Cosa sono chiamati oggi i condensatori elettrici a doppio strato?
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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-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-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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I condensatori variabili a controllo meccanico consentono di regolare la distanza tra le piastre, ad esempio ruotando o facendo scorrere una serie di piastre mobili in allineamento con una serie di piastre stazionarie. Condensatori variabili a basso costo comprimono insieme alternando strati di alluminio e plastica con una vite. Il controllo elettrico della capacità è ottenibile con varattori (o varicap) che sono diodi semiconduttori invertiti la cui larghezza della regione di esaurimento varia a seconda della tensione applicata. Sono utilizzati, tra le altre applicazioni, in loop con blocco di fase.
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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-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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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-6607
Registrazione elettrica che si sviluppò durante il tempo in cui la prima radio stava diventando popolare (1925) ha beneficiato di microfoni e amplificatori utilizzati in studi radiofonici. Le prime registrazioni elettriche ricordavano timbricamente le registrazioni acustiche, ad eccezione dei bassi e degli alti più registrati e dei suoni delicati e delle sfumature tagliate sui dischi. Questo nonostante alcuni microfoni in carbonio utilizzati, che avevano risonanze che coloravano il tono registrato. Il microfono a doppio pulsante in carbonio con diaframma teso è stato un netto miglioramento. In alternativa, il microfono a condensatore di stile Wente usato con il metodo di registrazione autorizzato Western Electric aveva una brillante gamma media ed era incline a sovraccaricare di sibilanti nel parlato, ma in genere ha dato una riproduzione più accurata rispetto ai microfoni al carbonio.
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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.
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doc-2895
Nei motori a gabbia di scoiattolo monofase, l' avvolgimento primario all' interno della carcassa del motore non è in grado di avviare un moto rotatorio sul rotore, ma è in grado di sostenerne uno. Per avviare il motore, un avvolgimento secondario "start" ha un condensatore di avviamento non polarizzato in serie per introdurre un cavo nella corrente sinusoidale. Quando l' avvolgimento secondario (avvio) è posto ad un angolo rispetto all' avvolgimento primario (avvio), si crea un campo elettrico rotante. La forza del campo di rotazione non è costante, ma sufficiente per avviare la filatura del rotore. Quando il rotore si avvicina alla velocità di esercizio, un interruttore centrifugo (o relè sensibile alla corrente in serie con l' avvolgimento principale) scollega il condensatore. Il condensatore di avviamento è generalmente montato lateralmente alla carcassa del motore. Questi sono chiamati motori con avviamento a condensatore, che hanno una coppia di avviamento relativamente elevata. In genere possono avere una coppia di avviamento quattro volte superiore a quella di un motore bifase e sono utilizzati in applicazioni quali compressori, idropulitrici e qualsiasi piccolo dispositivo che richieda coppie di avviamento elevate.
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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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