Condensatore in un circuito elettrico. A cosa serve effettivamente un condensatore?

Il dibattito sulla necessità o meno di un condensatore nell'autoradio non si placa e probabilmente non si placherà mai. 12 anni fa, quando stavo appena iniziando a lavorare sull'audio per auto, si credeva che questa fosse praticamente la parte più necessaria dell'impianto audio, che senza un "drive" la batteria si esaurisse molto rapidamente, e con essa si può ascoltare alla musica nella natura per almeno 2 ore o anche di più, e poi un'auto senza problemi si avvia e puoi partire.

Cioè, si credeva che il condensatore fosse qualcosa come una batteria aggiuntiva. Ora, ovviamente, tutti sanno che questo è un mito e la capacità del condensatore è di diversi ordini di grandezza inferiore alla capacità della batteria. Al momento, si ritiene che il condensatore sia generalmente non necessario, inutile e serva solo a prendere legalmente soldi dalla popolazione, ora questo è il punto di vista più comune grazie alle note recensioni video su YouTube. Nel frattempo, il condensatore inserito nei circuiti di potenza dei potenti sistemi audio, come fosse un semplice banal smoothing filter, è rimasto tale. La capacità collegata in parallelo al carico, in linea di principio, non può essere nient'altro.
Se un condensatore è necessario o meno nel sistema, ognuno decide da solo. Ma per fare ciò, è necessario comprendere la funzione che svolge nel sistema, nonché i criteri per selezionarne la capacità.

Funzioni del condensatore

Quindi, prima sulla funzione. Come accennato in precedenza, il condensatore funge da filtro levigante nel circuito di alimentazione degli amplificatori e, come qualsiasi filtro di potenza, ha un compito: migliorare il suono del sistema. Se c'è qualche interferenza nell'alimentazione, appariranno sicuramente all'uscita dell'amplificatore, non importa quanto sia meravigliosa e qualunque cosa metodi efficaci l'anti-interferenza non è stata applicata nel suo schema. Volere Bel suono- cibo pulito, è un assioma. L'utilizzo di un filtro capacitivo è la soluzione più semplice ma efficace nella lotta alle interferenze. L'efficienza del filtro di livellamento dipende molto dalla capacità del condensatore e dalla potenza del carico: maggiore è la potenza del sistema, maggiore è la capacità necessaria per ridurre l'ondulazione della tensione di alimentazione a un livello accettabile.
A questo punto, di solito sorge la domanda: che tipo di pulsazioni? Abbiamo una tensione costante in macchina. Questo non è del tutto vero. Quando il generatore è in funzione, sono comunque presenti pulsazioni, ciò è dovuto al principio di funzionamento del raddrizzatore nel generatore. Un filtro di livellamento è installato nel generatore sotto forma di un condensatore no grande capacità, che affronta efficacemente solo le increspature ad alta frequenza e solo a piccoli carichi. Sotto carichi pesanti, l'efficienza del suo lavoro diminuisce notevolmente e le interferenze del generatore possono passare attraverso l'alimentazione e rovinare notevolmente il suono. Se il generatore non funziona (il motore è spento), non ci sono increspature ad alta frequenza, ma ci sono tutti noi cadute di tensione "preferite" nel sistema - "prelievi". Appaiono al momento dell'attacco del basso. Indipendentemente dalla batteria dell'auto e dal cavo a cui sono collegati gli amplificatori, ci sono ancora dei prelievi - grandi o molto piccoli, che il voltmetro non ha il tempo di rilevare, ma lo sono. Se ascolti musica ritmica, diciamo con un ritmo 4/4 - quattro quarti (4 battiti al secondo), vengono visualizzati anche i prelievi a intervalli di 1/4 di secondo, ovvero le increspature compaiono nell'alimentatore di sistema con una frequenza di 4 Hz e un'ampiezza da qualche parte 0,5 - 1,5 V, a chi piace. Cioè, il sistema stesso diventa una fonte di interferenza ad alti volumi e musica ritmica. Per estinguere queste increspature piuttosto forti ea bassa frequenza, viene utilizzato un grande condensatore: "accumulatore", "capacità del buffer", ecc., Possono esserci molti nomi. Se ascolti i neri più bassi e spaventosi, le increspature di potenza si verificano meno spesso o per niente, perché questi ragazzi usano molto spesso segnali quasi stazionari, quando il tono dei bassi può suonare per diversi secondi senza cambiare.

