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Linea 5: | Linea 5: | ||
===== 1 Generalità ===== | ===== 1 Generalità ===== | ||
- | Il **condensatore** è un componente passivo costituito da due superfici di materiale conduttore dette armature separate da un isolante (o dielettrico). Il condensatore è un grado di accumulare carica elettrica - uguale ma di segno opposto - sulle sue armature quando viene sottoposto a tensione. Quando un condensatore viene caricato nell' | + | Il **condensatore** è un componente passivo costituito da due superfici di materiale conduttore dette armature separate da un isolante (o dielettrico). Il condensatore è un grado di accumulare carica elettrica - uguale ma di segno opposto - sulle sue armature quando viene sottoposto a tensione. Quando un condensatore viene caricato nell' |
- | $$C=Q/V$$ | + | |
- | La capacità si misura in Farad [F] e dipende dalla geometria del condensatore e dal materiale impiegato come isolante. La formula vista sopra può essere | + | `C=Q/V` |
- | $$Q=CV$$ | + | |
- | e permette di calcolare la carica accumulata da un condensatore | + | La capacità si misura in Farad [F] e dipende dalla geometria del condensatore e dal materiale impiegato come isolante. La formula vista sopra, riscritta così: |
+ | |||
+ | `Q=CV` | ||
+ | |||
+ | permette di calcolare la carica accumulata da un condensatore | ||
La legge di Ohm del condensatore, | La legge di Ohm del condensatore, | ||
- | $$i=C (dv/dt)$$ | + | |
- | La relazione - molto più complicata di quella di un resistore - contiene la derivata nel tempo della tensione((interpretabile | + | `i=C (dv)/(dt)` |
- | * in un condensatore scorre corrente solo se la tensione | + | |
+ | La relazione - molto più complicata di quella di un resistore - contiene la derivata nel tempo della tensione((in questo tipo di fenomeni la derivata può essere interpretata | ||
+ | * in un condensatore scorre corrente solo se il valore della tensione | ||
* la corrente dipende dalla velocità con cui cambia la tensione | * la corrente dipende dalla velocità con cui cambia la tensione | ||
- | * la tensione non può passare | + | * la tensione non può variare a gradino, cioè " |
===== 2 Comportamento in transitorio ===== | ===== 2 Comportamento in transitorio ===== | ||
- | Se si carica o scarica un condensatore con una tensione costante i valori di carica | + | Se si carica o scarica un condensatore con una tensione costante i valori di carica, tensione |
- | $$v(t)=V_f - (V_f - V_i)e^-(t/tau)$$ | + | |
+ | `v(t)=V_f - (V_f - V_i)e^(-t/tau)` | ||
===== 3 Comportamento in regime sinusoidale ===== | ===== 3 Comportamento in regime sinusoidale ===== | ||
- | Nei circuiti in alternata, dove la tensione cambia nel tempo con legge sinusoidale, | + | Nei circuiti in alternata, dove la tensione cambia nel tempo con legge sinusoidale, |
+ | |||
+ | ===== 4 Parametri caratteristici ===== | ||
+ | |||
+ | La **capacità nominale** è il valore dichiarato dal costruttore. Il range di valori va dai [pF] ai [mF] e dipende da: | ||
+ | * tipologia costruttiva (in //figura 5// quella piana e quella cilindrica) | ||
+ | * tipo di isolante (attraverso la costante dielettrica) | ||
+ | * geometria (distanza tra le armature e loro superficie) | ||
+ | |||
+ | Come per i resistori è definita: | ||
+ | * una **tolleranza**, | ||
+ | * un **coefficiente di temperatura**, | ||
+ | |||
+ | La **tensione nominale** indica il valore massimo che il condensatore può sopportare. Per valori superiori si ha la perforazione del dielettrico dovuta al superamento della rigidità dielettrica dell' | ||
+ | |||
+ | La **resistenza di isolamento** tiene conto: | ||
+ | * del valore non infinito della resistenza del dielettrico R< | ||
+ | * della resistenza dei contatti e delle armature R< | ||
+ | |||
+ | Il condensatore reale può allora essere studiato con il circuito equivalente di //figura 7//. Nel modello compare anche una induttanza L< | ||
+ | * **angolo di perdita** l' | ||
+ | * **fattore di dissipazione** la tangente di tale angolo che coincide col rapporto tra potenza dissipata nelle resistenze del condensatore reale e potenza reattiva | ||
+ | |||
+ | La //figura 8// mostra una serie di grafici estratti da datasheet di condensatori commerciali che mostrano la dipendenza dalla temperatura, | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | ===== 5 Codici di identificazione ===== | ||
