Qual è l' ordine di grandezza del campo di rottura per i condensatori dielettrici ad aria?
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.
None
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.
None
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.
None
doc-2897
I condensatori possono fallire in modo catastrofico se sottoposti a tensioni o correnti al di là del loro valore nominale, o quando raggiungono la fine normale della loro vita utile. I guasti dell' interconnessione dielettrica o metallica possono creare archi voltaici che vaporizzano il fluido dielettrico, provocando rigonfiamenti, rotture o persino esplosioni. I condensatori utilizzati in applicazioni RF o ad alta corrente prolungata possono surriscaldarsi, specialmente al centro dei rulli condensatori. I condensatori utilizzati all' interno delle banche di condensatori ad alta energia possono esplodere violentemente quando un corto in un condensatore causa improvvisi scaricamenti di energia accumulata nel resto della banca nell' unità in avaria. I condensatori sottovuoto ad alta tensione possono generare raggi X morbidi anche durante il normale funzionamento. Un adeguato contenimento, fusione e manutenzione preventiva può contribuire a ridurre al minimo questi rischi.
None
doc-2873
L' energia massima è funzione del volume dielettrico, della permittività e della rigidità dielettrica. Cambiare l' area della piastra e la separazione tra le piastre mantenendo lo stesso volume non provoca alcuna variazione della quantità massima di energia che il condensatore può immagazzinare, purché la distanza tra le piastre rimanga molto inferiore sia alla lunghezza che alla larghezza delle piastre. Inoltre, queste equazioni presuppongono che il campo elettrico sia interamente concentrato nel dielettrico tra le piastre. In realtà ci sono campi frange all' esterno del dielettrico, ad esempio tra i lati delle piastre del condensatore, che aumenteranno la capacità effettiva del condensatore. Questo è talvolta chiamato capacità parassita. Per alcune geometrie semplici di condensatori, questo ulteriore termine di capacità può essere calcolato analiticamente. Diventa trascurabilmente piccolo quando i rapporti tra larghezza della lastra e separazione e tra lunghezza e separazione sono grandi.
None
doc-2883
La maggior parte dei tipi di condensatori includono un distanziatore dielettrico, che aumenta la loro capacità. Questi dielettrici sono spesso isolanti. Tuttavia, i dispositivi a bassa capacità sono disponibili con un vuoto tra le loro piastre, il che consente un funzionamento ad altissima tensione e basse perdite. I condensatori variabili con le loro piastre aperte all' atmosfera erano comunemente utilizzati nei circuiti di sintonizzazione radio. I disegni successivi utilizzano dielettrico polimerico tra le piastre mobili e fisse, senza che vi sia spazio significativo tra loro per l' aria.
None
doc-2878
I condensatori, in particolare i condensatori ceramici, e le vecchie costruzioni come i condensatori di carta, possono assorbire le onde sonore con conseguente effetto microfonico. La vibrazione sposta le piastre, causando la variazione della capacità, inducendo a sua volta la corrente alternata. Alcuni dielettrici anche generare piezoelettricità. L' interferenza risultante è particolarmente problematica nelle applicazioni audio, causando potenzialmente feedback o registrazioni indesiderate. Nell' effetto microfonico inverso, il campo elettrico variabile tra le piastre condensatori esercita una forza fisica, spostandole come un altoparlante. Questo può generare un suono udibile, ma scarica energia e sollecita il dielettrico e l' eventuale elettrolita.
None
doc-2887
Se un condensatore viene azionato con una tensione variabile nel tempo che cambia abbastanza rapidamente, ad una certa frequenza la polarizzazione del dielettrico non può seguire la tensione. Come esempio dell' origine di questo meccanismo, i dipoli microscopici interni che contribuiscono alla costante dielettrica non possono muoversi istantaneamente, e così come aumenta la frequenza di una tensione alternata applicata, la risposta del dipolo è limitata e la costante dielettrica diminuisce. Una costante dielettrica variabile con frequenza viene definita dispersione dielettrica ed è regolata da processi di rilassamento dielettrico, come il rilassamento di Debye. In condizioni transitorie, il campo di spostamento può essere espresso come (vedi sensibilità elettrica): azionato con una tensione variabile nel tempo che cambia rapidamente.
None
doc-2876
La corrente di ripple è il componente AC di una sorgente applicata (spesso un alimentatore) la cui frequenza può essere costante o variabile. La corrente di ripple causa la generazione di calore all' interno del condensatore a causa delle perdite dielettriche causate dalla variazione dell' intensità del campo e dal flusso di corrente attraverso le linee di alimentazione leggermente resistive o l' elettrolito nel condensatore. La resistenza di serie equivalente (ESR) è la quantità di resistenza interna di serie che si aggiungerebbe ad un condensatore perfetto per modellare questo. Alcuni tipi di condensatori, principalmente tantalio e condensatori elettrolitici in alluminio, così come alcuni condensatori a film hanno un valore nominale specificato per la corrente di ripple massima.
None
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.
None
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.
None