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Curiosità sui condensatori

I condensatori sono tra i componenti più importanti nell'elettrotecnica e nell'elettronica. Poiché le loro caratteristiche specifiche non possono essere sostituite facilmente con altri componenti, senza di esse non funziona praticamente alcun circuito elettronico. Per sapere cosa sono i condensatori, quali sono i tipi e cosa è necessario prestare attenzione durante l'acquisto, consultate la nostra guida.

• Che cos'è un condensatore?

• Quali tipi di condensatori sono disponibili?

• Criteri di acquisto per condensatori - cos'è importante?

• Conclusione: Come acquistare il condensatore giusto

• La nostra buona pratica: scaricare i condensatori

• FAQ - domande frequenti sui condensatori

 

Che cos'è un condensatore?

Un condensatore rappresenta un componente elettrico passivo. Come accumulatore di energia, possiede la capacità di immagazzinare l'energia fornita in un campo elettrico, per questo si parla anche di carica elettrica. La capacità (di memoria) viene indicata con il valore di capacità F (Farad), dove una F corrisponde alla capacità di un condensatore, quando viene caricata entro un secondo con una corrente di un ampere su una tensione elettrica di un volt.

Dal punto di vista della struttura fisica, un condensatore è costituito in linea di principio da due superfici elettricamente conduttive, chiamate elettrodi, e da un isolatore elettrico intermedio, il dielettrico. Il valore di capacità e la resistenza alla tensione dipendono dall'effettiva superficie dell'elettrodo, la sua distanza tra di loro e le caratteristiche del materiale del dielettrico.

Se si applica una tensione continua a un condensatore, la corrente elettrica continua fino a quando il condensatore non è completamente carico e il suo valore di tensione è uguale a quello della fonte di tensione. Da questo punto in poi non scorre più corrente essenziale, la resistenza tende all'infinito. Allo stesso tempo, la carica e l'energia rimangono memorizzate nel condensatore. In caso di tensioni alternate, invece, si effettua un trasferimento continuo, per cui i condensatori trasmettono correnti alternate. I condensatori si comportano quindi esattamente al contrario degli induttori, la loro resistenza elettrica diminuisce con l'aumentare della frequenza.

I condensatori vengono utilizzati, tra l'altro, per raddrizzare la ondulazione residua nei circuiti raddrizzatori, come condensatori di supporto per superare brevi interruzioni della tensione di alimentazione attraverso la carica immagazzinata, nei circuiti di filtraggio come passa alto o basso, per la soppressione delle interferenze radio, Come condensatori per circuiti intermedi in alimentatori a commutazione, per la compensazione della potenza reattiva nella tecnologia energetica e come accumulatore di energia, per accendere, ad esempio, flash o attivare l'impulso di scarica nei defibrillatori medici.

 

Quali tipi di condensatori sono disponibili?

I condensatori sono disponibili in una vasta gamma di diversi tipi di costruzione per soddisfare le diverse esigenze del rispettivo campo di applicazione.

I condensatori elettrolitici, sono condensatori con capacità molto elevata rispetto al volume di costruzione. Come materiale anodico si utilizza una pellicola in alluminio ultra sottile. Il dielettrico è costituito da ossido di alluminio, l'elettrolita stesso è a forma di gel o liquido. I condensatori elettrolitici devono essere sempre collegati con la corretta polarità; l'inversione di polarità o il funzionamento su tensione alternata ne determina il loro rapido guasto.

I condensatori bipolari sono molto simili alla struttura dei condensatori elettrolitici. Anche loro hanno un'elevata capacità con un design piccolo, ma, a differenza dei condensatori elettrolitici, possono essere utilizzati anche a tensione alternata, in quanto non sono polarizzanti. Ad esempio, viene utilizzato in crossover e come condensatore di accoppiamento nei circuiti di amplificazione.

I condensatori rotanti, noti anche come trimmer a condensatore, condensatori di trimming, hanno una capacità variabile, regolabile in determinati limiti. Sono costituiti da un pacchetto di piastre fisse e girevoli (chiamato lo statore e il rotore) che possono essere ruotati l'uno nell'altro. Maggiore è la copertura delle piastre e quindi l'efficace superficie degli elettrodi, maggiore è la capacità. I condensatori rotativi vengono utilizzati principalmente per scopi di sintonizzazione e regolazione e per regolare l'impedenza nei circuiti elettronici.

I condensatori a film sono composti da pellicole in plastica metallizzate o da una combinazione di pellicole in metallo e plastica arrotolate in un pacchetto e formano insieme elettrodi e dielettrico. I condensatori a film sono adatti per applicazioni di tensione continua e alternata e sono relativamente economici. Il rapporto tra dimensione e capacità è buono, inoltre alcuni modelli possiedono proprietà di autorigenerazione se si dovesse verificare una scarica del dielettrico. Spesso vengono utilizzati come condensatori di soppressione delle interferenze, per applicazioni audio e nel settore automotive.

