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Linea 6: | Linea 6: | ||
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' | ||
- | $$C=Q/V$$ | + | |
+ | `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, riscritta così: | 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: | ||
- | $$Q=CV$$ | + | |
+ | `Q=CV` | ||
permette di calcolare la carica accumulata da un condensatore di capacità C sottoposto alla tensione V((notare che tensione e carica - non corrente! - sono proporzionali nei condensatori)). | permette di calcolare la carica accumulata da un condensatore di capacità C sottoposto alla tensione V((notare che tensione e carica - non corrente! - sono proporzionali nei condensatori)). | ||
La legge di Ohm del condensatore, | La legge di Ohm del condensatore, | ||
- | $$i=C (dv/dt)$$ | + | |
+ | `i=C (dv)/(dt)` | ||
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 come 1) variazione della tensione in un intervallo di tempo molto breve 2) velocità con cui cambia la tensione nel tempo 3) pendenza della curva che mostra l' | 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 come 1) variazione della tensione in un intervallo di tempo molto breve 2) velocità con cui cambia la tensione nel tempo 3) pendenza della curva che mostra l' | ||
* in un condensatore scorre corrente solo se il valore della tensione sta cambiando (quindi se il condensatore si sta caricando/ | * in un condensatore scorre corrente solo se il valore della tensione sta cambiando (quindi se il condensatore si sta caricando/ | ||
* la corrente dipende dalla velocità con cui cambia la tensione | * la corrente dipende dalla velocità con cui cambia la tensione | ||
- | * la tensione non può variare a gradiono, cioè " | + | * 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, tensione e corrente cambiano con legge esponenziale (//figura 3//). L' | Se si carica o scarica un condensatore con una tensione costante i valori di carica, tensione e corrente cambiano con legge esponenziale (//figura 3//). L' | ||
- | $$v(t)=V_f - (V_f - V_i)e^-(t/tau)$$ | + | |
+ | `v(t)=V_f - (V_f - V_i)e^(-t/tau)` | ||
===== 3 Comportamento in regime sinusoidale ===== | ===== 3 Comportamento in regime sinusoidale ===== | ||
Linea 43: | Linea 47: | ||
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 **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, | ||
Linea 48: | Linea 61: | ||
===== 5 Codici di identificazione ===== | ===== 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' | ||
+ | |||
+ | |||
+ | ===== 7 Condensatori elettrolitici ===== | ||
+ | |||
+ | 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//. | ||
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+ | 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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unita_2_3.1457302776.txt.gz · Ultima modifica: 2020/07/03 15:59 (modifica esterna)