Condensadors elèctrics
Els condensadors elèctrics són un mitjà per acumular electricitat en un camp elèctric. Les aplicacions típiques per als condensadors elèctrics són filtres suavitzants en fonts d'alimentació, circuits de comunicació entre etapes en amplificadors de CA, filtratge de soroll en carrils d'alimentació per a equips electrònics, etc.
Les característiques elèctriques del condensador estan determinades pel seu disseny i les propietats dels materials utilitzats.
En triar un condensador per a un dispositiu en particular, s'han de tenir en compte les circumstàncies següents:
a) el valor requerit de la capacitat del condensador (μF, nF, pF),
b) la tensió de treball del condensador (el valor màxim de la tensió a la qual el condensador pot funcionar durant molt de temps sense canviar els seus paràmetres),
c) la precisió requerida (possible dispersió dels valors de capacitat del condensador),
d) coeficient de temperatura de capacitat (dependència de la capacitat del condensador de la temperatura ambient),
e) estabilitat del condensador,
f) el corrent de fuga dielèctric del condensador a la tensió nominal i a una temperatura determinada.(Es pot especificar la resistència dielèctrica del condensador.)
A la Taula 1 - 3 es mostren les característiques principals dels diferents tipus de condensadors.
Taula 1. Característiques dels condensadors ceràmics, electrolítics i de pel·lícula metal·litzada
Paràmetre del condensador Tipus de condensador Ceràmic Electrolític Basat en pel·lícula metal·litzada Interval de capacitat del condensador 2,2 pF a 10 nF 100 nF a 68 μF 1 μF a 16 μF Precisió (possible dispersió dels valors de capacitat del condensador), % ±10 i ±20 -10 i +50 ± 20 Tensió de funcionament dels condensadors, V 50 — 250 6,3 — 400 250 — 600 Estabilitat del condensador Suficient Pobre Suficient Interval de temperatura ambient, OS -85 a +85 -40 a +85 -25 a +85
Taula 2. Característiques dels condensadors de mica i dels condensadors a base de polièster i polipropilè
Paràmetre del condensador Tipus de condensador Mica Basat en polièster Condensador basat en polipropilè Interval de capacitat 2,2 pF a 10 nF 10 nF a 2,2 μF 1 nF a 470 nF Precisió (possible dispersió dels valors de capacitat del condensador), % ±1 ±20 ±20 Tensió de funcionament dels condensadors, V 350 250 1000 Estabilitat del condensador Excel·lent bona bona Interval de temperatura ambient, OS -40 a +85 -40 a +100 -55 a +100
Taula 3. Característiques dels condensadors de mica a base de policarbonat, poliestirè i tàntal
Paràmetre del condensador
Tipus de condensador
A base de policarbonat
A base de poliestirè
A base de tàntal
Interval de capacitat del condensador 10 nF a 10 μF 10 pF a 10 nF 100 nF a 100 μF Precisió (possible dispersió dels valors de capacitat del condensador), % ±20 ±2,5 ±20 Tensió de funcionament dels condensadors, V 63 — 630 160 6,3 — Capacitat del condensador Excel·lent Bon rang de temperatura ambiental suficient, OS -55 a +100 -40 a +70 -55 a +85
Els condensadors ceràmics s'utilitzen en circuits de desacoblament, els condensadors electrolítics també s'utilitzen en circuits de desacoblament i filtres de suavització, i els condensadors de pel·lícula metal·litzada s'utilitzen en fonts d'alimentació d'alta tensió.
Condensadors de mica utilitzats en dispositius de reproducció de so, filtres i oscil·ladors. Els condensadors de polièster són condensadors d'ús general i condensadors de polipropilè utilitzats en circuits de tensió de CC.
Els condensadors de policarbonat s'utilitzen en filtres, oscil·ladors i circuits de temporització. Els condensadors de poliestirè i tàntal també s'utilitzen en circuits de sincronització i separació. Es consideren condensadors de propòsit general.
