Condensatori elettrici

I condensatori elettrici sono un mezzo per accumulare elettricità in un campo elettrico. Le applicazioni tipiche per i condensatori elettrici sono i filtri di livellamento negli alimentatori, i circuiti di comunicazione interstadio negli amplificatori CA, il filtraggio del rumore sui binari di alimentazione per le apparecchiature elettroniche, ecc.

Le caratteristiche elettriche del condensatore sono determinate dal suo design e dalle proprietà dei materiali utilizzati.

Quando si sceglie un condensatore per un particolare dispositivo, è necessario considerare le seguenti circostanze:

a) il valore richiesto della capacità del condensatore (μF, nF, pF),

b) la tensione di lavoro del condensatore (il valore massimo della tensione alla quale il condensatore può funzionare a lungo senza modificarne i parametri),

c) la precisione richiesta (possibile dispersione dei valori di capacità del condensatore),

d) coefficiente di temperatura della capacità (dipendenza della capacità del condensatore dalla temperatura ambiente),

e) stabilità del condensatore,

f) la corrente di dispersione dielettrica del condensatore alla tensione nominale e ad una data temperatura.(È possibile specificare la resistenza dielettrica del condensatore.)

Le tabelle 1 - 3 mostrano le principali caratteristiche dei diversi tipi di condensatori.

Tabella 1. Caratteristiche dei condensatori a film ceramico, elettrolitico e metallizzato

Parametro condensatore Tipo di condensatore Elettrolitico ceramico Basato su condensatore a film metallizzato Intervallo di capacità da 2,2 pF a 10 nF da 100 nF a 68 μF da 1 μF a 16 μF Precisione (possibile dispersione dei valori di capacità del condensatore), % ±10 e ±20 -10 e +50 ± 20 Tensione di esercizio dei condensatori, V 50 — 250 6,3 — 400 250 — 600 Stabilità del condensatore Sufficiente Scarsa Sufficiente Intervallo di temperatura ambiente, OS da -85 a +85 da -40 a +85 da -25 a +85

Tabella 2. Caratteristiche dei condensatori in mica e dei condensatori a base di poliestere e polipropilene

Parametro del condensatore Tipo di condensatore Mica Condensatore a base di polipropilene a base di poliestere Intervallo di capacità del condensatore da 2,2 pF a 10 nF da 10 nF a 2,2 μF da 1 nF a 470 nF Precisione (possibile dispersione dei valori di capacità del condensatore), % ±1 ±20 ±20 Tensione di esercizio dei condensatori, V 350 250 1000 Stabilità del condensatore Eccellente buono buono Intervallo di temperatura ambiente, OS da -40 a +85 da -40 a +100 da -55 a +100

Tabella 3. Caratteristiche dei condensatori in mica a base di policarbonato, polistirene e tantalio

Parametro condensatore

Tipo di condensatore

A base di policarbonato

A base di polistirolo

A base di tantalio

Intervallo di capacità del condensatore da 10 nF a 10 μF da 10 pF a 10 nF da 100 nF a 100 μF Precisione (possibile dispersione dei valori di capacità del condensatore), % ±20 ±2,5 ±20 Tensione di esercizio dei condensatori, V 63 — 630 160 6,3 — 35 Stabilità del condensatore Eccellente Buono Sufficiente Intervallo di temperatura ambiente, OS da -55 a +100 da -40 a +70 da -55 a +85

I condensatori ceramici vengono utilizzati nei circuiti di disaccoppiamento, i condensatori elettrolitici vengono utilizzati anche nei circuiti di disaccoppiamento e nei filtri di livellamento e i condensatori a film metallizzato vengono utilizzati negli alimentatori ad alta tensione.

Condensatori di mica utilizzati in dispositivi di riproduzione del suono, filtri e oscillatori. I condensatori in poliestere sono condensatori per uso generico e condensatori in polipropilene utilizzati nei circuiti a tensione continua.

I condensatori in policarbonato sono utilizzati in filtri, oscillatori e circuiti di temporizzazione. I condensatori in polistirene e tantalio sono utilizzati anche nei circuiti di sincronizzazione e separazione. Sono considerati condensatori per uso generico.

