Qual è il tipo di circuito in cui la tensione e l' inversione di corrente sono influenzate dallo smorzamento?
doc-2879
Nei circuiti CC e nei circuiti a impulsi, l' inversione di corrente e tensione è influenzata dallo smorzamento del sistema. L' inversione di tensione si verifica nei circuiti RLC che sono sotto smorzati. La corrente e la tensione invertono la direzione, formando un oscillatore armonico tra l' induttanza e la capacità. La corrente e la tensione tenderanno ad oscillare e potranno più volte invertire la direzione, con ogni picco inferiore al precedente, finché il sistema non raggiunge un equilibrio. Questo è spesso chiamato suoneria. In confronto, i sistemi con smorzamento critico o sovralimentato di solito non subiscono inversioni di tensione. L' inversione si verifica anche nei circuiti CA, dove la corrente di picco sarà uguale in ogni direzione.
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doc-2880
Per la massima durata, i condensatori di solito devono essere in grado di gestire la massima quantità di inversione che un sistema sperimenterà. Un circuito CA subirà l' inversione di tensione al 100%, mentre i circuiti CC sotto smorzati subiranno un' inversione di tensione inferiore al 100%. L' inversione crea campi elettrici in eccesso nel dielettrico, causa un eccessivo riscaldamento sia del dielettrico che dei conduttori e può ridurre drasticamente l' aspettativa di vita del condensatore. L' inversione dei valori nominali influisce spesso sulle considerazioni progettuali del condensatore, dalla scelta dei materiali dielettrici e delle tensioni nominali ai tipi di connessioni interne utilizzate.
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doc-2875
Per i condensatori dielettrici ad aria l' intensità del campo di guasto è dell' ordine da 2 a 5 MV/m; per la mica è da 100 a 300 MV/m; per l' olio da 15 a 25 MV/m; può essere molto inferiore quando si utilizzano altri materiali per il dielettrico. Il dielettrico viene utilizzato in strati molto sottili e quindi la tensione assoluta di rottura dei condensatori è limitata. I valori nominali tipici dei condensatori utilizzati per le applicazioni dell' elettronica generale variano da pochi volt a 1 kV. Con l' aumentare della tensione, il dielettrico deve essere più spesso, rendendo i condensatori ad alta tensione più grandi per capacità rispetto a quelli nominali per tensioni inferiori. La tensione di guasto è influenzata in modo critico da fattori quali la geometria delle parti conduttrici del condensatore; spigoli o punti taglienti aumentano l' intensità del campo elettrico in quel punto e possono portare ad un guasto locale. Una volta che questo comincia ad accadere, il guasto segue rapidamente attraverso il dielettrico fino a raggiungere la piastra opposta, lasciando il carbonio dietro di sé e causando un corto (o relativamente bassa resistenza) circuito. I risultati possono essere esplosivi in quanto il corto circuito del condensatore assorbe corrente dai circuiti circostanti e disperde l' energia.
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doc-2886
Sono disponibili diversi altri tipi di condensatori per applicazioni speciali. I supercondensatori immagazzinano grandi quantità di energia. I supercondensatori realizzati in aerogel di carbonio, nanotubi di carbonio o materiali elettrodi altamente porosi offrono una capacità estremamente elevata (fino a 5 kF nel 2010[aggiornamento]) e possono essere utilizzati in alcune applicazioni al posto delle batterie ricaricabili. I condensatori di corrente alternata sono specificamente progettati per operare su circuiti di alimentazione CA di rete. Sono comunemente utilizzati nei circuiti di motori elettrici e sono spesso progettati per gestire grandi correnti, quindi tendono ad essere fisicamente grandi. Di solito sono confezionati in modo robusto, spesso in casse metalliche che possono essere facilmente collegate a terra o messe a terra. Sono inoltre progettati con tensioni di interruzione in corrente continua pari ad almeno cinque volte la tensione CA massima.
