A che cosa corrisponde la carica sugli elettrodi di un condensatore pari a?
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-2870
Ultimo ma non meno importante, sono stati inventati i condensatori elettrici a doppio strato (oggi Supercondensatori). Nel 1957 H. Becker sviluppò un "condensatore elettrolitico a bassa tensione con elettrodi di carbonio poroso". Credeva che l' energia fosse immagazzinata come carica nei pori di carbonio usati nel suo condensatore come nei pori delle lamelle di condensatori elettrolitici. Poiché il meccanismo a doppio strato non era conosciuto all' epoca, egli scrisse nel brevetto:"Non si sa esattamente cosa stia accadendo nel componente se viene utilizzato per immagazzinare energia, ma porta ad una capacità estremamente elevata".
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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-2893
Nella distribuzione di energia elettrica si utilizzano condensatori per la correzione del fattore di potenza. Questi condensatori sono spesso disponibili sotto forma di tre condensatori collegati come carichi trifase. Di solito, i valori di questi condensatori non sono dati in grandi distanze, ma piuttosto come potenza reattiva in ampolle di tensione (var). Lo scopo è quello di contrastare il carico induttivo da dispositivi come motori elettrici e linee di trasmissione per far apparire il carico più resistivo. I singoli carichi di motori o lampade possono avere condensatori per la correzione del fattore di potenza, o gruppi di condensatori più grandi (di solito con dispositivi di commutazione automatica) possono essere installati in un centro di carico all' interno di un edificio o in una grande sottostazione di servizio.
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doc-2869
Charles Pollak (nato Karol Pollak), l' inventore dei primi condensatori elettrolitici, scoprì che lo strato di ossido su un anodo di alluminio rimaneva stabile in un elettrolita neutro o alcalino, anche quando l' alimentazione era spenta. Nel 1896 deposita il brevetto per un "Condensatore liquido elettrico con elettrodi di alluminio".
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doc-2896
I condensatori possono trattenere una carica molto tempo dopo che l' alimentazione è stata rimossa da un circuito; questa carica può causare scosse pericolose o addirittura potenzialmente fatali o danneggiare le apparecchiature collegate. Ad esempio, anche un dispositivo apparentemente innocuo come un flash della fotocamera usa e getta, alimentato da una batteria AA da 1,5 volt, ha un condensatore che può contenere oltre 15 joule di energia ed essere caricato a oltre 300 volt. Questo è facilmente in grado di fornire uno shock. Le procedure di manutenzione per i dispositivi elettronici solitamente includono istruzioni per scaricare condensatori di grandi dimensioni o ad alta tensione, ad esempio utilizzando una bacchetta Brinkley. I condensatori possono anche avere resistenze di scarica integrate per dissipare l' energia accumulata ad un livello sicuro entro pochi secondi dalla rimozione dell' alimentazione. I condensatori ad alta tensione sono immagazzinati con i terminali in cortocircuito, come protezione da tensioni potenzialmente pericolose a causa dell' assorbimento dielettrico o da tensioni transitorie che il condensatore può raccogliere da cariche statiche o passando eventi atmosferici.
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doc-2865
Quando c' è una differenza di potenziale tra i conduttori (ad esempio, quando un condensatore è collegato attraverso una batteria), un campo elettrico si sviluppa attraverso il dielettrico, causando una carica positiva +Q per raccogliere su una piastra e una carica negativa -Q per raccogliere sull' altra piastra. Se una batteria è stata collegata ad un condensatore per un periodo di tempo sufficiente, nessuna corrente può fluire attraverso il condensatore. Tuttavia, se viene applicata una tensione variabile nel tempo attraverso i conduttori del condensatore, può fluire una corrente di spostamento.
