Étape 7: condensateur
Un condensateur est un peu comme une batterie, mais il a un autre travail à faire. Une batterie utilise des produits chimiques pour stocker l’énergie électrique et le relâcher très lentement à travers un circuit ; parfois (dans le cas d’une montre à quartz), cela peut prendre plusieurs années. Un condensateur généralement libère son énergie beaucoup plus rapidement, souvent en secondes ou moins. Si vous prenez une photo flash, par exemple, vous devez votre caméra pour produire un immense éclat de lumière en une fraction de seconde. Un condensateur attaché aux accusations pistolet flash pendant quelques secondes en utilisant l’énergie des batteries de votre appareil photo. (Il faut du temps pour charger un condensateur et c’est pourquoi il faut en général attendre un peu de temps.) Lorsque le condensateur est complètement chargé, il peut libérer toute cette énergie en un instant par le flash au xénon. Zap !
Il existe différents types de condensateurs de très petit condensateur perles utilisées dans les circuits de résonance aux condensateurs de correction de facteur de grande puissance, mais ils le font tous la même chose, ils stockent gratuitement. Dans sa forme élémentaire, un condensateur est constitué de deux ou plusieurs conducteurs (métalliques) plaques parallèles qui ne sont pas connectés ou toucher l’autre, mais sont électriquement séparés par air ou par une forme quelconque d’un bon matériau isolant comme mica, céramique, plastique, papier ciré ou une certaine forme d’un gel liquid comme les condensateurs électrolytiques usagées dans. La couche d’isolation entre une plaques condensateurs est communément appelée le diélectrique. Un condensateur typique
En raison de cette couche isolante, courant continu ne peut pas traversent le condensateur car il blocs il permet plutôt une tension d’être présent à travers les plaques sous la forme d’une charge électrique.
Condensateurs et capacitance
La quantité d’énergie électrique, qu'un condensateur peut stocker est appelée sa capacité. La capacité d’un condensateur est un peu comme la taille d’un seau : plus le seau, plus d’eau qu’il peut stocker ; plus la capacité, de l’électricité plus un condensateur peut stocker. Il y a trois façons d’augmenter la capacité d’un condensateur. L’un est d’augmenter la taille des plaques. Une autre consiste à rapprocher les plaques ensemble. La troisième voie est de faire le diélectrique aussi bien un isolant que possible. Condensateurs utilisent diélectriques de toutes sortes de matériaux. À transistors, le réglage s’effectue par un condensateur de largevariable qui n’a rien d’autre que l’air entre ses plaques. Dans la plupart des circuits électroniques, les condensateurs sont des composants scellés avec des diélectriques en céramique tels que mica et de verre, papier trempé dans l’huile, ou plastiques tels que le mylar.
La taille d’un condensateur est mesurée en unités appelées farads (F), nommés pour pioneer électrique anglais Michael Faraday (1791-1867). Un farad est une énorme quantité de capacitance, donc, en pratique, la plupart des condensateurs nous rencontrons sont quelques fractions de farad — généralement microfarads (millionièmes de farad, écrit μF), nanofarads (mille-millionièmes de farad écrit nF) et picofarads (millions de millionièmes de farad, écrit pF). Supercondensateurs stockent des charges bien plus grands, parfois évalués en milliers de farads.
Types de condensateurs
Il y a beaucoup de différents types de condensateurs et chacun d’eux varie dans leurs caractéristiques et ont chacun leurs propres avantages et inconvénients.
Certains types de condensateurs peuvent facturer jusqu'à des tensions plus élevées et, ainsi, peuvent être utilisés dans des applications de haute tension. Certains condensateurs peuvent facturer jusqu'à des coûts très élevés, tels que les condensateurs électrolytiques en aluminium. Certains condensateurs ont un taux faible de fuite très faible fuite et d’autres ont des taux de décharge très élevé. Tous ces facteurs déterminent comment et à quelle application chaque des condensateurs sera utilisée dans les circuits.