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doc-2882
La perdita equivale ad una resistenza in parallelo al condensatore. L' esposizione costante al calore può causare guasti dielettrici e perdite eccessive, un problema che spesso si riscontra nei vecchi circuiti a valvole sottovuoto, in particolare dove sono stati utilizzati condensatori di carta e lamina oliati. In molti circuiti a tubi sottovuoto, i condensatori di accoppiamento interstadio sono utilizzati per condurre un segnale variabile dalla piastra di un tubo al circuito di rete dello stadio successivo. Un condensatore fuoriuscita può causare l' innalzamento della tensione del circuito di rete rispetto alla sua normale impostazione di bias, causando un' eccessiva distorsione di corrente o di segnale nel tubo a valle. Negli amplificatori di potenza questo può causare il rosso incandescente delle piastre o il surriscaldamento delle resistenze di limitazione della corrente, o addirittura il guasto. Considerazioni analoghe valgono per gli amplificatori a transistor, ma a causa della minore produzione di calore e dell' uso di moderne barriere dielettriche in poliestere, questo problema, una volta comune, è diventato relativamente raro.
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doc-9197
I LED sono stati utilizzati anche come riferimento di media tensione nei circuiti elettronici. Caduta di tensione in avanti (ad es. circa 1,7 V per un normale LED rosso) può essere utilizzato al posto di un diodo Zener in regolatori a bassa tensione. I LED rossi hanno la curva I/V più piatta sopra il ginocchio. I LED basati su nitruri hanno una curva I/V piuttosto ripida e sono inutilizzabili per questo scopo. Anche se la tensione LED in avanti è molto più dipendente dalla corrente di un diodo Zener, i diodi Zener con tensioni di guasto inferiori a 3 V non sono ampiamente disponibili.
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doc-2872
La corrente I (t) che attraversa qualsiasi componente di un circuito elettrico è definita come la velocità di flusso di una carica Q (t) che passa attraverso di essa, ma le cariche e gli elettroni effettivi non possono passare attraverso lo strato dielettrico di un condensatore. Piuttosto, un elettrone si accumula sulla piastra negativa per ciascuno di essi che lascia la piastra positiva, con conseguente esaurimento dell' elettrone e conseguente carica positiva su un elettrodo che è uguale e opposta alla carica negativa accumulata sull' altro. Così la carica sugli elettrodi è uguale all' integrale della corrente e proporzionale alla tensione, come sopra descritto. Come per qualsiasi antiderivativo, viene aggiunta una costante di integrazione per rappresentare la tensione iniziale V (t0). Questa è la forma integrale dell' equazione del condensatore: la velocità di flusso di una carica Q (t) che la attraversa.
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doc-5058
Molte delle limitazioni del classico motore commutatore DC sono dovute alla necessità di premere le spazzole contro il commutatore. Questo crea attrito. Le scintille sono create dalle spazzole che creano e rompono i circuiti attraverso le bobine del rotore quando le spazzole attraversano gli spazi di isolamento tra le sezioni del commutatore. A seconda del tipo di commutatore, questo può includere le spazzole che cortocircuitano sezioni adiacenti - e quindi le estremità delle bobine - momentaneamente mentre si attraversano le fessure. Inoltre, l' induttanza delle bobine del rotore causa l' aumento della tensione in ciascuna di esse quando il suo circuito è aperto, aumentando la scintilla delle spazzole. Questa scintilla limita la velocità massima della macchina, in quanto una scintilla troppo rapida può surriscaldare, erodere o addirittura sciogliere il commutatore. La densità di corrente per unità di superficie delle spazzole, in combinazione con la loro resistività, limita la potenza del motore. La produzione e la rottura del contatto elettrico genera anche rumore elettrico; la scintilla genera RFI. Le spazzole eventualmente si usurano e devono essere sostituite e il commutatore stesso è soggetto ad usura e manutenzione (su grandi motori) o sostituzione (su piccoli motori). Il gruppo del commutatore su un motore di grandi dimensioni è un elemento costoso, che richiede l' assemblaggio di precisione di molte parti. Sui piccoli motori, il commutatore è di solito permanentemente integrato nel rotore, quindi la sua sostituzione richiede di solito la sostituzione dell' intero rotore.
