Конденсаторы

Конденсаторы
Высоковольтные конденсаторы – крайне важные для большинства связанных с высоким
напряжением проектов детали. Без них совершенно невозможно обойтись при
построении, навскидку, катушки Тесла (ламповой или искровой), генератора Маркса,
умножителя напряжения, импульсной установки, мощного лазера и прочая, и прочая.
Поскольку конденсаторы для таких дел должны держать высокое напряжение, они
довольно редки в природе и, как следствие, труднодоставаемы. По крайней мере просить
их в магазинах вроде Чип-Дипа бесполезно, лучший вариант – искать на местном
радиорынке или по объявлениям в интернете. Впрочем, это уже дело десятое, а вначале
надо понять, какие они вообще из себя бывают и какие марки куда можно применить. Я
составил небольшой обзор типов высоковольтных конденсаторов, наиболее актуальных
для интересных высоковольтникам в целом и мне в частности задач, и притом не
настолько редких, чтобы их было невозможно достать. Все конденсаторы –
отечественного производства, все – советского изготовления (современные аналоги стоят
неприличных сумм бабла). Конечно, некоторых тут пока что не описано, например, К1511, или ИК (ИКЧ и других из этого семейства). Но как только удастся прибрать таковые к
рукам, они тут, несомненно, окажутся.
Итак.
К75-25
1. К75-25. Импульсные конденсаторы с комбинированным диэлектриком. Наиболее часто
встречающиеся напряжения – от 10 до 50 кВ, ёмкости – от 2-3 нФ до 25 нФ. Имеют
корпус, идентичный К75-15, но вдесятеро меньшую ёмкость. Зато они пригодны для
работы в частотном режиме до 500, что ли, герц, что позволяет совершенно спокойно
использовать их в качестве конденсаторов ММС искровой катушки Тесла. Именно они
стоят у меня в Blackmoon SGTC и Medium SGTC. Являются на настоящий момент
наилучшими известными конденсаторами под это дело. Приобрести проще всего в
интернете у Ежа или Ллевеллина (http://vk.com/hedgehog и http://vk.com/id33197668).
Типичный номинал – 10 кВ 10 нФ.
К75-25
К15-4
2. К15-4, «гриншиты». Зелёные цилиндрические керамические конденсаторы небольшого
размера, встречающиеся преимущественно в блоках строчной развёртки старых ламповых
телевизоров, где они вместе с кенотроном образовывали небольшой умножитель
напряжения. Характеризуются довольно большим рабочим напряжением и небольшой
ёмкостью, полной нетерпимостью ВЧ-цепей, неприличным ТКЕ (от нагрева ёмкость
может знатно уплыть) и злостной привычкой дохнуть без внешних симптомов. Должны
быть избегаемы в любых схемах с ВЧ (например, ни в коем случае не следует их ставить в
контур ламповой или искровой катушки!). Однако вполне неплохо себя показывают в
генераторах Маркса, например. Два моих – MARX 2 и MARX 3 – собраны на К15-4.
Типичный номинал – 30 кВ 470 пФ.
К15-4
К15-5
3. К15-5, «рыжее говно». Мелкие оранжевые керамические блины. Неспособны
практически ни на что из интересующего высоковольтника: моментально дохнут, чуть что
не по ним, ёмкость плавает… короче, лучше их нигде не применять, кроме, может,
фильтров ВЧ. Однако они часто имеют довольно неплохое для такого размера рабочее
напряжение до 6.3 кВ. И их можно-таки купить в магазине, а не на рынке. Но, повторюсь,
лучше в эту сторону не глядеть, потому что возни с ними будет больше, чем толкового
результата. Если их много и очень хочется применить – можно попробовать сделать
небольшой маломощный генератор Маркса.