Basé sur la conception, les condensateurs sont classés dans ces différents types :
Type électrolytique :
Pour la plupart des applications, nous utilisons les condensateurs type électrolytique. Ils sont très importants pour un étudiant en électronique car ils sont faciles à obtenir et à utiliser, et ils sont peu coûteux aussi.
Condensateurs électrolytiques sont généralement utilisés lorsque les valeurs de très grande capacité doivent généralement au-dessus de 1μF. Ici au lieu d’utiliser une couche très fine pellicule métallique pour l’une des électrodes, semi liquide électrolyte utilisent une solution sous la forme de gelée ou de pâte qui sert la seconde électrode (habituellement la cathode).
Le diélectrique est une très fine couche d’oxyde qui se cultive électrochimiquement en production avec l’épaisseur du film étant inférieur à 10 microns. Cette couche isolante est si mince qu’il est possible de faire des condensateurs avec une valeur élevée de la capacité pour une petite taille physique comme étant la distance entre les plaques, d est très faible.
La majorité des types électrolytiques des condensateurs est polarisée, c’est la tension appliquée aux bornes du condensateur doit être de la polarité correcte, c'est-à-dire positive à la borne positive et négative à la borne négative, comme une mauvaise polarisation se décomposera de la couche isolante d’oxyde et peuvent entraîner des dommages permanents. Tous les condensateurs électrolytiques polarisés ont leur polarité clairement marquée d’un signe négatif indique la borne négative et cette polarité doit être suivie. Condensateurs électrolytiques sont généralement utilisés dans les circuits d’alimentation DC en raison de leur grande de capacitance et de petite taille pour aider à réduire la tension d’ondulation ou de couplage et de découplage des applications. L’un des inconvénients principaux des condensateurs électrolytiques est leur relativement faible tension nominale et en raison de la polarisation des condensateurs électrolytiques, il s’ensuit alors qu’ils ne doivent pas être utilisés sur AC fournitures de bureau. Électrolytique viennent généralement en deux formes de base ; Condensateurs électrolytiques en aluminium et tantale condensateurs électrolytiques.
Un condensateur électrolytique est généralement étiqueté avec ces choses :
1. valeur de capacité.
2. maximum tension.
3. température maximale.
4. polarité.
Pour un condensateur électrolytique, la capacité est mesurée en micro Farad. Basé sur l’exigence que le condensateur approprié est sélectionné. Avec une capacité plus élevée, la taille du condensateur augmente également.
Tension nominale d’un condensateur
Tous les condensateurs ont une tension d’entrée maximale et quand choisissant une considération de condensateur doit être donné à la quantité de tension pour être appliquées à travers le condensateur. Le montant maximum de tension qui peut être appliquée au condensateur sans endommager son matériau diélectrique est généralement donné dans les données de feuilles comme: WV, (tension) ou comme WV DC, (tension DC). Si la tension appliquée à travers le condensateur devient trop grande, le diélectrique se décomposera (appelé claquage électrique) et un arc électrique se produit entre les plaques de condensateur aboutissant à un court-circuit. La tension du condensateur dépend du type de matériau diélectrique utilisé et son épaisseur. La tension de travail d’un condensateur est exactement cela, la tension maximale et pas la tension maximale comme un condensateur avec une tension d’entrée DC de 100 volts que DC ne peut être soumis en toute sécurité à une tension alternative de 100 volts. Puisqu’une tension alternative a une valeur efficace de 100 volts mais une valeur de crête de plus de 141 volts!. Puis un condensateur qui est nécessaire pour faire fonctionner à 100 volts AC doit avoir une tension de fonctionnement d’au moins 200 volts. Dans la pratique, un condensateur doit être sélectionné pour que sa tension de fonctionnement soit continu ou alternatif devrait être au moins 50 % supérieur à la plus haute tension efficace à appliquer à elle.
Type de polyester :
Condensateurs polyester sont des condensateurs composés de plaques de métal avec un film polyester entre eux, ou un film métallisé est déposé sur l’isolant.
