaften ändern.

Silber Glimmer Kondensatorstruktur

Sehr frühe Glimmerkondensatoren in den 1920er Jahren wurden hergestellt, indem Glimmerplatten physikalisch mit Kupferelektroden dazwischen geklemmt wurden. Diese wurden der Atmosphäre ausgesetzt. Die Leistung dieser frühen Glimmerkondensatoren war nicht überraschend sehr schlecht, aber dies wurde verbessert, wenn stattdessen Silberelektroden verwendet wurden.

Gegenwärtige Silberglimmerkondensatoren verwenden Silberelektroden, die direkt auf den Glimmer plattiert werden. Es werden mehrere Schichten verwendet, um die erforderliche Kapazität zu erreichen. Auch die Fläche der Elektroden hat einen großen Einfluss auf die Kapazität.

Sobald der grundlegende Silberglimmerkondensator hergestellt wurde, ist er in einer Keramikverkapselung untergebracht, die das Eindringen von Feuchtigkeit und anderen Verunreinigungen verringert.

Silberglimmerkondensatoren sind hauptsächlich in bleihaltigen Versionen erhältlich - eine begrenzte Auswahl an Silberglimmer-Oberflächenkondensatoren, die von einer begrenzten Anzahl von Lieferanten erhältlich sind. Sie sind in der Regel ein spezialisierteres Produkt.

Diese Silberglimmerkondensatoren, die für Ventil- oder Vakuumröhrenradios verwendet wurden, waren im Allgemeinen in Wachs eingekapselt. Dies neigte dazu, relativ leicht zu schmelzen und kleine Wachsklumpen am Boden des Radios zu hinterlassen.

Silberglimmer-Kondensatoranwendungen

Silberglimmerkondensatoren bieten ein sehr hohes Maß an Genauigkeit, Stabilität und geringen Verlusten. Infolgedessen fanden Silberglimmerkondensatoren insbesondere für Hochfrequenzanwendungen viele Verwendungsmöglichkeiten:

  • Filter: Die engen Toleranzwerte des Silberglimmerkondensators ermöglichen die Berechnung und Vorhersage der genauen Leistung. Auch die geringen Verluste des Silberglimmerkondensators ermöglichen die Realisierung von Filtern mit hohem Q.
  • HF-Oszillatoren: Silberglimmerkondensatoren können die Verwendung in HF-Oszillatoren finanzieren. In diesen Anwendungen ermöglichen ihre geringen Verlustpegel die Verbesserung des Q des abgestimmten Schaltkreises. Dies ergibt eine verbesserte Stabilität und niedrigere Phasenrauschpegel. Auch ihr niedriger Temperaturkoeffizient ermöglicht es selbst freilaufenden Oszillatoren, gute Stabilitätsniveaus und eine geringe Drift zu erreichen.
  • Kopplung und Entkopplung: Die Kosten für Silberglimmerkondensatoren bedeuten im Allgemeinen, dass sie nicht zum Koppeln und Entkoppeln verwendet werden, aber hohen Spannungen standhalten können, und dies könnte bedeuten, dass sie gelegentlich in diesen Anwendungen verwendet wurden. Sie können in HF-Sendern und -Verstärkern verwendet werden, bei denen ihre Hochspannungsfähigkeit genutzt wird, da kostengünstige Keramik- oder Porzellankondensatoren nicht weit verbreitet sind.

Silber Glimmer Kondensator Zusammenfassung

Die folgende Tabelle enthält einige der wichtigsten Merkmale einiger der am häufigsten verwendeten Metallfilmkondensatoren, die beim Entwurf von Schaltkreisen oder beim Austausch alter Komponenten berücksichtigt werden können.

Silber Glimmer Kondensator Zusammenfassung
ParameterEinzelheiten
WertebereichWenige pF bis ~ 4700pF
Betriebsspannung100 V bis 1 kV
Temperaturkoeffizient30 - 75 ppm / ° C.
Vorteile
  • Enge Toleranzwerte verfügbar
  • Niedrige Temperaturkoeffizienten
  • Hohe Q.
  • Geringer Verlust
  • Sehr geringe Kapazitätsänderung mit der Spannung
Nachteile
  • Groß
  • Teuer
  • Manchmal anfällig für plötzliche Wertsprünge
  • Nicht weit verbreitet als oberflächenmontierte Kondensatoren


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