Selezione del condensatore

Ora sulla selezione della capacità. Il metodo per scegliere un condensatore di livellamento può essere studiato in dettaglio facendo clic su questo link: http://www.meanders.ru/sglazg_filters.shtml.
Quando si sceglie una capacità del condensatore, è consuetudine utilizzare la regola empirica: 1F per 1 kW di consumo energetico. Da
la tecnica a cui ho fatto riferimento in precedenza, sappiamo che il filtro smoothing funziona efficacemente se vale la disuguaglianza: 1/(2pi*F*C)"R dove
R è la resistenza di carico del filtro, nel nostro caso un'impedenza di ingresso generalizzata dell'intero sistema audio,
F - la frequenza delle pulsazioni da affrontare dipende dalla natura del segnale musicale
C è la capacità del condensatore di livellamento. il segno """ significa "significativamente inferiore", il concetto non è del tutto specifico, significa che un valore dovrebbe essere inferiore all'altro di circa un ordine di grandezza, se non sbaglio.
Certo, la resistenza generalizzata R non può essere misurata, ma stimata: se il sistema consuma 1 kW, la sorgente lo "vede" come un carico di 0,15 Ohm. Puoi stimare la resistenza se conosci la corrente assorbita.
Per non preoccuparsi di stimare la resistenza e se si conosce la potenza del sistema, si può convertire l'espressione nella forma C»P / (2pi*F*U 2) dove

U - tensione rete di bordo
P è la potenza del sistema. Secondo l'ultima formula, puoi scegliere la capacità del condensatore, che in un sistema potente neutralizzerà l'effetto negativo del "drawdown" sulla qualità del suono.
Ad esempio, per un impianto con una potenza di 1 kW (P = 1000 W), con una tensione nella rete di bordo di 12V (U = 12V), se ascoltiamo musica con un ritmo di quattro quarti (4 battute al secondo, F = 4Hz), quindi per eliminare l'impatto negativo sul suono dei drawdown emergenti, abbiamo bisogno di un condensatore con una capacità di C "0,27F. Si ritiene che una capacità di 1F sia sufficiente, ma personalmente penso che 2,5-3F soddisfi la condizione.

conclusioni

Ci sono alcuni punti salienti di tutto questo:
1. Il condensatore è necessario per far fronte ai disturbi derivanti da "prelievi" della tensione di alimentazione,
generato dal sistema stesso durante il funzionamento. Il condensatore non elimina in alcun modo il "drawdown" e non stabilizza la tensione e non aumenta la capacità della batteria.
2. Se il sistema riproduce un segnale stazionario, ad esempio una sinusoide durante la misurazione della pressione, non c'è ondulazione della tensione di alimentazione, quindi il condensatore è inutile in tali modalità.
3. Se il sistema audio è alimentato da una sorgente costituita da un generatore molto potente e diverse batterie AGM collegate in parallelo, tale sorgente ha un'impedenza di uscita molto bassa, per cui il "drawdown" nel sistema può essere trascurabile. In questi casi, anche l'uso di un condensatore non darà un risultato evidente.

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Perché è necessario un condensatore?

L'unico scopo dell'utilizzo dei condensatori nei sistemi audio per auto è combattere le cadute di tensione, ad es. stabilizzazione della tensione.

Le cadute di tensione hanno ucciso il suono? Carica il condensatore!

Riso. 1. Condensatori: proiettili con elettricità.

Cosa c'è che non va con le cadute di tensione?

Gli amplificatori del suono dimostrano la migliore qualità del suono e la massima potenza a una tensione stabile di 13,5 - 14 V. Ma in pratica, senza l'uso di condensatori, la tensione nel sistema di alimentazione è tutt'altro che ideale e, soprattutto, è completamente instabile e cade quasi al ritmo della musica. Allo stesso tempo, qualsiasi amplificatore audio riduce notevolmente l'efficienza, la qualità del suono e la potenza.

Efficienza del lavoro, cioè il livello di potenza e la distorsione del suono di qualsiasi amplificatore sonoro dipendono direttamente dalla tensione ai terminali di alimentazione.