Piccole note e suggerimenti per lavorare con i condensatori

Va sempre ricordato che le tensioni di esercizio dei condensatori devono diminuire all'aumentare della temperatura ambiente e per garantire un'elevata affidabilità è necessario creare una grande riserva di tensione.

Se viene specificata la massima tensione operativa continua del condensatore, questa si riferisce alla temperatura massima (se non diversamente specificato). Pertanto, i condensatori funzionano sempre con un certo margine di sicurezza. tuttavia, è necessario garantire la loro reale tensione di lavoro a livello di 0,5-0,6 del valore consentito.

Se il condensatore ha un certo limite di tensione CA, ciò si riferisce a una frequenza di (50-60) Hz. Per frequenze superiori o nel caso di segnali impulsivi, la tensione di esercizio deve essere ulteriormente ridotta per evitare il surriscaldamento dei dispositivi dovuto a perdite dielettriche.

Grandi condensatori con basse correnti di dispersione possono trattenere la carica accumulata per un tempo piuttosto lungo dopo che l'apparecchiatura è stata spenta. Per garantire una maggiore sicurezza è opportuno collegare in parallelo al condensatore nel circuito di scarica una resistenza da 1 MΩ (0,5 W).

Nei circuiti ad alta tensione, i condensatori sono spesso utilizzati in serie. Per equalizzare le tensioni su di essi, è necessario collegare un resistore con una resistenza da 220k0m a 1 MΩ in parallelo a ciascun condensatore.

Riso. 1 Utilizzo di resistori per equalizzare le tensioni dei condensatori

I condensatori passanti ceramici possono funzionare a frequenze molto elevate (oltre 30 MHz)... Sono installati direttamente sulla custodia del dispositivo o su uno schermo metallico.

I condensatori elettrolitici non polari hanno una capacità da 1 a 100 μF e sono progettati per r.m.s. tensione 50 V. Inoltre, sono più costosi dei condensatori elettrolitici convenzionali (polari).

Quando si sceglie un condensatore per un filtro di potenza, è necessario prestare attenzione all'ampiezza dell'impulso della corrente di carica, che può superare notevolmente il valore consentito…. Ad esempio, per un condensatore con una capacità di 10.000 μF, questa ampiezza non supera i 5 A.

Quando si utilizza un condensatore elettrolitico come condensatore di disaccoppiamento, è necessario determinare correttamente la polarità della sua inclusione... La corrente di dispersione di questo condensatore può influenzare la modalità dello stadio amplificatore.

Nella maggior parte delle applicazioni, i condensatori elettrolitici sono intercambiabili... Devi solo prestare attenzione al loro valore di tensione operativa.

Il piombo sullo strato di lamina esterno dei condensatori in polistirene è spesso contrassegnato da una scala di colori. Deve essere collegato al punto comune del circuito.

Alle alte frequenze aumenta la resistenza delle induttanze parassite del condensatore, che ne peggiora le caratteristiche. La Figura 2 mostra un circuito equivalente a condensatore semplificato, tenendo conto dell'induttanza degli ingressi.

Riso.2 Circuito equivalente di un condensatore elettrico ad alta frequenza

Codifica colore del condensatore

Nel caso della maggior parte dei condensatori, sono elencate la loro capacità nominale e la tensione operativa. Tuttavia, c'è anche la codifica a colori.

Alcuni condensatori sono contrassegnati da un'iscrizione su due righe. La prima riga mostra la loro capacità (pF o μF) e accuratezza (K = 10%, M — 20%). La seconda riga mostra la tensione CC consentita e il codice del materiale dielettrico.

I condensatori ceramici monolitici sono contrassegnati da un codice a tre cifre, la terza cifra indica quanti zeri devono essere firmati ai primi due per ottenere la capacità in picofarad.

Un codice colore che indica il valore nominale di un condensatore (288KB)

Un esempio. Cosa significa codice condensatore 103? Il codice 103 significa che devi assegnare tre zeri al numero 10, quindi ottieni la capacità del condensatore - 10.000 pF.

Un esempio. Il condensatore è etichettato 0,22 / 20 250. Ciò significa che il condensatore ha una capacità di 0,22 μF ± 20% ed è progettato per una tensione costante di 250 V.