Què és una capacitància fixa?

1. Definició

El que sovint es coneix com a "capacitor permanent" és probablement un terme popular. Estrictament parlant, pot referir-se a un capacitor fix. Un capacitor fix és un tipus de capacitor amb un valor de capacitància constant. En un circuit, la seva capacitància no canviarà a causa de les variacions normals de tensió, corrent o altres condicions externes comunes. Les seves funcions principals inclouen l'emmagatzematge d'energia elèctrica, filtratge, acoblament i bypass.

2. Estructura i Principi

Estructura

Prenem com a exemple el capacitor ceràmic comú. Principalment consta d'un dielèctric de ceràmica, electrodos i materials d'embalatge. El dielèctric de ceràmica és la part clau que determina el valor de capacitància i altres propietats. Els electrodos solen estar fets de materials metàl·lics (com l'argent, el pali, etc.) i s'utilitzen per extreure càrregues. Els materials d'embalatge tenen un paper protector de l'estructura interna.

Principi

Els capacitors funcionen basant-se en el principi d'emmagatzemar energia elèctrica en un camp elèctric. Quan es porta una tensió als dos pols d'un capacitor, les càrregues s'acumulen en els dos pols, formant un camp elèctric. L'energia del camp elèctric s'emmagatzema en el capacitor en forma d'energia elèctrica. Per a un capacitor fix, la magnitud de la seva capacitància depèn principalment de l'àrea de les dues plaques, la distància entre les plaques i la constant dielèctrica del medi entre les plaques. Segons la fórmula c=εs/d (on C és la capacitància, ε és la constant dielèctrica, S és l'àrea de la placa, i d és l'espai entre les plaques), en un capacitor fix, aquests paràmetres estan bàsicament fixats després de la fabricació, per tant, el valor de capacitància roman constant.

3. Classificació i Aplicació

Classificació

• Capacitors Ceràmics: Tenen les característiques de petita mida, bon rendiment a alt freqüències i relativa estabilitat. Es divideixen en Classe I (tipus compensat per temperatura), Classe II (tipus alta permittivitat) i Classe III (tipus semiconductors). Els capacitors ceràmics de Classe I s'utilitzen sovint en circuits d'oscil·lació d'alta freqüència, instruments de precisió i altres ocasions amb requisits extremadament alts de stabilitat de capacitància. Els capacitors ceràmics de Classe II són adequats per a bypass, filtratge i altres circuits generals.

• Capacitors Electro quàntics: Es divideixen en capacitors electro quàntics d'alumini i capacitors electro quàntics de tàntal. Els capacitors electro quàntics d'alumini tenen una gran capacitància però una corrent de fuga relativament gran. S'utilitzen principalment en circuits de filtratge de baixa freqüència, suavitzat de la font d'alimentació i altres circuits. Els capacitors electro quàntics de tàntal ofereixen un rendiment superior als d'alumini i s'utilitzen ampliament en circuits de font d'alimentació, acoblament de senyals i altres ocasions amb requisits més alts.

• Capacitors de Film: Inclouen capacitors de film de polièster, capacitors de film de polipropil·len, etc. Els capacitors de film de polièster s'utilitzen sovint en circuits DC i AC de baixa freqüència d'aparells electrònics generals. Els capacitors de film de polipropil·len, amb les seves avantatges de baixa pèrdua i bon rendiment d'aïllament, s'utilitzen ampliament en circuits d'alta freqüència i circuits d'alta tensió.

Aplicació

• Circuits de Font d'Alimentació: En els circuits rectificadors i de filtratge de fonts d'alimentació, s'utilitzen capacitors electro quàntics per suavitzar la tensió de sortida DC i filtrar les ondulacions després de la rectificació. Per exemple, en una font d'alimentació d'ordinador, els capacitors electro quàntics de gran capacitat poden reduir eficientment les fluctuacions de tensió de la font d'alimentació i proporcionar una font d'alimentació estable per a les diferents components de l'ordinador.

• Circuits d'Acoblament: En els circuits d'amplificació d'àudio, s'utilitzen capacitors per acoplar senyals d'àudio. Per exemple, entre dos etapes d'amplificació d'àudio, un capacitor s'utilitza per acoplar el senyal de sortida de l'anterior etapa d'amplificació a l'entrada de la següent etapa d'amplificació. Alhora, bloqueja el senyal DC i només permet el pas del senyal d'àudio AC, permetent així la transmissió i amplificació efectiva del senyal d'àudio.

• Circuits d'Oscil·lació: En els circuits d'oscil·lació de dispositius emissor-receptor de ràdio, els capacitors fixes com els capacitors ceràmics o de film, juntament amb inductòries i altres components, formen un bucle d'oscil·lació per generar un senyal d'oscil·lació d'alta freqüència estable. Per exemple, en el circuit d'oscil·lació local d'una ràdio, el capacitor fix i l'inductòria col·laboren per determinar la freqüència d'oscil·lació, permetent a la ràdio rebre senyals de difusió d'una freqüència específica.