Perché si verificano cadute di tensione?

Primo, regolare batteria dell'auto incapace di dare correnti elevate abbastanza veloce grazie alla sua grande resistenza interna (da 30 mΩ). Di conseguenza, invece di 13,5 - 14 V, anche con il motore acceso, specialmente nei momenti di picco di potenza, come la batteria o altri impulsi di basso, la tensione può diminuire di diversi volt. Tale caduta di tensione porta inequivocabilmente a una significativa diminuzione della potenza e alla comparsa di distorsioni del suono percepibili ad orecchio anche da un ascoltatore inesperto.

In secondo luogo, la notevole lontananza della batteria dagli amplificatori richiede un utilizzo piuttosto lungo cavi di alimentazione. Qualsiasi cavo, anche se di rame e della sezione più idonea, ha una sua, seppur piccola, resistenza. Più lungo è il cavo, maggiore è la sua resistenza, più impedisce la trasmissione istantanea di grandi correnti.

In terzo luogo, in circuito elettrico gli elementi di collegamento sono molti: portafusibili, ripartitori di potenza, terminali, ecc. Ognuno di questi elementi collega diversi metalli, creando la cosiddetta resistenza di contatto. Naturalmente, i connettori in ottone di qualità hanno scarso effetto sulle cadute di tensione complessive. Tuttavia, di norma, nella ricerca del prezzo, molti utilizzano elementi di collegamento realizzati con leghe a base di zinco di bassa qualità. Ciò porta a perdite di energia in queste sezioni del circuito.

Come fa un condensatore a risolvere questo problema?

Un condensatore o accumulatore è una fonte di alimentazione che ha un tasso istantaneo di ritorno di elettricità. Quando una normale batteria e cavi "non hanno il tempo di fornire" la successiva porzione di energia, l'amplificatore la riceve istantaneamente dal condensatore. Avendo rinunciato parzialmente o completamente alla sua carica, anche il condensatore viene caricato istantaneamente. Pertanto, il condensatore stabilizza la tensione nel sistema di alimentazione.

Tracciamo un'analogia. Immaginiamolo elettricità- Questa è acqua. Gli amplificatori del suono hanno bisogno di molta energia per funzionare nel modo più efficiente possibile, ad es. acqua. Quindi una batteria normale è una grande bottiglia con un collo stretto. Molta acqua non può fluire attraverso il collo in una volta, cosa richiesta dagli amplificatori audio per elaborare un potente segnale a banda larga o un impulso dei bassi. In questo caso, il condensatore è un secchio. Il secchio può essere rapidamente raccolto e versato un gran numero di acqua. Pertanto, il condensatore si arrende istantaneamente e riceve nuovamente la sua carica, stabilizzando la tensione sui cavi di alimentazione dell'amplificatore.

Riso. 2. Condensatori e una normale batteria come un secchio e una bottiglia.

Condensatore a condensatore - discordia!

La stragrande maggioranza dei sistemi audio per auto semplicemente non riesce a raggiungere il proprio potenziale a causa della mancanza di condensatori nel sistema di alimentazione. Tuttavia, perché ci sono così tante controversie e miti sulla necessità del loro utilizzo? Sfortunatamente, un numero significativo di aziende produce condensatori di bassa qualità che non hanno le capacità dichiarate e ancora meno resistenza. Tali condensatori non riducono le cadute di tensione, ma hanno un bel pacchetto e un prezzo basso. I beni abbordabili diventano sempre massa. Da qui l'esercito degli insoddisfatti, che credono che i condensatori siano inutili. Leggi di più sui "manichini" che hanno eclissato il mercato dell'autoradio nell'articolo.

Molti proprietari abbastanza spesso si trovano in una situazione in cui hanno bisogno di collegare un dispositivo come un trifase motore asincrono a varie attrezzature, che possono essere una smeriglio o una perforatrice. Ciò solleva un problema, poiché la sorgente è progettata per una tensione monofase. Cosa fare qui? In effetti, questo problema è abbastanza facile da risolvere collegando l'unità secondo gli schemi utilizzati per i condensatori. Per realizzare questo piano, avrai bisogno di un dispositivo funzionante e di avviamento, spesso indicato come sfasatori.

