Condensadores eléctricos
Los condensadores eléctricos son un medio para acumular electricidad en un campo eléctrico. Las aplicaciones típicas de los condensadores eléctricos son los filtros de suavizado en las fuentes de alimentación, los circuitos de comunicación entre etapas en los amplificadores de CA, el filtrado de ruido en los rieles de alimentación para equipos electrónicos, etc.
Las características eléctricas del condensador están determinadas por su diseño y las propiedades de los materiales utilizados.
Al elegir un condensador para un dispositivo en particular, se deben considerar las siguientes circunstancias:
a) el valor requerido de la capacitancia del capacitor (μF, nF, pF),
b) el voltaje de trabajo del capacitor (el valor máximo del voltaje al que el capacitor puede funcionar durante mucho tiempo sin cambiar sus parámetros),
c) la precisión requerida (posible dispersión de los valores de capacitancia del capacitor),
d) coeficiente de capacidad de temperatura (dependencia de la capacidad del capacitor en la temperatura ambiente),
e) estabilidad del capacitor,
f) la corriente de fuga dieléctrica del condensador a la tensión nominal ya una temperatura determinada.(Se puede especificar la resistencia dieléctrica del capacitor).
Las tablas 1 - 3 muestran las principales características de los diferentes tipos de capacitores.
Tabla 1. Características de los condensadores cerámicos, electrolíticos y de película metalizada.
Parámetro del condensador Tipo de condensador Electrolítico cerámico Basado en película metalizada Rango de capacitancia del condensador 2,2 pF a 10 nF 100 nF a 68 μF 1 μF a 16 μF Precisión (posible dispersión de los valores de capacitancia del condensador), % ±10 y ±20 -10 y +50 ± 20 Tensión de funcionamiento de los condensadores, V 50 — 250 6,3 — 400 250 — 600 Estabilidad del condensador Suficiente Pobre Suficiente Rango de temperatura ambiente, OS -85 a +85 -40 a +85 -25 a +85
Tabla 2. Características de los capacitores de mica y capacitores en base poliéster y polipropileno
Parámetro del capacitor Tipo de capacitor Mica Poliéster Basado Polipropileno Rango de capacitancia del capacitor 2,2 pF a 10 nF 10 nF a 2,2 μF 1 nF a 470 nF Precisión (posible dispersión de los valores de capacitancia del capacitor), % ±1 ±20 ±20 Voltaje de funcionamiento de los capacitores, V 350 250 1000 Estabilidad del capacitor Excelente buena buena Rango de temperatura ambiente, OS -40 a +85 -40 a +100 -55 a +100
Tabla 3. Características de los condensadores de mica a base de policarbonato, poliestireno y tantalio
Parámetro del condensador
Tipo de condensador
Basado en policarbonato
A base de poliestireno
A base de tantalio
Rango de capacidad del condensador 10 nF a 10 μF 10 pF a 10 nF 100 nF a 100 μF Precisión (posible dispersión de los valores de capacidad del condensador), % ±20 ±2,5 ±20 Tensión de funcionamiento de los condensadores, V 63 — 630 160 6,3 — 35 Estabilidad del condensador Excelente Bueno Suficiente Rango de temperatura ambiente, OS -55 a +100 -40 a +70 -55 a +85
Los capacitores cerámicos se usan en circuitos de desacoplamiento, los capacitores electrolíticos también se usan en circuitos de desacoplamiento y filtros de suavizado, y los capacitores de película metalizada se usan en fuentes de alimentación de alto voltaje.
Condensadores de mica utilizados en dispositivos de reproducción de sonido, filtros y osciladores. Los condensadores de poliéster son condensadores de uso general y condensadores de polipropileno utilizados en circuitos de voltaje de CC.
Los condensadores de policarbonato se utilizan en filtros, osciladores y circuitos de temporización. Los condensadores de poliestireno y tantalio también se utilizan en circuitos de sincronización y separación. Se consideran capacitores de propósito general.
Pequeñas notas y consejos para trabajar con condensadores.
