Chi ha scoperto le proprietà di base dei condensatori?
doc-2866
Nell' ottobre del 1745, Ewald Georg von Kleist di Pomerania, in Germania, scoprì che la carica poteva essere immagazzinata collegando un generatore elettrostatico ad alta tensione mediante filo metallico ad un volume d' acqua in un vaso di vetro portatile. La mano di Von Kleist e l' acqua fungevano da conduttori e il vaso da dielettrico (anche se all' epoca i dettagli del meccanismo erano stati identificati in modo errato). Von Kleist ha scoperto che toccare il filo portava ad una scintilla potente, molto più dolorosa di quella ottenuta da una macchina elettrostatica. L' anno successivo, il fisico olandese Pieter van Musschenbroek inventò un condensatore simile, che fu chiamato il vaso di Leyden, dopo l' Università di Leiden dove lavorò. Egli fu anche impressionato dal potere dello shock ricevuto, scrivendo:"Non avrei preso un secondo shock per il regno di Francia".
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doc-7395
La chimica moderna è emersa dal XVI al XVIII secolo attraverso le pratiche materiali e le teorie promosse dall' alchimia, dalla medicina, dalla fabbricazione e dall' estrazione mineraria. Un momento decisivo è venuto quando la' Chymistry' è stato distinto dall' alchimia da Robert Boyle nel suo lavoro The Sceptical Chymist, nel 1661, anche se la tradizione alchemica continuò per qualche tempo dopo il suo lavoro. Altri passi importanti sono stati fatti attraverso le pratiche sperimentali gravimetriche di chimici medici come William Cullen, Joseph Black, Torbern Bergman e Pierre Macquer e attraverso il lavoro di Antoine Lavoisier (Padre della Chimica Moderna) sull' ossigeno e la legge di conservazione della massa, che ha confutato la teoria del flogisto. La teoria che tutta la materia è fatta di atomi, che sono i più piccoli costituenti della materia che non possono essere scomposti senza perdere le proprietà chimiche e fisiche di base di tale materia, è stata fornita da John Dalton nel 1803, anche se la questione ci sono voluti cento anni per stabilirsi come dimostrato. Dalton ha anche formulato la legge delle relazioni di massa. Nel 1869, Dmitri Mendeleev compose la sua tavola periodica di elementi sulla base delle scoperte di Dalton.
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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-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.
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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-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.
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doc-5240
Tra i principali contributi di Peirce è stato quello di mettere il ragionamento induttivo e deduttivo in una modalità complementare piuttosto che competitiva, quest' ultima era stata la tendenza principale tra gli istruiti da quando David Hume ha scritto un secolo prima. A questo, Peirce ha aggiunto il concetto di ragionamento abduttivo. Le tre forme combinate di ragionamento servono come base concettuale primaria per il metodo scientifico empiricamente basato oggi. L' approccio di Peirce "presuppone che (1) gli oggetti della conoscenza siano cose reali, (2) i personaggi (proprietà) delle cose reali non dipendono dalle nostre percezioni di esse, e (3) tutti coloro che hanno sufficiente esperienza delle cose reali saranno d' accordo sulla verità su di esse. Secondo la dottrina fallibilista di Peirce, le conclusioni della scienza sono sempre provvisorie. La razionalità del metodo scientifico non dipende dalla certezza delle sue conclusioni, ma dal suo carattere autocorrettivo: con la continua applicazione del metodo la scienza può individuare e correggere i propri errori, e quindi portare alla scoperta della verità".
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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-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-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-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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