Per garantire il corretto funzionamento del motore elettrico è necessario calcolare alcuni parametri.

Per condensatore di marcia

Per selezionare la capacità effettiva del dispositivo, è necessario eseguire i calcoli utilizzando la formula:

• I1 è la corrente nominale dello statore, per la quale si utilizzano speciali morsetti;
• Unnetwork - tensione di rete con una fase, (V).

Dopo aver eseguito i calcoli, la capacità del condensatore di lavoro sarà ottenuta in microfarad.

Potrebbe essere difficile per qualcuno calcolare questo parametro usando la formula sopra. Tuttavia, in questo caso, puoi utilizzare un altro schema per calcolare la capacità, dove non è necessario eseguirlo operazioni complesse. Questo metodo consente di determinare semplicemente il parametro richiesto in base solo alla potenza del motore asincrono.

È sufficiente ricordare qui che 100 watt di potenza di un'unità trifase dovrebbero corrispondere a circa 7 microfarad della capacità del condensatore di lavoro.

Durante il calcolo, è necessario monitorare la corrente che scorre all'avvolgimento di fase dello statore nella modalità selezionata. È considerato inaccettabile se la corrente ha maggior valore rispetto al valore nominale.

per condensatore di avviamento

Ci sono situazioni in cui il motore elettrico deve essere acceso in condizioni di grande carico sull'albero. Quindi un condensatore funzionante non sarà sufficiente, quindi dovrai aggiungere un condensatore di avviamento. Una caratteristica del suo lavoro è che funzionerà solo durante il periodo di avvio del dispositivo per non più di 3 secondi, che utilizza la chiave SA. Quando il rotore raggiunge il livello della velocità nominale, il dispositivo si spegne.

Se, a causa di una svista, il proprietario ha lasciato accesi i dispositivi di avviamento, ciò comporterà la formazione di un significativo squilibrio delle correnti nelle fasi. In tali situazioni, la probabilità di surriscaldamento del motore è elevata. Quando si determina la capacità, si dovrebbe partire dal fatto che il valore di questo parametro dovrebbe 2,5-3 volte superare la capacità del condensatore di lavoro. Agendo in questo modo è possibile garantire che la coppia di spunto del motore raggiunga il valore nominale, per cui non ci sono complicazioni durante il suo avviamento.

Per creare la capacità richiesta, i condensatori possono essere collegati in parallelo e in serie. Va tenuto presente che è consentito il funzionamento di unità trifase con potenza non superiore a 1 kW se collegate a rete monofase con il dispositivo giusto. E qui puoi farne a meno condensatore di avviamento.

Tipo di

Dopo i calcoli, è necessario determinare quale tipo di condensatore può essere utilizzato per il circuito selezionato.

L'opzione migliore è quando viene utilizzato lo stesso tipo per entrambi i condensatori. Di solito lavoro motore trifase fornire condensatori di avviamento in carta, rivestiti in una custodia sigillata in acciaio come MPGO, MBGP, KBP o MBGO.

La maggior parte di questi dispositivi ha la forma di un rettangolo. Se guardi il caso, allora ci sono le loro caratteristiche:

• capacità (uF);
• Tensione di esercizio (V).

Applicazione di dispositivi elettrolitici

Quando si utilizzano condensatori di avviamento in carta, è necessario ricordare il seguente punto negativo: hanno abbastanza grandi dimensioni pur fornendo una piccola capacità. Per questo motivo, per il funzionamento efficiente di un motore trifase di piccola potenza, è necessario utilizzare un numero sufficientemente elevato di condensatori. Se lo si desidera, la carta può essere sostituita con quella elettrolitica. In questo caso devono essere collegati in modo leggermente diverso, dove devono essere presenti elementi aggiuntivi, rappresentati da diodi e resistori.

Tuttavia, gli esperti sconsigliano l'uso di condensatori di avviamento elettrolitici. Ciò è dovuto alla presenza di un grave inconveniente in essi, che si manifesta in quanto segue: se il diodo non fa fronte al suo compito, la corrente alternata verrà venduta al dispositivo, e questo è già irto del suo riscaldamento e della successiva esplosione .

Un altro motivo è che oggi sul mercato sono disponibili lanciatori in polipropilene rivestiti in metallo migliorati. corrente alternata tipo SVV.

