Пути повышения надежности конденсаторов

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

УКРАИНСКАЯ  ИНЖЕНЕРНО-ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ 

Кафедра креативной педагогики и интеллектуальной собственности

 
 
 

Дидактический проект решения                                   творческой задачи на тему:

«Пути повышения надежности конденсаторов» 
 
 
 

Выполнил                                                                   студент группы ДРЭ-КС4-2

                                                                                    Курилко Б.С. 

Проверила                                                                  Григорова Е.Н. 
 

Курсовая работа защищена                                      

  «___» «__________» 2007г.

Оценка______________ 
 
 

Харьков 2007

 

Содержание

Введение …………………………………………………………………………3

Постановка цели…………………………………………………………………3

1. Содержание  занятия.………………………………………………………….4

1. Инвариантная часть……………………………………………………….4
2. Вариантная часть………………………………………………………….5
2. Формы организации обучения ……………………………………………...9

Заключение………………………………………………………………………13

Список литературы ……………………………………………………………..14 
Введение

      Существует 4 вида профессиональной деятельности рабочего.

      Каждому квалификационному уровню присущи  определенные виды профессиональной деятельности.

      Рабочий по специальности: „Слесарь-сборщик  по радиоэлектронной аппаратуре”, подготовка которого осуществляется в среднем профессионально-техническом училище (ПТУ) получает среднее специальное образование и образовательный уровень – квалифицированный рабочий.

      Срок  обучения – 3года.

      Проанализировав квалификационную характеристику слесаря-сборщика по РЭА 4-го разряда, пришли к тому, что  у учащегося необходимо сформировать умения решать творческие задачи, находить проблемы и находить пути их решения.  
 

      Цель: получить собственный образовательный продукт в виде формирования способов улучшения надёжностных характеристик конденсаторов в аппаратуре. 

 

1. СОДЕРЖАНИЕ ЗАНЯТИЯ «ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ               КОНДЕНСАТОРОВ»

      Содержание  методики обучения техническому творчеству включает в себя 2 части:

1. инвариантная, внешне задаваемая и усваемая учащимся;
2. вариантная, создаваемую в каждом учащемся в ходе обучения.

1. Инвариантная часть (рассказываем материал по теме).

      Конденсатор - это элемент электрической цепи, состоящий из проводящих электродов (обкладок), разделённых диэлектриком и предназначенный для использования его ёмкости. Ёмкость конденсатора - есть отношение заряда конденсатора к разности потенциалов, которую заряд сообщает конденсатору.

      В качестве диэлектрика в конденсаторах  используются органические и неорганические материалы, в том числе оксидные плёнки некоторых металлов. При приложении к конденсатору постоянного напряжения происходит его заряд; при этом затрачивается определённая работа, выражаемая в джоулях.

      Классификация конденсаторов:

      1. В зависимости от назначения.

      2. В зависимости от способа  монтажа.

      3. По характеру защиты от внешних воздействий.

      4. По виду диэлектрика.  

      Основные  электрические параметры  и характеристики конденсаторов.

      Номинальная ёмкость - ёмкость, значение которой обозначено на конденсаторе или указано в нормативно-технической документации и является исходным для отчёта допускаемого отклонения.

      Номинальное напряжение - значение напряжения, обозначенное на конденсаторе или указанное в НТД, при котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах.

      Амплитуда переменного напряжения не должна превышать  значения напряжения, рассчитанного исходя из допустимой реактивной мощности.

      Электрическое сопротивление конденсатора постоянному току опр. Напряжения называется сопротивлением изоляции конденсатора. Сопротивление изоляции хар-ет качество изготовления kd и зависит от типа диэлектрика. Для kd, допускающих касание своим корпусом шасси и токоведущих шин, вводится понятие сопротивление изоляции между корпусом и соединёнными вместе выводами.

      Ток проводимости, проходящий через конденсатор  при постоянном напряжении на его  обкладках в установившемся режиме, называют током утечки.

      Величина, применяемая для хар-ки kd с линейной зависимостью ёмкости от температуры и равная относительному изменению ёмкости при изменении температуры окружающей среды на один градус Цельсия (Кельвина), называется температурным коэффициентом ёмкости.

      Под полным сопротивлением конденсатора понимают сопротивление конденсатора переменному синусоидальному току определённой частоты, обусловленное наличием у реального конденсатора наряду с ёмкостью также активного сопротивления и индуктивности. Значения активного сопротивления и индуктивности зависят от характеристик используемых материалов и конструктивного исполнения конденсатора.

      Момент  вращения - минимальный момент, необходимый для непрерывного перемещения подвижной системы конденсатора.

         Цикл перестройки ёмкости - перестройка ёмкости от минимальной до максимальной и обратно.

         Износоустойчивость - это способность конденсатора сохранять свои параметры (противостоять изнашиванию) при многократных сращениях подвижной системы.

         Электрическая прочность - способность конденсаторов выдерживать определённое время (до нескольких минут) приложенное к нему напряжение выше номинального без изменения его эксплуатационных характеристик и пробоя диэлектрика.

       Эксплуатационные  факторы и их воздействие на конденсаторы.