I condensatori in ceramica, sono costruiti con strati sottili di ceramica di ossido, per questo motivo sono anche i condensatori multistrato in ceramica o MLCC (Multi Layer Ceramic Capacitor). Sono disponibili in un'ampia gamma di capacità da pochi pF fino a circa 47 µF e per tensioni di esercizio da 6,3 volt fino a diverse migliaia di volt. I condensatori ceramici in forma SMD sono particolarmente compatti, con elevate capacità possibili. Anche i condensatori in ceramica sono non polarizzati e quindi adatti per applicazioni di tensione alternata.

I condensatori al tantalio sono costruiti in modo simile ai condensatori elettrolitici e hanno una polarità che deve essere assolutamente tenuta in considerazione. si distinguono per l'elevata affidabilità e una capacità molto elevata in piccoli case. I tipi SMD sono anche insensibili agli urti e alle vibrazioni, motivo per cui sono spesso utilizzati nei sistemi elettrici automobilistici. Come dielettrico viene utilizzato ossido di tantalio.

I condensatori di soppressione delle interferenze, noti anche come condensatori di soppressione delle interferenze radio o condensatori di sicurezza, sono progettati appositamente per la soppressione di segnali di disturbo indesiderati. Nei dispositivi elettrici o elettronici, essi chiudono segnali di disturbo ad alta frequenza o li dissipano a massa (terra). A seconda del tipo, devono soddisfare requisiti di sicurezza elevati per evitare condizioni di funzionamento pericolose e tensioni di contatto in caso di errore.

I supercondensatori sono componenti passivi che somigliano molto ai normali condensatori, ma raggiungono capacità notevolmente maggiori in combinazione con basse tensioni di esercizio. Hanno una bassa resistenza interna, per cui possono sopportare correnti relativamente elevate durante l'accensione e lo scarico. I supercaps sono polarizzati e quindi adatti solo per tensione continua. La loro carica dura per un periodo di tempo relativamente lungo, pertanto sono anche molto utilizzati al posto delle batterie di riserva.

 

Criteri di acquisto per condensatori - cosa è importante?

Alcuni tipi di condensatori sono disponibili sia per il montaggio convenzionale (THT) sia per la tecnologia SMD. In linea di principio, i condensatori SMD hanno vantaggi in termini di resistenza agli urti e alle vibrazioni. Non tutti i tipi sono adatti per tensione continua e alternata. Questo deve essere assolutamente osservato per evitare guasti e danni.

Anche le aspettative di vita sono diverse. Un'eventuale diminuzione della capacità dovuta all'invecchiamento dovrebbe essere presa in considerazione anche nella progettazione del circuito con un corrispondente margine di sicurezza di capacità. Alcuni condensatori a film hanno caratteristiche di autorigenerazione: Un sovraccarico a breve termine, ad esempio a causa di picchi di tensione, non comporta necessariamente un guasto completo.

 

Conclusione: Come acquistare il condensatore giusto

Prestare attenzione alla tensione di esercizio massima consentita. Non deve mai essere superata, neanche per breve tempo. Per le applicazioni di sicurezza nell'intervallo di tensione di rete si devono utilizzare speciali condensatori di soppressione delle interferenze con i relativi contrassegni di prova.

I Supercaps memorizzano una grande carica, ma solo con pochi volt. Un circuito in serie di diversi tipi di costruzione può rappresentare una soluzione. In caso di sostituzione di condensatori difettosi, i valori elettrici delle nuove parti devono essere identici.

La nostra buona pratica: scaricare i condensatori

Quando si maneggiano i condensatori, si noti che, a seconda della loro capacità e tensione, possono essere memorizzate quantità di carica notevoli e potenzialmente pericolose. Per evitare danni ai circuiti e prevenire incidenti, i condensatori devono essere sempre scaricati prima di lavorare con loro. A tale scopo, è necessario selezionare un'utenza idonea (resistenza di scarica). È necessario evitare cortocircuiti dei poli, in quanto i condensatori capacitivi più alti possono scorrere correnti molto elevate, con conseguente formazione di scintille, danneggiamento dei componenti e saldatura dei contatti.

 

FAQ - domande frequenti sui condensatori

Perché i condensatori ceramici sono di solito meno adatti per applicazioni audio e circuiti di amplificazione?

Il cosiddetto effetto piezoelettrico causa una bassa tensione intrinseca in caso di vibrazioni meccaniche o vibrazioni del condensatore, che possono generare impulsi di tensione fastidiosi.

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