Quali sono le applicazioni dei condensatori?

I condensatori si trovano in quasi tutti i dispositivi elettronici e servono diverse applicazioni essenziali nella progettazione di circuiti. I condensatori forniscono opzioni di filtro flessibili, riduzione del rumore, accumulo di energia e capacità di rilevamento per i progettisti, tra gli altri usi.

In questa guida, diamo un'occhiata alla varietà di usi dei condensatori nei prodotti e nelle apparecchiature elettroniche.

A cosa servono i condensatori?

In combinazione con i resistori, i condensatori sono spesso utilizzati come elemento principale dei filtri selettivi in ​​frequenza. I design e le topologie di filtri disponibili sono numerosi. Questi possono essere adattati per frequenza e prestazioni selezionando i valori e la qualità dei componenti appropriati. I tipi di design del filtro includono:

• Filtro passa alto
• Filtro passa basso
• Filtro passa banda
• Filtro di arresto della banda
• Filtro notch
• Filtro passa tutto
• Filtro di equalizzazione

Condensatori di disaccoppiamento e by-pass

I condensatori svolgono un ruolo fondamentale nel funzionamento dell'elettronica digitale proteggendo i microchip sensibili dal rumore sul segnale di alimentazione. Questo rumore può causare comportamenti anomali. I condensatori utilizzati in questa applicazione sono chiamati condensatori di disaccoppiamento. Questi condensatori dovrebbero essere posizionati vicino a ciascun microchip per essere efficaci perché le tracce del circuito fungono da antenne e raccolgono il rumore dall'ambiente circostante. I condensatori di disaccoppiamento e di bypass sono utilizzati anche in qualsiasi area di un circuito per ridurre l'impatto complessivo del rumore elettrico.

Condensatori di accoppiamento o di blocco CC

I condensatori possono trasmettere segnali CA mentre bloccano la CC e possono essere utilizzati per separare i componenti CA e CC di un segnale. Il valore del condensatore non ha bisogno di essere preciso o accurato per l'accoppiamento. Tuttavia, dovrebbe essere un valore elevato, poiché la reattanza del condensatore determina le prestazioni nelle applicazioni di accoppiamento.

Condensatori snubber

Nei circuiti in cui viene azionato un carico ad alta induttanza, come un motore o un trasformatore, possono verificarsi grandi picchi di potenza transitori quando l'energia immagazzinata nel carico induttivo viene scaricata improvvisamente. Questa scarica può danneggiare componenti e contatti.

L'applicazione di un condensatore può limitare o attenuare il picco di tensione attraverso il circuito, rendendo l'operazione più sicura e il circuito più affidabile. L'uso di una tecnica di snodo nei circuiti a bassa potenza impedisce la creazione di picchi indesiderati interferenza di radiofrequenza. Questa interferenza genera un comportamento anomalo nei circuiti e causa difficoltà nell'ottenere la certificazione e l'approvazione del prodotto.

Condensatori di potenza a impulsi

I condensatori sono piccole batterie che offrono capacità di accumulo di energia uniche oltre a quelle delle batterie a reazione chimica. Quando è richiesta molta potenza in un breve periodo di tempo, i grandi condensatori e i banchi di condensatori sono un'opzione superiore per molte applicazioni. I banchi di condensatori immagazzinano energia per applicazioni quali laser a impulsi, radar, acceleratori di particelle e cannoni ferroviari. Un'applicazione comune del condensatore a impulsi è nel flash delle fotocamere usa e getta, che viene caricato e poi scaricato rapidamente attraverso il flash, fornendo un grande impulso di corrente.

Applicazioni per circuiti risonanti o sintonizzati

Mentre resistori, condensatori e induttori realizzano filtri, alcune combinazioni possono provocare una risonanza che amplifica il segnale di ingresso. Questi circuiti amplificano i segnali alla frequenza di risonanza, creano un'alta tensione dagli ingressi a bassa tensione e vengono utilizzati come oscillatori e filtri sintonizzati. Nei circuiti risonanti, bisogna fare attenzione a selezionare componenti in grado di sopravvivere alle tensioni che ogni componente vede attraverso di esso, o si guasterà rapidamente.

Applicazione di rilevamento capacitivo

Il rilevamento capacitivo è recentemente diventato una caratteristica comune nei dispositivi avanzati di elettronica di consumo. Tuttavia, i sensori capacitivi sono stati utilizzati per decenni in varie applicazioni per posizioni, umidità, livello del fluido, controllo della qualità di produzione e accelerazione. Il rilevamento capacitivo funziona rilevando un cambiamento nella capacità dell'ambiente locale attraverso un cambiamento in il dielettrico: una variazione della distanza tra le armature del condensatore o una variazione dell'area di a condensatore.

Sicurezza del condensatore

Come componenti di accumulo di energia, i condensatori possono immagazzinare pericolose quantità di energia. Questo alto livello di energia può causare scosse elettriche fatali e danneggiare le apparecchiature anche quando un condensatore viene scollegato dall'alimentazione per un periodo di tempo considerevole. Per questo motivo è sempre buona norma scaricare i condensatori prima di intervenire sulle apparecchiature elettriche.

I condensatori elettrolitici tendono a guastarsi violentemente in determinate condizioni, specialmente se la tensione su un condensatore elettrolitico polarizzato viene invertita. I condensatori utilizzati in applicazioni ad alta potenza e alta tensione possono anche guastarsi violentemente quando i materiali dielettrici si rompono e si vaporizzano.