Petites notes i consells per treballar amb condensadors
Sempre heu de recordar que les tensions de funcionament dels condensadors han de disminuir amb l'augment de la temperatura ambient i, per garantir una alta fiabilitat, cal crear una gran reserva de tensió.
Si s'especifica la tensió màxima de funcionament continu del condensador, es refereix a la temperatura màxima (tret que s'especifiqui el contrari). Per tant, els condensadors funcionen sempre amb un cert marge de seguretat. no obstant això, cal assegurar la seva tensió de treball real al nivell de 0,5-0,6 del valor permès.
Si el condensador té un cert límit de tensió CA, es refereix a una freqüència de (50-60) Hz. Per a freqüències més altes o en el cas de senyals polsats, s'ha de reduir encara més la tensió de funcionament per evitar el sobreescalfament dels dispositius per pèrdues dielèctriques.
Els condensadors grans amb corrents de fuga baixes poden mantenir la càrrega acumulada durant molt de temps després d'apagar l'equip. Per garantir una major seguretat, s'ha de connectar una resistència d'1 MΩ (0,5 W) en paral·lel al condensador del circuit de descàrrega.
En circuits d'alta tensió, els condensadors s'utilitzen sovint en sèrie. Per igualar els voltatges d'ells, cal connectar una resistència amb una resistència de 220k0m a 1 MΩ en paral·lel a cada condensador.
Arròs. 1 Ús de resistències per igualar les tensions dels condensadors
Els condensadors de pas de ceràmica poden funcionar a freqüències molt altes (més de 30 MHz)... S'instal·len directament a la carcassa del dispositiu o en una pantalla metàl·lica.
Els condensadors electrolítics no polars tenen una capacitat d'1 a 100 μF i estan dissenyats per a r.m.s. tensió 50 V. A més, són més cars que els condensadors electrolítics (polars) convencionals.
Quan escolliu un condensador per a un filtre de potència, heu de parar atenció a l'amplitud del pols del corrent de càrrega, que pot superar significativament el valor permès... Per exemple, per a un condensador amb una capacitat de 10.000 μF, aquesta amplitud no supera els 5 A.
Quan s'utilitza un condensador electrolític com a condensador de desacoblament, cal determinar correctament la polaritat de la seva inclusió... El corrent de fuga d'aquest condensador pot afectar el mode de l'etapa de l'amplificador.
En la majoria d'aplicacions, els condensadors electrolítics són intercanviables... Només cal parar atenció al seu valor de tensió de funcionament.
El cable de la capa de làmina exterior dels condensadors de poliestirè sovint està marcat amb un color. Ha d'estar connectat al punt comú del circuit.
A altes freqüències, augmenta la resistència de les inductàncies paràsites del condensador, la qual cosa empitjora les seves característiques. La figura 2 mostra un circuit equivalent de condensador simplificat, tenint en compte la inductància de les entrades.
Arròs.2 Circuit equivalent d'un condensador elèctric d'alta freqüència
Codificació de colors del condensador
En el cas de la majoria de condensadors, s'enumeren la seva capacitat nominal i tensió de funcionament. Tanmateix, també hi ha codificació de colors.
Alguns condensadors estan marcats amb una inscripció de dues línies. La primera fila mostra la seva capacitat (pF o μF) i precisió (K = 10%, M — 20%). La segona fila mostra el codi de material dielèctric i la tensió CC permesa.
Els condensadors ceràmics monolítics estan marcats amb un codi de tres dígits, el tercer dígit indica quants zeros s'han de signar als dos primers per obtenir la capacitat en picofarads.
Un codi de color que indica la capacitat d'un condensador (288 kb)
Un exemple. Què significa el codi del condensador 103? El codi 103 significa que heu d'assignar tres zeros al número 10 i, a continuació, obteniu la capacitat del condensador: 10.000 pF.
Un exemple. El condensador està etiquetat com 0,22 / 20 250. Això vol dir que el condensador té una capacitat de 0,22 μF ± 20% i està dissenyat per a una tensió constant de 250 V.