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doc-2881
I condensatori realizzati con qualsiasi tipo di materiale dielettrico mostreranno un certo livello di "assorbimento dielettrico" o "assorbimento". Scaricando un condensatore e scollegandolo, dopo poco tempo potrebbe sviluppare una tensione dovuta all' isteresi nel dielettrico. Questo effetto può essere discutibile in applicazioni come i circuiti campione di precisione e di ritenzione o circuiti di temporizzazione. Il livello di assorbimento dipende da molti fattori, dalle considerazioni progettuali al tempo di ricarica, poiché l' assorbimento è un processo dipendente dal tempo. Tuttavia, il fattore primario è il tipo di materiale dielettrico. I condensatori come il film elettrolitico al tantalio o al polisolfone presentano un assorbimento molto elevato, mentre il polistirolo o il teflon consentono livelli di assorbimento molto ridotti. In alcuni condensatori in cui esistono tensioni ed energie pericolose, come ad esempio nei tubi di infiammabilità, negli apparecchi televisivi e nei defibrillatori, l' assorbimento dielettrico può ricaricare il condensatore a tensioni pericolose dopo che è stato cortocircuitato o scaricato. Qualsiasi condensatore contenente più di 10 joule di energia è generalmente considerato pericoloso, mentre 50 joule o più è potenzialmente letale. Un condensatore può recuperare da 0,01 al 20% della carica originale per diversi minuti, permettendo a un condensatore apparentemente sicuro di diventare sorprendentemente pericoloso.
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doc-13498
Alcune linee della Métro di Parigi in Francia operano su quattro rotaie perché utilizzano pneumatici di gomma che corrono su una coppia di strade strette in acciaio e, in alcuni casi, in calcestruzzo. Dato che i pneumatici non conducono la corrente di ritorno, le due rotaie di guida fornite all' esterno delle "carreggiate" di scorrimento sono doppie come rotaie conduttrici, quindi almeno elettricamente si tratta di uno schema a quattro rotaie. Una delle rotaie di guida è collegata alle rotaie di ritorno tradizionali situate all' interno della carreggiata, per cui è necessaria un' alimentazione a polarità singola. I treni sono progettati per circolare da entrambe le polarità di alimentazione, perché alcune linee utilizzano circuiti di inversione ad una estremità, causando l' inversione del treno durante ogni viaggio completo. L' anello è stato originariamente fornito per salvare le locomotive a vapore originali che dovevano "girare" il resto del treno risparmiando molto tempo. Oggi, l' altoparlante non deve cambiare le estremità a termini fornito con tale loop, ma il risparmio di tempo non è così significativo in quanto ci vuole quasi il tempo necessario per guidare intorno al loop come lo fa per cambiare le estremità. Molti degli anelli originali sono andati perduti man mano che le linee si allungavano.
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doc-2894
Quando un circuito induttivo viene aperto, la corrente attraverso l' induttanza crolla rapidamente, creando una grande tensione attraverso il circuito aperto dell' interruttore o del relè. Se l' induttanza è sufficientemente grande, l' energia genererà una scintilla, provocando l' ossidazione dei punti di contatto, il deterioramento o talvolta la saldatura o la distruzione di un interruttore a stato solido. Un condensatore snubber attraverso il circuito appena aperto crea un percorso per questo impulso per bypassare i punti di contatto, preservandone così la vita; questi sono stati comunemente trovati nei sistemi di accensione degli interruttori, per esempio. Allo stesso modo, nei circuiti a scala ridotta, la scintilla potrebbe non essere sufficiente a danneggiare l' interruttore, ma irradia comunque interferenze indesiderate in radiofrequenza (RFI), che un condensatore di filtro assorbe. I condensatori in gomma Snubber sono di solito utilizzati con una resistenza a basso valore in serie, per dissipare energia e ridurre al minimo l' RFI. Tali combinazioni resistore-condensatore sono disponibili in un unico pacchetto.
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