Tipus de condensadors explicats

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





En aquest post aprenem els conceptes bàsics del condensador, i també els diferents tipus de condensadors que solen estar disponibles al mercat i s’utilitzen a la majoria de circuits electrònics.

Visió general

Un condensador és simplement una peça electrònica passiva dissenyada per emmagatzemar una càrrega elèctrica.



En forma física, està format per un parell de plaques metàl·liques o elèctrodes separats per un contingut aïllant o dielèctric. L’aplicació d’una tensió de corrent continu als terminals del condensador genera instantàniament una escassetat d’electrons a la placa positiva i una sobreabundància d’electrons a la placa negativa, com es demostra a la figura següent.

Aquesta acumulació diferencial d’electrons dóna lloc a una càrrega elèctrica, que acumula un nivell específic (basat en la tensió) després del qual es manté en aquest nivell. Si hi ha una corrent continu, l’aïllant a l’interior del condensador funciona com un sistema de bloqueig del flux de corrent (no obstant això, pot ser un corrent de càrrega transitòria lleu que impedeixi que el condensador estigui completament carregat).



Quan s’utilitza corrent altern al condensador, la càrrega acumulada al llarg del cicle mig corrent s’inverteix amb el següent segon cicle, cosa que fa que el condensador permeti que el corrent a través d’ell funcioni de manera eficient, com si l’aïllament dielèctric no existís mai.

Per tant, quan hi ha corrent altern, un condensador simplement funciona com un dispositiu d'acoblament. Amb prou feines trobareu circuits electrònics que portin corrent altern i que no incorporin pocs condensadors, possiblement per acoblar-los o per optimitzar la resposta de freqüència general del sistema.

En l'últim escenari esmentat, es connecta un condensador amb una resistència per crear una combinació de RC. L'ocurrència de càrrega / descàrrega relacionada amb els condensadors també es podria utilitzar en diversos altres circuits, per exemple. , el flaix electrònic fotogràfic.

Igual que les resistències, els condensadors es podrien configurar funcionant amb valors fixos o ajustar-se en la seva magnitud. Els condensadors fixos són els fonaments primaris d’un circuit (juntament amb les resistències). Els condensadors variables estan destinats principalment a optimitzar circuits sintonitzats.

El paràmetres de rendiment de cada condensador són diferents i, per tant, les seves aplicacions també difereixen en conseqüència.

Un dels formularis dels components electrònics que s’utilitza àmpliament són els condensadors electrònics. A part d'això, els altres condensadors que s'utilitzen a la indústria inclouen ceràmica, mica de plata, electrolític, plàstic, tàntal i altres.

Cada tipus de condensador s'utilitza en diverses aplicacions segons els seus respectius desavantatges i avantatges.

És per excel·lència que s’hagi de seleccionar el tipus adequat de condensador, ja que el circuit en què s’utilitza el condensador és molt important pel condensador.

Per tant, en cas que no es seleccioni un tipus correcte de condensador per inserir al circuit sobre la base dels seus paràmetres, pot resultar en un funcionament incorrecte o defectuós del circuit.

Conceptes bàsics dels condensadors

Les lleis físiques que bàsicament regeixen els diferents tipus de condensadors són les mateixes i s’adhereixen en conseqüència.

Aquestes lleis bàsiques determinen diversos paràmetres dels condensadors, com ara el funcionament del condensador, el valor del condensador , i la seva capacitat (la quantitat màxima de càrrega que mantindrà el condensador).

Així, la teoria bàsica sobre la construcció i el funcionament dels condensadors permet entendre les diferents formes de condensadors i com es poden utilitzar o s’utilitzen.

Nota: Tot i que hi ha hagut nombrosos desenvolupaments en el camp dels dielèctrics, les lleis bàsiques sobre les quals funcionen els condensadors no han canviat i s’apliquen fins ara.

Tipus de condensadors i dielèctrics

Com s'ha comentat anteriorment, tot i que les lleis bàsiques sobre les quals funcionen els condensadors, les propietats dels condensadors difereixen enormement a causa de la manera en què es construeix cada tipus de condensador.

Les diverses propietats que posseeixen diversos tipus de condensadors ve donada pel seu element principal que es troba entre les dues plaques del condensador i que es coneix com a 'dielèctric'.

La constant dielèctrica del condensador pot afectar el nivell de capacitat que el condensador pot assolir a un volum específic determinat. A més, es pot trobar que diversos condensadors de diferents tipus tenen una naturalesa polaritzada, on la tensió que travessa el condensador només es tolera en una sola direcció.

