I condensatori., Tecnologie e impieghi.

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view post Posted on 16/12/2009, 16:05
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Immane Rompiball

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Tra tutti i componenti esotici i condensatori sfigurano per la loro banalità, ma non è così. La tecnologia di costruzione dei condensatori ne fa dei veri gioielli dai quali si può ricavare un tesoro o peste e corna a seconda se si sono impegati bene oppure no.
Se mi aiutate, perchè anch'io ho i miei limiti in questo campo, vorrei condurre questa conversazione fino al punto di sviscerare una buona parte di segreti che sembrano occultare l'interno di quelle pasticchine colorate.

Le tecnologie le conosciamo un pò, non tutte magari ma per lo meno:

Elettrolitici polarizzati per tensioni da 10 fino a 600V. Normali o a basso ESR.
Tantalio, quelli che scoppiano sempre, quando meno te lo aspetti e senza nessun motivo apparente.
Teflon, introvabili e costano un rene, la milza, un occhio e forse anche qualcosaltro.
Polypropylene, ottimi per l'avvio motori o per impieghi ad alta energia.
Polystirene, poliestere, mylar, polistirolo, policarbonato, in carta metallizzata, ceramici, mica argentata...

Se mi date una mano, facciamo una recensione di quanto si trova in commercio, come sono fatti, a cosa servono ecc...

Che ne pensate... :unsure:
 
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Elemento 38
view post Posted on 16/12/2009, 16:24




Inizio a mettere quello che so :)

I condensatori ceramici utilizzano come dielettrico un materiale ceramico, e solitamente si trovano in due forme geometriche, a disco o a "tubetto". Condensatori di questo tipo coprono capacità dai pochi pF a qualche centinaia di nF. I condensatori ceramici sono divisi in tre classi: I, II, III.
Classe I: nei condensatori appartenenti a questa classe per fabbricare il dielettrico si usa come componente base il biossido di titanio, o il titanato di calcio, con l'aggiunta di altri composti per dare al dielettrico certe caratteristiche. Questi condensatori sono caratterizzati da un'elevata stabilità di temperatura e da un basso fattore di dissipazione( il coefficiente di temperatura è indicato con una P o una N a seconda sel segno del fattore, l'unità di misura è ovviamente ppm/°C)
Classe II: la base per il dielettrico di questi condensatori è il titanato di bario. Questi condensatori hanno un comportamento poco lineare, ma hanno una costante dielettrica molto maggiore di quelli della classe I. Esistono di tipo stabile ed instabile (la seconda ha costante dielettrica maggiore della prima, campo di temperatura più limitato, fattore di dissipazione maggiore).
Classe III: nel processo di fabbricazione si tende a ridurre il dielettrico a spessori molto sottili, per miniaturizzare al massimo le dimensioni. Sono caratterizzati da bassi valori di tensione nominale.

Ho altre pagine di appunti se volete :P
 
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view post Posted on 16/12/2009, 16:38
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Immane Rompiball

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Ottimo Elemento, occorrerebbe però una fotografia dei componenti dal vivo e come si fanno a riconoscerli.
Alcuni dielettrici disponibili per i ceramici sono:

B, C0G, E, F, N4700, NP0, Y5E, Y5P, Y5T, Y5U, Z5U

Poi ci sono le tensioni di lavoro, e chissà che altro. Per le foto forse stasera ne faccio qualcuna e domani le posto. Se riusciamo una volta per tutte a sviscerare questi misteri facciamo concorrenza a wikipedia. :)
 
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maxwell2
view post Posted on 16/12/2009, 17:23




CITAZIONE (Lawrence @ 16/12/2009, 16:38)
Poi ci sono le tensioni di lavoro, e chissà che altro. Per le foto forse stasera ne faccio qualcuna e domani le posto. Se riusciamo una volta per tutte a sviscerare questi misteri facciamo concorrenza a wikipedia. :)

Magari Law! -_-
Ogni qualvolta si cerca un termine di un argomento scientifico la prima voce dell' elenco dei risulatati della ricerca on line è sempre wiki. :(

Ottimo , se riesco faccio un po' di foto per tipologia di condensatore, elettrolitico, poliestere , ceramico e in base alle loro tensioni di isolamento.... :)
 
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Elemento 38
view post Posted on 16/12/2009, 20:11