К73-14
4. К73-14. Плёночные конденсаторы для цепей постоянного тока, рассчитанные на
довольно неплохое напряжение – до 25 кВ. Имеют весьма большую электропрочность и
приличную для своих размеров ёмкость, но из-за особенностей конструкции (скрученная в
спираль плёнка) – огромную эквивалентную индуктивность (ESL), что делает их
неприменимыми в катушках Тесла – греются и быстро умирают, а катушка работает с
ними отвратительно. Однако они являются почти что идеальным решением для
самодельных умножителей и декоративных генераторов Маркса. На них собран мой
MARX 1. Типичные номиналы – 16 кВ 2200 пФ, 25 кВ 1000 пФ, 25 кВ 2200 пФ и пр.
КВИ-3 и К15У-1
5. КВИ-3. Весьма нынче редкие дисковидные керамические конденсаторы. Долгое время
считались единственными достойными для установки в искровые катушки Тесла. К
сожалению, из-за своей высокой цены (обкладки с содержанием серебра, однако) и не
очень высокой ёмкости хорошая батарея их могла стоить диких денег. К счастью, им на
замену нашлись К75-25, и теперь КВИ-3 осмысленно устанавливать в HV-девайсы разве
что в качестве фильтрующих ВЧ. Типичные номиналы – 10 кВ 3300 пФ, 12 кВ 4700 пФ, 12
кВ 6800 пФ (последний наиболее редкие и дорогие, ок. 200 руб/шт если удаётся найти на
рынке и до 1500-2000 руб/шт заводские).
К15У-1 и К15У-2
6. К15У1 и 2. К15У-1 внешне очень похожи на КВИ-3, но опытный глаз может заметить
различия. Во-первых, К15У-1 имеют намного более гладкую фаску на краях диска. Вовторых, разнообразие их форм и номиналов намного больше, чем у КВИ, встречаются как
миниатюрные, так и блины в две ладони размером. В-третьих, некоторые выпуски КВИ-3
бывают красного цвета, а К15У – синего.
К15У-2 имеют вид не блина, а трубки с утолщёнными концами (не представленные здесь
К15У-3 имеют вид «волдыря»). В отличие от КВИ, К15У имеют нормированную
реактивную мощность (обычно единицы и десятки кВАР), что позволяет использовать их
в ламповых катушках Тесла, где КВИ частенько перегреваются. Именно К15У-1 стоит в
моей ЛКТ на ГК-71. Изначально применялись в радиоаппаратуре, в мощных передатчиках
и тому подобных конструкциях. Новые экземпляры стоят совершенно чумовые суммы,
особенно крупных номиналов. На рынке же можно встретить за копейки. Типичные
номиналы разнообразны, например – 15 кВ 470 пФ 40 кВАР, или 10 кВ 3300 пФ 10 кВАР.
Их старшие родичи, кстати, – К15-11, но навряд ли простой тесластроитель с ними
столкнётся, не зная, что они такое, ибо ещё более редки и совсем дороги.
К15У-1
ТГК1-У3
6. ТГК1-У3. «Волдырь». Имеет идентичные К15У характеристики, за исключением
красного цвета. Штука относительно редкая и громоздкая, может успешно работать в
ВТТЦ или индукционном нагревателе. Типичный номинал – 8 кВ 1000 пФ.
Микроволновочный кондёр
7. Микроволновочные масляные конденсаторы. Эти серебристые штуки стоят в
микроволновках, где работают в составе шифтера для МОТа. Все они имеют рабочее
напряжение 2000-2200 вольт и ёмкость около 0.96-1.10 мкФ. Очень хорошо пригодны
именно в своей штатной роли кондёров умножителя МОТа, особенно, например, для
ламповых катушек. Отыскиваются в старых микроволновках и на радиорынках.
К41-1А
8. К41-1а. Довольно бестолковые маслобумажные конденсаторы. Ни на что конкретное не
годны, но бывают довольно больших напряжений и ёмкостей. Их можно применить в
фильтре 50 Гц переменки, или в удвоителе напряжения, ни на что другое, если честно, они
не очень годны. Точно не стоит пытаться ставить их в теслу. Типичные номиналы зависят
от размеров, например, 4 кВ 1 мкФ.