Siempre debe recordar que los voltajes de operación de los capacitores deben disminuir al aumentar la temperatura ambiente, y para asegurar una alta confiabilidad es necesario crear una gran reserva de voltaje.
Si se especifica el voltaje de funcionamiento continuo máximo del capacitor, esto se refiere a la temperatura máxima (a menos que se especifique lo contrario). Por tanto, los condensadores siempre funcionan con cierto margen de seguridad. sin embargo, es necesario garantizar su voltaje de trabajo real al nivel de 0.5-0.6 del valor permitido.
Si el condensador tiene un cierto límite de voltaje de CA, esto se refiere a una frecuencia de (50-60) Hz. Para frecuencias más altas o en el caso de señales pulsadas, la tensión de funcionamiento debe reducirse aún más para evitar el sobrecalentamiento de los dispositivos debido a pérdidas dieléctricas.
Los condensadores grandes con corrientes de fuga bajas pueden retener la carga acumulada durante bastante tiempo después de apagar el equipo. Para garantizar una mayor seguridad, se debe conectar una resistencia de 1 MΩ (0,5 W) en paralelo al condensador en el circuito de descarga.
En los circuitos de alto voltaje, los capacitores a menudo se usan en serie. Para igualar los voltajes en ellos, debe conectar una resistencia con una resistencia de 220k0m a 1 MΩ en paralelo a cada capacitor.
Arroz. 1 Uso de resistencias para igualar los voltajes de los capacitores
Los condensadores de paso cerámico pueden funcionar a frecuencias muy altas (superiores a 30 MHz)... Se instalan directamente en la carcasa del dispositivo o en una pantalla metálica.
Los condensadores electrolíticos no polares tienen una capacidad de 1 a 100 μF y están diseñados para r.m.s. tensión 50 V. Además, son más caros que los condensadores electrolíticos (polares) convencionales.
Al elegir un condensador para un filtro de potencia, debe prestar atención a la amplitud del pulso de la corriente de carga, que puede exceder significativamente el valor permitido... Por ejemplo, para un condensador con una capacidad de 10 000 μF, esta amplitud no supera los 5 A.
Cuando se utiliza un condensador electrolítico como condensador de desacoplamiento, es necesario determinar correctamente la polaridad de su inclusión... La corriente de fuga de este condensador puede afectar el modo de la etapa del amplificador.
En la mayoría de las aplicaciones, los capacitores electrolíticos son intercambiables... Solo debe prestar atención a su valor de voltaje de funcionamiento.
El plomo en la capa de lámina exterior de los condensadores de poliestireno a menudo está marcado con un color. Debe conectarse al punto común del circuito.
A altas frecuencias aumenta la resistencia de las inductancias parásitas del condensador, lo que empeora sus características. La figura 2 muestra un circuito equivalente de condensador simplificado, teniendo en cuenta la inductancia de las entradas.
Arroz.2 Circuito equivalente de un condensador eléctrico de alta frecuencia
Codificación de colores del condensador
En el caso de la mayoría de los capacitores, se enumeran su capacidad nominal y voltaje de operación. Sin embargo, también hay un código de colores.
Algunos condensadores están marcados con una inscripción de dos líneas. La primera fila muestra su capacidad (pF o μF) y precisión (K = 10 %, M — 20 %). La segunda fila muestra el voltaje de CC permitido y el código de material dieléctrico.
Los condensadores cerámicos monolíticos están marcados con un código de tres dígitos, el tercer dígito indica cuántos ceros se deben firmar a los dos primeros para obtener la capacidad en picofaradios.
Un código de color que indica la clasificación de un condensador (288kb)
Un ejemplo. ¿Qué significa el código de capacitor 103? El código 103 significa que debe asignar tres ceros al número 10, luego obtiene la capacitancia del capacitor: 10,000 pF.
Un ejemplo. El capacitor está etiquetado como 0.22 / 20 250. Esto significa que el capacitor tiene una capacitancia de 0.22 μF ± 20 % y está diseñado para un voltaje constante de 250 V.