Dai prima di scordarmi metto la roba sugli elettrolitici, formule e co. le metterò poi :D
Condensatori elettrolitici ... il dielettrico utilizzato è un ossido di metallo. Esistono di due tipi:

in Alluminio: utilizzano come armature due lamine di alluminio, di cui una è ricoperta da uno strato di ossido (Al2O3, se non erro). Lo strato di ossido è ottenuto per elettrolisi collegando il foglio di alluminio da ossidare al polo positivo, mentre al polo positivo è collegato un foglio di rame. Il passaggio di corrente nella soluzione produce la formazione sul foglio di alluminio di uno strato di ossido molto sottile (sull'ordine del um), che costituirà il dielettrico del futuro condensatore. Lo spessore del dielettrico permette una miniaturizzazione molto spinta :) . Lo strato di ossido deve essere mantenuto e rigenerato durante l'utilizzo del condensatore, ed è proprio questo lo scopo dellelettrolita all'interno del condensatore. L'armatura contrassegnata dal segno + è quella col foglio ossidato, e il potenziale applicato a questa armatura deve essere maggiore di quello applicato sull'altra (il condensatore si dice dunque polarizzato). Collegando al contrario il condensatore si ha un fenomeno inverso a quello che produce la formazione dello strato di ossido: questo processo è accompagnato da una forte corrente che aumenta la temperatura dell'elettrolita che si dilata fino alla rottura del componente, o peggio, all'esplosione dello stesso. L'elettrolita utilizzato è di solito l'acido borico (H2BO3 ??): questo acido impregna due fogli di carta che dividono i fogli di alluminio. I 4 "fogli" vengono poi arrotolati e su ogni armatura viene saldato il reoforo. Il tutto viene poi sigillato.

al Tantalio:questo tipo di condensatori vengono realizzati in maniera molto simile ai loro fratelli in alluminio, ma vista la porosità del tantalio è possibile realizzarli con diverse forme geometriche.

I condensatori elettrolitici coprono una gamma di valori che va dal uF ai 100 mF, hanno tensioni nominali basse (circa 100V) e resistenza d'isolamento bassa, a causa del piccolo spessore del dielettrico.
 
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maxwell2
view post Posted on 17/12/2009, 14:20




Come promesso posto una foto comprensiva dei vari tipi di condensatori in commercio:

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Abbiamo a sx, di colore bianco dei condensatori al polipropilene e anche ,di colore giallo, ma con reofori assiali.I primi hanno una tensione di isolamento da 2000 volt e un capacità di 7500pF .I secondi sono da 10 uF con una tensione di isolamento di 400v.
Al centro un elettrolitico , di colore blu, da 400v 480 uF.
Dietro , con colore arancio un siemens immerso in olio , da 10uF 630 volt eff.
Poi abbiamo dei condensatori da 15kv 50pF di colore giallo e marrone.
Infine a dx un elettrolitico blu assiale da 100Uf 50 volt e un condensatore da 30 amp 1uF di colore bianco, dotato di due placche per il fissaggio.
 
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view post Posted on 4/2/2010, 09:20
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Immane Rompiball

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Bravo Maxwell. :)
Io vorrei continuare con una serie di foto di condensatori raccolti nei cassettini del recupero. Magari, poi, se qualcuno conosce marca, serie, modello, tecnologia, proprietà elettriche, perchè sono così e non cosà, cosa hanno fatto in gioventù... ecc... Può fare riferimento a queste foto e aggiungere quello che sa in proposito. Questo potrebbe risultare utile per tutti coloro che si trovano davanti questo componente semplice come principio ma come al solito molto complesso come tecnologia.

La prima foto di gruppo:

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-Wolfy-
view post Posted on 4/2/2010, 09:23




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e questi dove li avete lasciati? :lol:
 
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view post Posted on 4/2/2010, 10:31
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Immane Rompiball

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Tu aggiungi pure...
Quelli non sono mica tanto comuni. Dove sono usati? Nelle motherboards dei PC come decoupling degli integrati a 3.8V? :lol:
 
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view post Posted on 4/2/2010, 15:48
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Immane Rompiball

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Ecco a voi un'altra serie.