Molto spesso sono progettati per funzionare con una tensione di 400-450 V. Dovrebbe essere data la preferenza, dato che si sono ripetutamente mostrati dalla parte buona.

Voltaggio

Considerando tipi diversi raddrizzatori di avviamento di un motore trifase collegato a una rete monofase, un parametro come tensione di esercizio.

Sarebbe un errore utilizzare un raddrizzatore la cui tensione nominale supera di un ordine di grandezza quella richiesta. Oltre all'alto costo di acquisizione, dovrai destinare più spazio a causa delle sue grandi dimensioni.

Allo stesso tempo, non dovresti considerare i modelli in cui la tensione ha un indicatore inferiore alla tensione di rete. I dispositivi con tali caratteristiche non saranno in grado di svolgere efficacemente le loro funzioni e si guasteranno molto presto.

Per non sbagliare nella scelta della tensione di esercizio, è necessario seguire il seguente schema di calcolo: il parametro finale deve corrispondere al prodotto della tensione di rete effettiva e un fattore di 1,15, mentre il valore calcolato deve essere almeno 300 V .

Nel caso in cui i raddrizzatori di carta siano selezionati per il funzionamento in una rete a tensione alternata, la loro tensione operativa deve essere divisa per 1,5-2. Pertanto, la tensione operativa per un condensatore di carta, per il quale il produttore ha indicato una tensione di 180 V, in condizioni di funzionamento in una rete a corrente alternata, sarà di 90-120 V.

Per capire come si concretizza l'idea di collegare un motore elettrico trifase ad una rete monofase, eseguiamo un esperimento utilizzando un'unità AOL 22-4 con una potenza di 400 (W). Il compito principale da risolvere è avviare il motore da una rete monofase con una tensione di 220 V.

Il motore utilizzato ha le seguenti caratteristiche:

Tenendo presente che il motore elettrico utilizzato ha una piccola potenza, quando lo si collega a una rete monofase è possibile acquistare solo un condensatore funzionante.

Calcolo della capacità del raddrizzatore di lavoro:

Usando le formule di cui sopra, prendiamo 25 uF come valore medio della capacità del raddrizzatore di lavoro. Qui è stata scelta una capacità leggermente maggiore di 10 uF. Quindi cercheremo di scoprire come una tale modifica influisca sul lancio del dispositivo.

Ora dobbiamo acquistare dei raddrizzatori; come questi ultimi verranno utilizzati condensatori di tipo MBGO. Inoltre, sulla base dei raddrizzatori preparati, viene assemblata la capacità richiesta.

Nel processo di lavoro, va ricordato che ciascuno di questi raddrizzatori ha una capacità di 10 microfarad.

Se prendi due condensatori e li colleghi tra loro circuito parallelo, la capacità totale sarà di 20 uF. In questo caso, l'indicatore della tensione di esercizio sarà pari a 160V. Per raggiungere il livello richiesto di 320 V, è necessario prendere questi due raddrizzatori e collegarli alla stessa coppia di condensatori collegati in parallelo, ma utilizzando già un circuito seriale. Di conseguenza, la capacità totale sarà di 10 microfarad. Quando la batteria dei condensatori funzionanti è pronta, la colleghiamo al motore. Quindi resta solo da eseguirlo in una rete monofase.

Durante l'esperimento di connessione del motore a una rete monofase, il lavoro ha richiesto meno tempo e fatica. Utilizzando un'unità simile con una batteria selezionata di raddrizzatori, va notato che la sua potenza utile sarà fino al 70-80% della potenza nominale, mentre la velocità del rotore corrisponderà al valore nominale.

Importante: se il motore utilizzato è predisposto per una rete 380/220 V, per il collegamento alla rete, utilizzare il circuito "triangolo".

Presta attenzione al contenuto del tag: capita che sia presente un'immagine di una stella con una tensione di 380 V. In questo caso, il corretto funzionamento del motore nella rete può essere garantito soddisfacendo le seguenti condizioni. Innanzitutto, dovrai "sventrare" una stella comune, quindi collegare 6 estremità alla morsettiera. Cerca un punto in comune dovrebbe essere nella parte frontale del motore.