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doc-2885
I condensatori elettrolitici utilizzano una piastra in alluminio o tantalio con uno strato di ossido dielettrico. Il secondo elettrodo è un elettrolita liquido, collegato al circuito da un' altra lamina. I condensatori elettrolitici offrono una capacità molto elevata, ma soffrono di tolleranze scarse, alta instabilità, perdita graduale di capacità specialmente se sottoposti a calore e alta corrente di dispersione. I condensatori di qualità scadente possono provocare perdite di elettrolito, dannoso per le schede dei circuiti stampati. La conducibilità dell' elettrolito scende a basse temperature, il che aumenta la resistenza di serie equivalente. Sebbene ampiamente utilizzati per il condizionamento dell' alimentazione, le loro scarse caratteristiche ad alta frequenza li rendono inadatti a molte applicazioni. I condensatori elettrolitici si autodegradano se inutilizzati per un periodo di tempo (circa un anno) e quando viene applicata la piena potenza possono cortocircuitare, danneggiare permanentemente il condensatore e di solito soffiare un fusibile o causare guasti ai diodi raddrizzatori (per esempio, in apparecchiature più vecchie, l' arco nelle valvole raddrizzatrici). Possono essere ripristinati prima dell' uso (e danneggiati) applicando gradualmente la tensione di funzionamento, spesso eseguita su apparecchiature antiche a tubi sottovuoto per un periodo di 30 minuti, utilizzando un trasformatore variabile per alimentare l' alimentazione CA. Sfortunatamente, l' uso di questa tecnica può essere meno soddisfacente per alcune apparecchiature a stato solido, che possono essere danneggiate dal funzionamento al di sotto del suo normale campo di potenza, richiedendo che l' alimentazione sia isolata dai circuiti di consumo. Tali rimedi potrebbero non essere applicabili ai moderni alimentatori ad alta frequenza, in quanto essi producono una tensione di uscita completa anche con un ingresso ridotto.
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doc-2864
Un condensatore (in origine noto come condensatore) è un componente elettrico passivo a due terminali utilizzato per immagazzinare temporaneamente energia elettrica in un campo elettrico. Le forme di condensatori pratici variano molto, ma tutti contengono almeno due conduttori elettrici (piastre) separati da un dielettrico (cioè un isolante in grado di immagazzinare energia polarizzando). I conduttori possono essere film sottili, lamine o microsfere sinterizzate di metallo o elettrolito conduttivo, ecc. Il dielettrico non conduttivo agisce per aumentare la capacità di carica del condensatore. I materiali comunemente usati come dielettrici includono vetro, ceramica, film plastico, aria, vuoto, carta, mica e strati di ossido. I condensatori sono ampiamente utilizzati come parti di circuiti elettrici in molti dispositivi elettrici comuni. A differenza di una resistenza, un condensatore ideale non disperde energia. Invece, un condensatore immagazzina energia sotto forma di campo elettrostatico tra le sue piastre. un condensatore.
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doc-8144
L' iPod di terza generazione aveva una risposta ai bassi debole, come mostrato nei test audio. La combinazione dei condensatori DC-blocking sottodimensionati e la tipica bassa impedenza della maggior parte delle cuffie consumer formano un filtro passa-alto che attenua l' uscita dei bassi a bassa frequenza. Condensatori simili sono stati utilizzati negli iPod di quarta generazione. Il problema si riduce quando si utilizzano cuffie ad alta impedenza e viene completamente mascherato quando si azionano carichi ad alta impedenza (livello linea), come un amplificatore esterno per cuffie. L' iPod Shuffle di prima generazione utilizza uno stadio d' uscita a doppio transistor, piuttosto che una singola uscita accoppiata a condensatore, e non presenta una risposta ai bassi ridotta per nessun carico.
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doc-2871
Un condensatore è costituito da due conduttori separati da una regione non conduttiva. La regione non conduttiva è chiamata dielettrico. In termini più semplici, il dielettrico è solo un isolante elettrico. Esempi di media dielettrici sono il vetro, l' aria, la carta, il vuoto, e anche una regione di esaurimento dei semiconduttori chimicamente identici ai conduttori. Si presume che un condensatore sia autosufficiente e isolato, senza carica elettrica netta e nessuna influenza da qualsiasi campo elettrico esterno. I conduttori mantengono così cariche uguali e opposte sulle loro superfici di fronte, e il dielettrico sviluppa un campo elettrico. Nelle unità SI, una capacità di una lontana significa che un coulomb di carica su ciascun conduttore causa una tensione di un volt attraverso il dispositivo.
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