D'altra banda, es pot trobar que diversos condensadors de diferents tipus no són polaritzats, de manera que la tensió que travessa el condensador es tolera en la direcció.

Els condensadors es denominen habitualment en funció de la naturalesa del dielèctric que hi ha al condensador.

Això és indicatiu de les propietats generals que mostrarà el condensador juntament amb els diferents tipus de funcions del circuit on es poden utilitzar.

Visió general dels condensadors i els seus diferents tipus

S'utilitzen diferents formes de disseny per als condensadors no polaritzats, gairebé tots els quals es reconeixen fàcilment a partir de l'estil del condensador. No cal que busqueu detalls detallats sobre les construccions reals. Les seves particularitats són crucials, tot i que, ja que poden decidir la varietat ideal per treballar amb una aplicació específica.

Condensadors no polaritzats

  1. Condensadors dielèctrics de paper , típicament identificables a través de la seva forma tubular, són els més barats però normalment voluminosos. La limitació de moltes altres claus és que no són adequades per a ús a altes freqüències superiors a 1 MHz, cosa que limita pràcticament la seva aplicació als circuits d'àudio. Normalment es troben en valors d'entre 0,05 µF i 1 o 2 µF, amb tensions de funcionament compreses entre 200 i 1.000 volts. Els condensadors dielèctrics de paper recobert de plàstic podrien tenir tensions de funcionament molt més grans.
  2. Condensadors ceràmics són molt populars en petits circuits d’àudio i RF. Aquests són bastant econòmics i es poden obtenir en una varietat de valors des de 1 pF fins a 1 µF amb tensions de funcionament substancials i, a més, reconeguts per fuites molt baixes. Es poden fabricar tant en discs com en estructures cilíndriques i com a plaques ceràmiques metal·litzades.
  3. Condensadors de mica de plata són més cars que els condensadors ceràmics, però tenen una capacitat de treball d’alta freqüència excepcional i toleràncies molt més petites, de manera que se solen considerar adequats per a aplicacions vitals. Es podrien fabricar amb tensions de funcionament extremadament altes.
  4. Condensadors de poliestirè es creen a partir de làmines metàl·liques separades amb una pel·lícula de poliestirè, que normalment tenen una coberta de poliestirè integrada per garantir una propietat d’aïllament millorada. Són coneguts per les seves mínimes pèrdues amb altes freqüències, excel·lent estabilitat i consistència. Els valors poden variar de 10 pF a 100.000 pF, tot i que la tensió de treball sol baixar significativament amb valors de capacitància creixents.
  5. Condensadors de policarbonat solen fabricar-se en forma de peces rectangulars que acaben en extrem com cables que es poden inserir fàcilment als forats del PCB. Proporcionen valors elevats (fins a 1µF) en petites dimensions, juntament amb les característiques de pèrdues reduïdes i inductància mínima. Igual que els condensadors de poliestirè, les tensions de funcionament es veuen compromeses amb valors de capacitat més elevats.
  6. Condensadors de pel·lícula de polièster també es fabriquen per al muntatge directe en plaques de circuits impresos, amb valors des de 0,01 µF fins a 2,2 µF. Normalment són més grans en comparació amb els condensadors de policarbonat. La seva petita inductància interior els permet ser especialment adequats per a funcions d'acoblament i desacoblament en circuits electrònics. Els valors dels condensadors de pel·lícula de polièster s’esmenten generalment amb un codi de color que comprèn 5 anells de colors.
  7. Condensadors de pel·lícula Mylar es podria considerar un condensador de tipus de pel·lícula estàndard, que es troba habitualment en valors d'entre 0,001 µF i 0,22 µF, amb una tensió de funcionament de fins a 100 volts dc.

Els diferents tipus de condensadors que s’utilitzen a la majoria de circuits electrònics són els següents:

Condensador de ceràmica:

condensador de disc ceràmic 0.1uF

El condensador, és a dir, el condensador ceràmic, s'utilitza per a múltiples aplicacions, incloses les àudio i RF.

El rang dels valors del condensador ceràmic és d'entre poques picofarades i 0,1 microfarades. Els condensadors ceràmics són els més utilitzats a la indústria, ja que són el tipus de condensador més fiable i barat disponible.

A més, un altre motiu del seu ús comú i ampli és que el factor de pèrdua del condensador ceràmic és molt baix. Però el factor de pèrdua del condensador també depèn del dielèctric que s’utilitza al condensador.

Els condensadors ceràmics s’utilitzen tant en formats de muntatge superficial com de plom a causa de les propietats constructives dels condensadors.

Condensador electrolític:

condensador electrolític 4700uF

Un tipus de condensador de naturalesa polaritzada són els condensadors electrolítics.