+ | |||
+ | Nei contenitori dei condensatori, | ||
+ | * con una sigla alfanumerica dove il sottomultiplo è usato come separatore dei decimali (ad es. 8p2 indica 8,2 pF) | ||
+ | * con tre cifre da interpretare come le prime tre bande dei resistori (due cifre significative e il moltiplicatore) per ottenere un valore in pF | ||
+ | * con un punto decimale iniziale (o uno zero se il punto è omesso) per indicare un valore in μF | ||
+ | |||
+ | La tolleranza è solitamente indicata con una lettera maiuscola secondo la //tabella 1//. I valori più comuni di tolleranza sono 5% (J), 10% (K) e 20% (M). | ||
+ | |||
+ | In alcuni tipi di condensatori i valori sono codificati usando delle bande colorate come per i resistori. In questo caso le prime tre bande esprimono un valore in pF, la quarta banda indica la tolleranza (codificata diversamente rispetto ai resistori) e la quinta indica la tensione nominale. | ||
+ | |||
+ | Nei condensatori elettrolitici la polarità è indicata con un segno + o - in corrispondenza di uno dei terminali e utilizzando una diversa lunghezza per i due reofori (quello più lungo è il +). | ||
+ | |||
+ | ===== 6 Tecnologie costruttive ===== | ||
+ | |||
+ | I condensatori si classificano in base al dielettrico impiegato. Le tipologie principali sono: | ||
+ | * condensatori ceramici (i più piccoli e i più utilizzati) | ||
+ | * condensatori a film plastici | ||
+ | * condensatori elettrolitici (capacità elevata ma polarizzati) | ||
+ | |||
+ | I **condensatori ceramici** hanno solitamente la forma a disco di //figura 10// (ma esistono altre forme, ad esempio quella multistrato tipica dei componenti SMD) e piccoli valori di capacità. Sono disponibili in tre diverse classi: | ||
+ | * classe I: con elevata stabilità, buona precisione e bassa dissipazione; | ||
+ | * classe II: più piccoli ed economici ma peggiori per stabilità, dissipazione e precisione; adatti per applicazioni dove non serve grande precisione (ad esempio come condensatori di bypass o di accoppiamento) | ||
+ | * classe III: simili a quelli di classe II ma più piccoli e con caratteristiche peggiori; utilizzati in bassa tensione dove è richiesta la massima miniaturizzazione | ||
+ | |||
+ | Nei **condensatori a film plastico** il dielettrico è un sottile film di materiale plastico metallizzato su entrambe le facce per formare le armature e avvolto per ridurre l' | ||
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+ | |||
+ | ===== 7 Condensatori elettrolitici ===== | ||
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+ | I **condensatori elettrolitici** utilizzano un ossido di metallo come dielettrico. Questa soluzione permette di ridurre lo spessore dell' | ||
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+ | I principali difetti dei condensatori elettrolitici sono: | ||
+ | * scarsa precisione/ | ||
+ | * elevate perdite (resistenza di isolamento e angolo di perdita) | ||
+ | * sono componenti polarizzati | ||
+ | |||
+ | Dal punto di vista costruttivo un condensatore elettrolitico in alluminio è formato da: | ||
+ | * un' | ||
+ | * un' | ||
+ | * uno strato di ossido isolante che si forma per elettrolisi collegando l' | ||
+ | Questi strati sono poi avvolti come mostrato in //figura 12c//. | ||
+ | |||
+ | Nel funzionamento è allora indispensabile **rispettare la polarità** indicata chiaramente sul contenitore del componente con un segno + o - in corrispondenza di uno dei due reofori. Se per errore si inverte la polarità si ha una forte circolazione di corrente che distrugge il componente e, nel caso peggiore, provoca un' | ||
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+ | I condensatori al tantalio hanno un funzionamento simile a quelli in alluminio ma caratteristiche migliori e forme diverse (a goccia e a parallelepipedo oltre che cilindrica). | ||
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+ | ===== 8 Condensatori variabili ===== | ||
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+ | Nei condensatori variabili è possibile regolare il valore della capacità; questo risulta utile quando si deve tarare con precisione un circuito, compensare una capacità, " | ||
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+ | Costruttivamente sono formati da più armature collegate insieme e separate da uno stato d' | ||
===== Navigazione ===== | ===== Navigazione ===== | ||
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