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ed i particolari:

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Elemento 38
view post Posted on 5/3/2010, 21:01




Avevo promesso qualche formulina e poi mi sono scordato ... bè dai provo a rimediare in questa seratina nevosa ^_^
Allora ... cos'è un condensatore ?? Il condensatore è un componente elettrico che immagazzina l'energia in un campo elettrostatico, accumulando al suo interno una certa quantità di carica elettrica. Se isolato idealmente mantiene la carica immagazzinata all'interno.
E' formato da due conduttori, detti armature, separati da un isolante, il dielettrico.
Se si applica una differenza di potenziale alle armature si genera un campo elettrico all'interno del dielettrico. L'armatura collegata al potenziale più alto si carica positivamente, negativamente l'altra. Le cariche positive e negative sono uguali ed il loro valore assoluto costituisce la carica Q del condensatore. La carica è proporzionale alla tensione applicata e la costante di proporzionalità è una caratteristica di quel particolare condensatore. Questa costante è la capacità e si misura in farad (F):

Avendo un condensatore a facce piane e paralele si può calcolare la capacità con la formula

dove A è la superfice delle armature, d la loro distanza, E0 la permittività assoluta nel vuoto (8,8541878176 × 10^−12 ) e ER la permittività relativa del dielettrico.
Altre formuline utili:
-L'energia immagazzinata in un condensatore è il lavoro fatto per caricarlo (W)

-Valore della reattanza capacitiva (Ohm)

-Impedenza


A domani con la carica e la scarica e qualche altra formula ;)
(se ho detto caaa.... correggetemi :unsure: )
 
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Elemento 38
view post Posted on 7/3/2010, 18:10




Carica e scarica di un condensatore :)
Un condensatore non si carica (o scarica) istantaneamente, e questa è la nostra fortuna in certe applicazioni e sfortuna in altre :lol:
Prendamo come base su cui lavorare questo circuito, composto da una forza elettromotrice (E), un resistore R e un condensatore C in serie.

Dopo aver chiuso l'interruttore dopo un tempo calcolabile con le formule sotto ai capi del condensatore avremo la stessa tensione del generatore. Eliminando la forza elettromotrice e cortocircuitando la serie RC nello stesso tempo la carica accumulata dal condensatore si scaricherà sul resistore nello stesso tempo in cui si è accumulata.
Ecco le formule importanti:
-Costante di tempo

Questa formula serve per calcolare la costante di tempo del circuito sapendo il valore di resistenza in Ohm del resistore della serie RC e del valore di capacità in Farad della stessa serie. Approssimando moltissimo possiamo dire che il condensatore si carica dopo che è passato un tempo pari a 5 volte la costante di tempo del circuito ("tau")
-Tensione in un certo istante di tempo con il condensatore inizialmente scarico

Dove E è la forza elettromotrice che deve caricare il condensatore, tau la costante di tempo, t l'istante di tempo a cui si vuole calcolare la tensione del condensatore, e il numero di nepero (2,7 e rotti). Come si può notare la legge di carica segue un'andamento esponenziale crescente. Si può calcolare anche la corrente con qesta formula

Ecco un grafico degli andamenti di tensione e corrente

-Formule per la scarica del condensatore (V0 tensione iniziale del condensatore)


-Carica ( scarica) di un condensatore a valore iniziale di tensione non nullo(Vi valore di tensione iniziale e Vf valore della forza elettromotrice che carica il condensatore):

Come sopra, controllate che non ci siano castronerie :lol:

Non so come mai non mi fa più modificare il post comunque il circuito è questo
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E qua i grafici di esempio di carica e scarica (relativi alla tensione)
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view post Posted on 8/3/2010, 09:34
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Immane Rompiball

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Bravo elemento. Ottimo lavoro. Anche se io ero partito per parlare di tecnologia dei condensatori, e per farvi riferimento li ho numerati. Insomma, la domanda implicita era: "Perchè alcuni sono verdi e schiacciati e altri gialli e rotondi oppure trasparenti e quadrati?"
Insomma, a seconda dell'impiego si devono usare i ceramici piuttosto che quelli in polyetylene o polypropylene, quando usare questi o quelli? :o:
 
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Elemento 38
view post Posted on 8/3/2010, 13:53




Ah :lol:
Bè dai sono cose che è meglio ripetere per qualche noob (e non solo ... ) :)
 
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maxwell2
view post Posted on 8/3/2010, 14:56




Si ele38 ....Cosi magari per sbaglio qualcuno puo' imparare qualche cosa sui condensatori..... :lol:
 
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15 replies since 16/12/2009, 16:05   1743 views
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