Condensateurs polyester sont disponibles dans la gamme de 1nF à 15µF et avec des tensions de travail entre 50V et 1500V. Ils viennent avec les plages de tolérance de 5 %, 10 % et 20 %. Ils ont un coefficient de température élevée. Ils ont la résistance d’isolation élevée, afin qu’ils soient des condensateurs de bon choix pour les applications de stockage et/ou de couplage. Comparé à la plupart des autres types, condensateurs polyester ont une capacité élevée par unité de volume. Cela signifie que plus de capacité peut s’inscrire dans un condensateur physiquement plus petit. Cette caractéristique, ainsi que leur prix relativement bas rend les condensateurs polyester un condensateur largement utilisé, populaire et bon marché.
Type de tantale :
Condensateurs au tantale sont des condensateurs qui sont faites de pentoxyde de tantale. Condensateurs au tantale, juste comme l’aluminium, sont des condensateurs électrolytiques, ce qui signifie qu’ils sont polarisés. Leurs principaux avantages (en particulier sur les condensateurs en aluminium), c’est qu’ils sont plus petits, plus légers et plus stable. Ils ont un taux de fuite inférieur et moins inductance entre conduit. Cependant, leurs disadvantags sont qu'ils ont une plus faible stockage de capacité maximale et basse tension maximale de travail. Ils sont également plus sujettes aux dommages des pics de courants élevés. Pour la dernière raison, les condensateurs au tantale sont utilisés principalement dans les systèmes de signal analogique qui n’ont pas bruit courant pic élevé.
Condensateurs céramiques :
Céramique de condensateurs ou de condensateurs de disque comme on les appelle généralement, sont fabriqués par revêtement deux faces d’une petite porcelaine ou des disques en céramique avec de l’argent et sont ensuite empiler pour faire un condensateur. Pour les valeurs de très faible capacité est utilisé un seul disque en céramique d’environ 3 à 6mm. Condensateurs céramiques ont une constante diélectrique élevée (High-K) et sont disponibles ainsi que la capacité relativement élevée peut être obtenue en une petite taille physique. Condensateur céramique
Ils montrent des changements non linéaires grandes capacitance contre la température et sont ainsi utilisés comme condensateurs de découplage ou de by-pass car ils sont aussi des dispositifs non polarisé. Condensateurs céramiques ont des valeurs allant de quelques picofarads à un ou deux microfarads, (μF), mais leurs tensions nominales sont généralement très faibles. Types de céramiques de condensateurs ont généralement un code à 3 chiffres imprimé sur leurs corps pour identifier leur valeur capacitive en pico-farads. Généralement, les deux premiers chiffres indiquent la valeur des condensateurs et le troisième chiffre indique le nombre de zéro à ajouter. Par exemple, un condensateur céramique disque avec les marquages 103 indique 10 et 3 zéros en pico farads qui est équivalent à 10 000 pF ou 10nF. De même, les chiffres 104 indiquerait 10 et 4 zéro en pico farads qui est équivalent à 100 000 pF ou 100nF et ainsi de suite. Ainsi de suite l’image du condensateur céramique au-dessus des numéros 154 indiquent 15 et 4 zéro en pico farads qui est équivalent à 150 000 pF, 150nF ou 0.15UF. Codes de lettre sont parfois utilisés pour indiquer la valeur de leur tolérance tels que: J = 5 %, K = 10 % ou M = 20 % etc..
Utilisations générales de condensateurs
- Lissage, surtout dans des applications d’alimentation qui exige la conversion du signal d’AC à DC.
- Stockage de l’énergie.
- Signaux de découplage et de couplage comme un condensateur de couplage qui bloque le courant continu et laisser AC courant de passer dans les circuits.
- Mise au point, comme dans les systèmes radio en les connectant à oscillateur LC et pour le réglage de la fréquence désirée.
- Calendrier, en raison de la charge fixe et la décharge de temps des condensateurs.
- Pour la correction du facteur de puissance électrique et bien d’autres applications.
