Ce este un condensator? Combinații și tipuri.

unui condensator

Text: Redactare

Un condensator este o componentă electronică pasivă care stochează sarcina electrică: este un depozit de energie. Capacitatea sa de stocare este măsurată în Farads, în onoarea fizicianului și chimistului britanic Michael Faraday, căruia îi datorăm principiile care fac ca motoarele electrice și procesele de electroliză (precum cromarea sau anodizarea) să funcționeze. Dar Faradul, care, de altfel, este scris cu majuscule, ca toate acele unități legate de numele unei persoane (cum ar fi Watt sau Julio și spre deosebire de metru sau kilogram) este o unitate imensă: reprezintă capacitatea unui condensator care, atunci când este polarizat (conectat) la o diferență de potențial de un Volt, acesta dobândește în interiorul său o sarcină de un Coulomb, adică sunt mobilizați aproximativ șase milioane de miliarde de electroni (un șase cu 18 zerouri în spate). Din acest motiv, se utilizează întotdeauna fracțiuni ale acestei unități; cel mai frecvent este că sunt micro-Farads (o milionime parte), nano-Farads (o mie milionime parte) sau pico-Farads (o miliardime parte dintr-un Farad).

După această salată de unități și figuri, să fim ceva mai „pământesc”. Am văzut că în sursele de alimentare este necesar, pe de o parte, să filtrăm curentul rectificat (de la alternativă, de la priză, la continuu, ceea ce au nevoie aparatele) și, pe de altă parte, să avem o anumită cantitate de energie stocată pentru a satisface are nevoie de curent rapid (de exemplu, atunci când sună cu o mână pe tambur).

Amintiți-vă cum funcționează o sursă de alimentare: un transformator a redus tensiunea rețelei electrice (220V) la nivelul adecvat pentru dispozitiv (între 5 și 18V în mod normal) și un redresor a transformat acel curent alternativ în curentul continuu necesar pentru aparate. Dar această sursă foarte elementară oferă o tensiune care este încă foarte puțin pură: acest curent continuu are încă mult curent alternativ și este zgomotos, trebuie filtrat și pentru aceasta sunt utilizate componente capabile să stocheze și să returneze energie rapid și secvențial ( să ia energie atunci când acel curent continuu neregulat oferă un vârf și să o returneze când are o vale). De aceea, condensatorii sunt folosiți în această funcție, deoarece tocmai aceasta este specialitatea lor (stocarea și furnizarea de energie) și numai prin adăugarea unui condensator relativ mic la sursa de alimentare respectivă, vom aprecia o diferență notabilă în calitatea curentului furnizat.

Un efect colateral care apare în aceste cazuri este o ușoară creștere a tensiunii (tensiunii) deoarece condensatorul îl apropie de vârfurile acelei unde secvențiale, cu atât este mai mare capacitatea sa. Este ceva ce oricine a jucat scalextric cu un alimentator vechi (care nu erau reglementate) știe bine: montarea unui condensator într-o mașină îl face semnificativ mai rapid, deoarece o tensiune mai mare ajunge la motor.

Condensatoarele sunt minunate: nu numai că realizează miracolul de a extrage un curent continuu curent de la sursa de alimentare, ridicându-i ușor tensiunea de pas, dar permit, de asemenea, că sursa de alimentare să furnizeze mai multă energie la timp decât se intenționează prin proiectare datorită capacității sale pentru a stoca și livra rapid energie.

Această capacitate este folosită foarte mult în audio și, înainte de fotografia oricărui amplificator, privirea noastră ar trebui să fie direcționată, în primul rând, către principalul transformator de putere (așa cum am discutat în zilele sale, de aici și „mitul” cu cât cântărește mai mult, cu atât mai bine, care se schimbă cu sursele de alimentare comutate). Dar, în al doilea rând, și nu în ultimul rând, va fi să vedem dimensiunea și numărul condensatoarelor din sursa de alimentare: o bancă bună va asigura o dinamică perfectă și că, cel puțin pentru sursa de alimentare, acel dispozitiv nu va rămâne niciodată fără suflare.

Este posibil să se calculeze energia stocată de un condensator? Desigur: formula ne spune că este direct proporțională cu capacitatea sa și proporțional cu pătratul tensiunii de încărcare. De aceea, este important să ne uităm la capacitatea condensatoarelor de alimentare, dar și (de fapt, mai mult) la tensiunea lor. Și toate acestea vor fi în funcție de dimensiunea sa: mergeți la orice magazin de electronice și comparați condensatori de aceeași capacitate, dar cu tensiune mai mare (mult mai mare), când la creșterea capacității dimensiunea nu crește într-o asemenea proporție.

TIPURI DE CAPACITORI

Există multe modalități de a face un condensator, dar principiul este întotdeauna același: două plăci metalice separate de un strat izolator. Când aplicăm o tensiune acestor plăci, acestea dobândesc o sarcină electrică: pozitivă pe o parte și negativă pe cealaltă (sarcina globală rămâne în echilibru la zero). Cu cât suprafața este mai mare, cu atât este mai mare capacitatea, de aceea sunt fabricate în materiale care permit un anumit tip de „înfășurare”.

În sursele de alimentare, tipul electrolitic este utilizat mai presus de toate, așa-numitul deoarece una dintre „plăci” este un electrolit, iar cealaltă rezervorul containerului, în general din aluminiu; izolatorul este un strat subțire de oxid de aluminiu între cele două și acest lucru permite condensatori de capacitate mare cu dimensiuni rezonabile, perfect pentru surse de alimentare.

Datorită construcției lor, acestea sunt polare, adică bornele lor sunt întotdeauna marcate (pozitive și negative) și dacă ar fi conectate incorect când circula curentul, acel strat de oxid ar dispărea, ar apărea un scurtcircuit între electrozi, încălzindu-se până la a explodat.

COMBINAȚII

Un set de condensatori se va comporta, de asemenea, ca un condensator, dar cum să-i calculăm capacitatea? Deși poate părea complicat, este de fapt foarte ușor să știți cum să combinați mai mulți condensatori: atunci când sunt conectați în paralel, adică în cazul electroliticelor cu o întotdeauna pozitivă cu pozitivă și negativă cu alimentare negativă, capacitatea echivalentă a grupul este pur și simplu suma capacităților fiecăruia. Este recomandabil ca aceștia să aibă aceeași tensiune și este necesar să se evite utilizarea vreodată a unui condensator într-o aplicație unde poate fi expus la o tensiune mai mare decât cea maximă marcată (cea indicată în exterior).

Pentru a îmbunătăți filtrarea frecvențelor înalte, este obișnuit să se utilizeze în surse de alimentare avansate (fie în sursă în sine, fie local, în apropierea circuitului care trebuie alimentat) mai mulți condensatori diferiți în paralel: mai mult decât pentru a adăuga capacități (cel mai mare este electrolitic și celelalte filme mult mai mici), calitățile fiecărui tip sunt profitate de aceste frecvențe înalte.

Asocierile în serie ale condensatoarelor (pozitive cu negative sau în linie) sunt mai complexe de calculat și rezultă un condensator a cărui capacitate este inversa (1/C) a sumei inverselor capacităților individuale. Într-un exemplu ușor: doi condensatori de 10 microFarad în serie ar avea ca rezultat unul din cinci.