Video: collegamento di un motore monofase a una rete monofase

La decisione di utilizzare un condensatore di avviamento dovrebbe essere presa in base a condizioni specifiche, molto spesso ne basta uno funzionante. Tuttavia, se il motore utilizzato è soggetto a un carico maggiore, si consiglia di interrompere il funzionamento. In questo caso, è necessario determinare correttamente la capacità richiesta del dispositivo per garantire il funzionamento efficiente dell'unità.

Il modo più semplice per collegare un motore elettrico trifase a una rete monofase è con un condensatore sfasatore singolo. Come tale condensatore, dovrebbero essere utilizzati solo condensatori non polari e non di campo (elettrolitici).

condensatore di sfasamento.

Quando si collega un motore elettrico trifase a una rete trifase, l'avviamento è fornito da un'alternanza campo magnetico. E quando il motore è collegato a una rete monofase, non viene creato uno spostamento sufficiente del campo magnetico, quindi è necessario utilizzare un condensatore di sfasamento.

La capacità del condensatore di sfasamento deve essere calcolata come segue:

• per la connessione "triangolo": SF=4800 I/U;
• per la connessione "stella":SF=2800 I/U.

Ulteriori informazioni su questi tipi di connessioni. :

In queste formule: Cf è la capacità del condensatore sfasatore, μF; IO- corrente nominale, MA; U– tensione di rete, V.

In questa formula ci sono tali abbreviazioni: P è la potenza del motore elettrico, necessariamente in kW; cosph è il fattore di potenza; n è l'efficienza del motore.

Il fattore di potenza o spostamento della corrente in tensione, nonché l'efficienza del motore elettrico, è indicato sul passaporto o sulla targa (targhetta) sul motore. I valori di questi due indicatori sono spesso gli stessi e molto spesso pari a 0,8-0,9.

Approssimativamente, puoi determinare la capacità di un condensatore di sfasamento come segue: Cf \u003d 70 P. Si scopre che per ogni 100 W sono necessari 7 microfarad di capacità del condensatore, ma questo non è accurato.

In definitiva, la correttezza della determinazione della capacità del condensatore mostrerà il funzionamento del motore elettrico. Se il motore non si avvia, la capacità è bassa. Nel caso in cui il motore sia molto caldo durante il funzionamento, significa che c'è molta capacità.

condensatore funzionante.

La capacità del condensatore di sfasamento rilevata dalle formule proposte è sufficiente solo per avviare un motore elettrico trifase non carico. Cioè, quando non ci sono ingranaggi meccanici sull'albero motore.

Il condensatore calcolato garantirà il funzionamento del motore elettrico anche quando raggiunge la sua velocità operativa, pertanto un tale condensatore è anche chiamato condensatore di lavoro.

Avviare il condensatore.

In precedenza si diceva che un motore elettrico scarico, cioè un piccolo ventilatore, una rettificatrice può essere avviato da un condensatore sfasatore. Ma per avviare un trapano, una sega circolare, una pompa dell'acqua non può più essere avviata da un condensatore.

Per avviare un motore elettrico carico, è necessario aggiungere brevemente capacità al condensatore di sfasamento esistente. Nello specifico, è necessario collegare un altro condensatore sfasatore in parallelo al condensatore di lavoro collegato. Ma solo per un breve periodo di 2 - 3 secondi. Perché quando il motore elettrico raggiunge velocità elevate, una corrente sovrastimata scorrerà attraverso l'avvolgimento a cui sono collegati due condensatori di sfasamento. Una corrente elevata riscalderà l'avvolgimento del motore e ne distruggerà l'isolamento.

Un condensatore collegato in aggiunta e in parallelo a un condensatore di sfasamento (funzionante) esistente è chiamato condensatore di avviamento.

Per i motori dei ventilatori a basso carico, seghe circolari, trapani, la capacità del condensatore di avviamento è selezionata uguale alla capacità del condensatore di lavoro.

Per i motori carichi di pompe dell'acqua, seghe circolari, è necessario scegliere la capacità del condensatore di avviamento il doppio di quella dell'operaio.

È molto conveniente assemblare una batteria di condensatori collegati in parallelo per selezionare con precisione le capacità richieste dei condensatori sfasatori (in funzione e in avviamento). I condensatori collegati tra loro devono essere presi in piccole capacità di 2, 4, 10, 15 microfarad.