КБГ-П
9. КБГ-П. Масляные конденсаторы (в больших даже слышно его булькание). Казалось бы,
их участь схожа с таковой у К41-1а: служить в фильтрах и в крайнем случае умножителях,
но практика показала удивительную вещь: КБГ-П живут и работают в контурах искровой
катушки Тесла! С большим КБГ-П 30 кВ 0.1 мкФ я получил шикарные результаты на
своей Blackmoon SGTC. Впрочем, надо заметить, что последствия длительной работы их в
этом назначении непредсказуемы и могут быть фатальны (вплоть до разрыва кондёра и
разлетания горящего масла вокруг). Использовать с осторожностью, на свой страх и риск.
Типичные номиналы: 10 кВ 0.1 мкФ, 5 кВ 1 мкф, 20 кВ 0.1 мкФ.
КБГ-П
К41И-7 5 кВ 100 мкф
10. К41И-7. Масляные конденсаторы для накачки мощных лазеров (и чего угодно ещё).
Имеют шикарный номинал – 5 кВ 100 мкФ, что даёт на аж 1250 джоулей энергии на
заряженный конденсатор, или массовую плотность энергии 100 Дж/кг (вес одного кондёра
– 12.5 кг). По неизвестным причинам встречаются в природе многократно чаще любых
других аналогичных кондёров (типа К75-40 или К75-28), что даёт возможности по
накоплению большого количества их и применения по назначению: для накачки лазера.
Если нет лазера – можно сделать импульсовку. Правда, у них заявлен весьма низкий
разрядный ток, типа 100-200 ампер. А ещё рекомендуется заряжать максимум до
половины, может 2/3 штатной максимальной напруги. Но нам же на указания даташитов
плевать, поэтому смело заряжаем до 5 кВ и разряжаем отвёрткой, и наплевать, что
проживёт в таком режиме кондёр считанные тысячи разрядов. Типичный номинал один –
5 кВ 100 мкФ.
К41И-7 5 кВ 100 мкф
К75-28 3 кВ 100 мкФ
11. К75-28. Относительно них верно всё то же, что и насчёт К41И-7, только они поменьше
размером и весом, имеют номинал в 3 кВ 100 мкФ (и 450 джоулей/шт соответственно),
разрядный ток до 2 кА, и встречаются пореже. На них сделана моя импульсовка-I на 1.3
кДж.
К75-40
12. К75-40. Импульсные конденсаторы. Опять же верно то же, что и для К41И-7, но эти
имеют намного лучше разрядный ток (десятки кА) и массу разных номиналов: например,
здесь представлены имеющиеся у меня 2.5 кВ 20 мкФ. Плотность энергии в несколько раз
выше чем у тех же К41-1А или КБГ-П. К сожалению, довольно редки и дороги.
К15-10
13. К15-10. Импульсные керамические конденсаторы. Не рассчитаны в отличие от
похожих на них К15У и КВИ (визуальное отличие – большие размеры и характерный
белый цвет, в отличие от серого, синего или красного у последних) на частотный режим,
только на импульсный с частотой повторений импульсов не более нескольких [десятков]
герц. Это делает их непригодными для теслы (не стоит даже пытаться), но зато они одни
из лучших для генератора Маркса. Большое рабочее напряжение (до 50 кВ), приличная
ёмкость и возможность коаксиального монтажа конструкции. Только надо помнить, что
на предельной рабочей напруге они потребуют окунания в бачок с маслом во избежание
пробоя по поверхности. Обкладки, кстати, из технического серебра, и его там довольно
много
Вакуумные конденсаторы
14. Вакуумные кондёры. Бывают переменные и постоянные. Представляют собой почти
что идеальный вариант: в них нет диэлектрических потерь, поскольку в вакууме их тупо и
не может быть, отсюда спокойная работа в почти любых режимах и частотах и высокое
рабочее напряжение. Минусы – малая ёмкость при большом размере, хрупкость (ибо
стекло) и цена. Самые лакомые – вакуумные конденсаторы переменной ёмкости марки
КП. У меня средний вариант, на 5 кВ и 750 пФ. Одного такого хватает для точной
настройки резонанса в ламповой катушке Тесла.