Els valors de capacitat que ofereix el condensador electrolític són molt alts, amb un rang superior a 1 µF. els condensadors electrolítics s'utilitzen habitualment en la indústria per a aplicacions que es duen a terme a baixa freqüència, com ara aplicacions de desacoblament, fonts d'alimentació i aplicacions d'acoblament d'àudio.

Això es deu al fet que aquestes aplicacions tenen el límit de freqüència de gairebé 100 kHz.

Condensador de tàntal:

condensador de tàntal 2.2uF

Un altre tipus de condensador de naturalesa polaritzada és el condensador de tàntal. El nivell de capacitat proporcionat pel condensador de tàntal al seu volum és molt alt.

Un dels inconvenients del condensador de tàntal és que no hi ha tolerància en el condensador de tàntal cap a la polarització inversa que pugui provocar l'explosió del condensador quan s'exposa a tensions.

Un altre inconvenient és que té una tolerància molt baixa als corrents d’ondulació i, per tant, no s’han d’exposar a tensions altes (com ara tensions superiors a la seva tensió de treball) ni a corrents d’ondulació elevats. Els condensadors de tàntal estan disponibles tant en formats de muntatge superficial com de plom.

Condensador de mica de plata:

condensador de mica de plata

Tot i que l'ús dels condensadors de mica de plata ha disminuït significativament en l'era actual, l'estabilitat proporcionada pels condensadors de mica de plata continua sent molt elevada, a més de proporcionar una alta precisió i baixes pèrdues.

A més, hi ha prou espai disponible als condensadors de mica de plata. Les aplicacions on s’utilitzen principalment inclouen les aplicacions de RF.

Els valors màxims als quals es limita el condensador de mica de plata són aproximadament de 100 pF.

Condensador de pel·lícula de poliestirè:

condensadors de pel·lícula de poliestirè

Els condensadors de pel·lícula de poliestirè proporcionen un condensador de tolerància estreta sempre que sigui necessari. A més, aquests condensadors són relativament més econòmics que els d'altres condensadors.

El sandvitx dielèctric o les plaques presents als condensadors de la pel·lícula de poliestirè s’enrotllen junts, cosa que dóna lloc a la forma del condensador en forma tubular.

La col·locació del sandvitx dielèctric i la forma del condensador limita la resposta del condensador a altes freqüències a causa de l’addició d’inductància i, per tant, respon a només uns pocs 100 kHz.

La disponibilitat general dels condensadors de pel·lícula de poliestirè es presenta en forma de components electrònics amb plom.

Condensador de pel·lícula de polièster:

Condensador de pel·lícula de polièster 330nF


La tolerància que proporciona el condensador de la pel·lícula de polièster és molt baixa i, per tant, aquests condensadors s’utilitzen en situacions en què es té en compte el cost.

El nivell de tolerància d’un gran percentatge dels condensadors de pel·lícules de polièster disponibles és del 10% o del 5% i es considera suficient per a diverses aplicacions.

La disponibilitat general dels condensadors de pel·lícula de polièster es presenta en forma de components electrònics amb plom.

Condensador de pel·lícula de polièster metal·litzat

Condensador de pel·lícula de polièster metal·litzat 0.33uF 250V

El tipus de condensador de pel·lícula de polièster metal·litzat consisteix en pel·lícules de polièster metal·litzades i, en tots els altres sentits, és similar als condensadors de pel·lícula de polièster o una altra forma.

Un dels avantatges que s’aconsegueix amb la pel·lícula de polièster metàl·lic és que fabrica els elèctrodes d’amplada molt petita i, per tant, permet el tancament del condensador en un paquet de mides molt petites també.

La disponibilitat general dels condensadors de pel·lícules de polièster metal·litzades es compon de components electrònics amb plom.

Condensador de policarbonat:

Condensador de policarbonat 0,1uF 250V

Les aplicacions on el requisit més crític i crucial és un alt rendiment i fiabilitat, aquestes aplicacions utilitzen condensadors de policarbonat.

Els condensadors de policarbonat mantenen el valor de la capacitat durant un llarg període de temps, ja que el seu nivell de tolerància és molt alt. Aquests nivells de tolerància tan elevats s’aconsegueixen a causa de l’estabilitat de la pel·lícula de policarbonat que s’utilitza al condensador de policarbonat.

A més, el factor de dissipació del condensador de policarbonat és molt baix i pot suportar temperatures de gran abast i mantenir-se estables.

El rang de temperatura que pot suportar aquest condensador és d'entre -55ºC i + 125ºC. Malgrat totes aquestes propietats, la fabricació i producció dels condensadors de policarbonat ha disminuït significativament.