Quando si sceglie la tensione di qualsiasi condensatore, è necessario utilizzare la regola universale. La tensione per la quale è progettato il condensatore deve essere 1,5 volte superiore alla tensione a cui verrà collegato.

Se guardi all'interno della custodia di qualsiasi apparecchio elettrico, puoi vedere molti componenti diversi utilizzati nei circuiti moderni. È abbastanza difficile capire come funzionano tutti questi resistori, transistor, diodi e microcircuiti collegati in un unico sistema. Tuttavia, per capire perché è necessario un condensatore nei circuiti elettrici, è sufficiente la conoscenza di un corso di fisica scolastica.

Dispositivo condensatore e sue proprietà

Il condensatore è costituito da due o più elettrodi - piastre, tra le quali è posizionato uno strato dielettrico. Questo design ha la capacità di accumulare una carica elettrica quando è collegato a una fonte di tensione. Come dielettrico si possono usare aria o solidi: carta, mica, ceramica, film di ossido.

La caratteristica principale del condensatore: costante o variabile capacità elettrica, misurato in farad. Dipende dall'area delle piastre, dallo spazio tra loro e dal tipo di dielettrico. La capacità di un condensatore determina le sue due proprietà più importanti: la capacità di immagazzinare energia e la dipendenza della conduttività dalla frequenza del segnale trasmesso, grazie alla quale questo componente è stato ampiamente utilizzato nei circuiti elettrici.

Accumulo di energia

Se colleghi un condensatore piatto a una sorgente tensione costante, le cariche negative si accumuleranno gradualmente su uno dei suoi elettrodi e le cariche positive sull'altro. Questo processo, chiamato ricarica, è mostrato in figura. La sua durata dipende dai valori di capacità e resistenza attiva elementi della catena.

La presenza di un dielettrico tra le piastre impedisce il flusso di particelle cariche all'interno del dispositivo. Ma nel circuito stesso in questo momento, la corrente elettrica esisterà fino a quando le tensioni sul condensatore e sulla sorgente non saranno uguali. Ora, se si scollega la batteria dal serbatoio, sarà essa stessa una sorta di batteria in grado di fornire energia se è collegato un carico.

Resistenza contro frequenza corrente

Un condensatore collegato a un circuito CA si ricaricherà periodicamente in base al cambio di polarità della tensione di alimentazione. Pertanto, il componente elettronico considerato, insieme a resistori e induttori, crea una resistenza Rñ=1/(2πfC), dove f è la frequenza, C è la capacità.

Come si può vedere dalla dipendenza presentata, il condensatore ha un'elevata conduttività rispetto ai segnali ad alta frequenza e conduce debolmente quelli a bassa frequenza. La resistenza dell'elemento capacitivo nel circuito corrente continua sarà infinitamente grande, il che equivale alla sua rottura.

Dopo aver studiato queste proprietà, puoi considerare perché è necessario un condensatore e dove viene utilizzato.

Dove vengono utilizzati i condensatori?

• I filtri sono dispositivi in ​​sistemi radioelettronici, energetici, acustici e altri progettati per trasmettere segnali in determinate gamme di frequenza. Ad esempio, nel solito caricabatterie per cellulare i condensatori vengono utilizzati per attenuare la tensione sopprimendo i componenti ad alta frequenza.
• Contorni oscillatori di apparecchiature elettroniche. Il loro lavoro si basa sul fatto che quando i condensatori vengono accesi insieme a un induttore, nel circuito si verificano tensioni e correnti periodiche.
• Pulse shaper, timer, dispositivi informatici analogici. Nel funzionamento di questi sistemi viene utilizzata la dipendenza del tempo di carica del condensatore dal valore della capacità.
• Raddrizzatori con moltiplicazione di tensione, utilizzati, tra l'altro, in installazioni a raggi X, laser, acceleratori di particelle. Qui il ruolo più importante è svolto dalla proprietà della componente capacitiva di accumulare energia, immagazzinarla e cederla.

Naturalmente, questi sono solo i dispositivi più comuni in cui vengono utilizzati i condensatori. Non un singolo complesso di apparecchiature domestiche, automobilistiche, industriali, delle telecomunicazioni, dell'elettronica di potenza può farne a meno.