         Эксплуатационная надёжность конденсаторов  в аппаратуре во многом определяется воздействием комплекса факторов, которые по своей природе можно разделить на следующие группы:

1. электрические нагрузки.
2. климатические нагрузки.
3. механические нагрузки.
4. радиационное воздействие.

        Под воздействием указанных факторов происходит изменение параметров конденсаторов. В зависимости от вида и длительности нагрузки, уходы параметров складываются из обратимого (временного) и необратимого изменения. Обратимые изменения это когда после снятия нагрузки параметры конденсаторов принимают значения, близкие к начальным параметрам.

      Климатические нагрузки

      Температура и влажность окружающей среды  важнейшими факторами, влияющими на надежность, долговечность и сохраняем ость конденсаторов. Длительное воздействие, повышенной температуры вызывает старение диэлектрика, в результате чего параметры конденсаторов претерпевают необратимые изменения. Тепловое воздействие на конденсатор может быть, как периодически изменяющимся. Наряду с внешней t на конденсаторы в составе аппаратуры может дополнительно воздействовать теплота, выделяемая другими сильно нагревающимися при работе аппаратуры изделиями. С ростом t окружающей среды напряжения на конденсаторы должно снижаться.

      В условиях повышенной влажности на электрические  характеристики конденсаторов влияет как плёнка воды, образующаяся на поверхности, так и внутреннего поглощения влаги диэлектриком. Длительное воздействие повышенной влажности наиболее сильно сказывается на изменении параметров негерметизированных конденсаторов. Проникновение влаги внутрь конденсатора снижает сопротивление конденсатора и электрическая прочность. Влага вызывает коррозию металлических деталей и контактной арматуры конденсаторов, облегчает развитие различных плесневых грибков.

Механические  нагрузки

      При эксплуатации и транспортировании аппаратуры конденсаторы подвергаются воздействию различного вида  механических нагрузок: вибрации, одиночным и многократным ударам, линейному ускорению, акустическим нагрузкам. Наиболее опасными являются вибрационные и ударные нагрузки.

      Воздействием механических нагрузок, превышающих допустимые нормы, может вызвать обрывы выводов и внутренних соединений, увеличения тока утечки, появление трещин в корпусах и изоляторах, снижение электрической прочности, изменение установленной ёмкости у построечных конденсаторов.

Радиационные  воздействия

        Воздействие, ионизирующих излучений может, как непосредственно вызывать изменение электрических и эксплуатационных характеристики конденсаторов, так и способствовать ускоренному старению конструкционных материалов при последующем воздействии др. факторов. Процессы, протекающие в конденсаторах в условиях воздействия, ионизирующих излучений, коренным образом отличаются от процессов старения в обычных условиях эксплуатации. В результате воздействия в конденсаторах также могут возникать явления, приводящие к обратимым или остаточным изменениям их пар-ров.

      Радиационные  нарушения структуры материалов могут приводить и к ухудшению  основных характеристик конденсаторов - срока службы, мех-кой и эл. прочности, влагостойкости.

Электрические нагрузки

      Необратимые наибольшие изменения пар-ров вызываются длительным воздействием электрической нагрузки, при которой происходят процессы старения, ухудшающие электрическую прочность.

      При постоянном напряжении основной причиной старения являются электрохимические процессы, возникающие в диэлектрике под действием постоянного поля и усиливающиеся с повышением t и влажности окружающей среды.

      При переменном напряжении и импульсных режимах основной причиной старения являются ионизационные процессы, возникающие внутри диэлектрика или у краёв обкладок, преимущественно в местах газовых включений.

      Напряжение  электрического поля в диэлектрике  конденсатора при его испытаниях выбираются с некоторым запасом, эксплуатация под электрической нагрузкой превышающей номинальное напряжение, резко снижает надёжность конденсаторов.

Указания  по выбору и эксплуатации конденсаторов

      Эксплуатационная  надёжность конденсаторов во многом определяется правильным выбором типов  конденсаторов при проектировании аппаратуры и использовании их в режимах, не превышающих допустимые.

Указания  по монтажу и креплению конденсаторов

      Крепёжные приспособления не должны повреждать корпус и защитные покрытия конденсаторов. Устройства для крепления не должны ухудшать условий отвода теплоты от конденсаторов. Не разрешается использовать лепестковые выводы конденсаторов для припайки к ним других деталей. Крепить конденсаторы при установки в аппаратуру следует без перекосов. Пайку следует производить бес кислотными флюсами; при этом не должно происходить опасного перегрева выводных узлов конденсатора.

      При монтаже неполярных конденсаторов  с оксидным диэлектриком необходимо обеспечить изоляцию их корпусов от других электрических, шасси и друг от друга.

      При плотном монтаже конденсаторов  для обеспечения изоляции корпусов допускается надеть на них изолирующие трубки. При этом они не должны нарушать покрытие конденсаторов, ухудшать электрические характеристики, вызывать перегрев конденсаторов сверх допустимой нормы. Особую осторожность следует соблюдать при установке конденсаторов в микросхемы, микросборки и на  малогабаритные печатные платы.