Condensador de PPC o polipropilè:

Condensador PPC o polipropilè 0,01uF 400V

En aquest tipus de condensadors, el nivell de tolerància requerit és superior al que pot proporcionar el condensador de polièster, i en aquests casos s’utilitzen condensadors de polipropilè.

El material utilitzat per al dielèctric al condensador de polipropilè és una pel·lícula de polipropilè.

L’avantatge que té el condensador de polipropilè respecte als altres condensadors és que pot suportar una tensió molt alta durant un període de temps i, per tant, el canvi en el nivell de capacitat a causa de l’augment i la disminució de la tensió en un període de temps és molt baix.

El condensador de polipropilè també s'utilitza en els casos en què la freqüència que s'utilitza és molt baixa, essent la majoria com a límit màxim de 100 kHz.

La disponibilitat general del condensador de polipropilè es presenta en forma de components electrònics amb plom.

Condensadors de vidre:

El dielèctric que s’utilitza al condensador de vidre està format per vidre. Tot i que els condensadors de vidre són cars, els seus nivells de rendiment són molt alts.

La capacitat de corrent de RF dels condensadors de vidre és molt elevada i la pèrdua és extremadament baixa. A més, no hi ha cap soroll piezoelèctric als condensadors de vidre.

Tot això i algunes propietats addicionals dels condensadors de vidre els fan més adequats i ideals per a aplicacions de RF que requereixen un alt rendiment.

Supercondensador:

supercondensador maxwell

Els altres noms amb què es coneix el supercap són ultracondensador o supercondensador.

Els valors de capacitat d’aquests condensadors són molt grans, ja que tal és el seu nom. Els nivells de capacitat de l’ultracondensador van gairebé cap a molts milers de Farads.

L'ultracondensador s'utilitza a la indústria per proporcionar un subministrament de retenció de memòria juntament amb diversos usos dins de l'àmbit de les aplicacions d'automoció. Els diferents tipus principals de condensadors s’inclouen a la supercap.

Juntament amb ells, hi ha diversos altres tipus de condensadors de condensadors que s’utilitzen quan les aplicacions tenen una naturalesa especialitzada.

La identificació dels condensadors es fa principalment a través dels seus paràmetres, com ara valors que es marquen en els casos dels condensadors. Per tal de mostrar els paràmetres d'una manera compacta, les marques dels paràmetres es realitzen en forma de codi.

CAPACITADORS VARIABLES

Condensador variable de condensador de banda de ràdio MW

Els condensadors variables es construeixen amb peces alternatives de plaques metàl·liques, un únic conjunt és fix i no mòbil i l’altre mòbil.

Les plaques estan segregades amb un dielèctric que pot ser aire o un dielèctric sòlid. El moviment d’un sol conjunt de plaques fa canviar la secció general de les plaques, alterant així la capacitat a través de les plaques.

A més, la diferenciació estàndard entre els condensadors de sintonització s’utilitza per a manipulacions repetides (per exemple, per ajustar una estació de receptor de ràdio) i els condensadors de retallador destinats a la configuració preliminar d’un circuit sintonitzat.

Els condensadors de sintonia solen ser més grans, tenir una estructura més potent i normalment són de tipus dielèctric aeri.

Condensadors de tall sovint estan determinats per un dielèctric de mica o pel·lícula que té una quantitat reduïda de plaques, on la capacitat es retoca girant un cargol mitjà per alterar la tensió entre les plaques i la mica dielèctrica.

Degut al fet que són de mida més compacta, tot i així, un condensador de tall pot ser aplicat de vegades com un condensador de sintonització en un circuit de ràdio FM de butxaca, tot i que es fabriquen condensadors de sintonització exclusius per instal·lar-los immediatament en un PCB.

Quan es tracta d’ajustar condensadors, l’estructura de les pales indica la manera en què varia la capacitat a mesura que es mou l’eix.

Tots aquests atributs generalment es classifiquen en una de les descripcions següents:

1. Lineal: on cada grau de rotació del fus genera una alteració similar en la capacitat. Aquest és el tipus més típic seleccionat per a receptors de ràdio.

2. Logarítmic: on cada grau de moviment del fus genera un nivell de freqüència constantment variable d’un circuit sintonitzat.

3. Freqüència uniforme: on cada grau de moviment del fus proporciona la mateixa variació de freqüència en el circuit sintonitzat. 4. Llei del quadrat: en què la variació de la capacitat és proporcional al quadrat de l’angle de moviment del fus.




Anterior: Descripció dels codis de color de les resistències amb exemples pràctics Següent: valors de la sèrie E de resistència estàndard