Que é unha capacitancia fixa

1. Definición

O que comúnmente se denomina "capacitor permanente" é probablemente un termo popular. Estrictamente falando, pode referirse a un capacitor fijo. Un capacitor fijo é un tipo de capacitor con un valor de capacitancia constante. No circuito, a súa capacitancia non cambiará debido ás variacións normais de voltaxe, corrente ou outras condicións externas comúns. As súas funcións principais inclúen o almacenamento de enerxía eléctrica, o filtrado, o acoplamento e o bypass.

2. Estrutura e Principio

Estrutura

Tomemos como exemplo o capacitor cerámico común. Este compónese principalmente dun dieléctrico cerámico, electrodos e materiais de embalaxe. O dieléctrico cerámico é a parte clave que determina o valor da capacitancia e outras propiedades. Os electrodos suelen estar feitos de materiais metálicos (como a prata, o paladio, etc.) e úsanse para extraer as cargas. Os materiais de embalaxe teñen un papel protexendo a estrutura interna.

Principio

Os capacitors funcionan baseándose no principio de almacenar enerxía eléctrica nun campo eléctrico. Cando se aplica unha voltaxe entre os dous polos dun capacitor, as cargas acumularanse nos dous polos, formando un campo eléctrico. A enerxía do campo eléctrico almacénase no capacitor na forma de enerxía eléctrica. Para un capacitor fijo, a magnitude da súa capacitancia depende principalmente da área das dúas placas, a distancia entre as placas e a constante dieléctrica do medio entre as placas. Segundo a fórmula c=εs/d (onde C é a capacitancia, ε é a constante dieléctrica, S é a área da placa e d é a separación entre as placas), nun capacitor fijo, estes parámetros están basicamente fixos despois da fabricación, polo que o valor da capacitancia permanece constante.

3. Clasificación e Aplicación

Clasificación

• Capacitores Cerámicos: Teñen as características de ser pequenos, ter un buen rendemento en frecuencias altas e unha estabilidade relativamente alta. Divídense en Clase I (tipo compensado de temperatura), Clase II (tipo de alta permitividad) e Clase III (tipo semiconductivo). Os capacitores cerámicos de Clase I usáronse frecuentemente en circuitos de oscilación de alta frecuencia, instrumentos de precisión e outras ocasións con requisitos extremadamente altos de estabilidade de capacitancia. Os capacitores cerámicos de Clase II son adecuados para bypass, filtrado e outros circuitos xerais.

• Capacitores Electrolíticos: Divídense en capacitores electrolíticos de aluminio e capacitores electrolíticos de tántalo. Os capacitores electrolíticos de aluminio teñen unha grande capacitancia pero unha corrente de fuga relativamente grande. Usáronse principalmente en circuitos de filtrado de baixa frecuencia, suavizado de alimentación e outros. Os capacitores electrolíticos de tántalo teñen un rendemento mellor que os de aluminio e úsanse ampliamente en circuitos de alimentación, acoplamento de sinais e outras ocasións con requisitos máis altos.

• Capacitores de Filme: Inclúen capacitores de filme de poliéster, capacitores de filme de polipropileno, etc. Os capacitores de filme de poliéster úsanse frecuentemente en circuitos DC e AC de baixa frecuencia de dispositivos electrónicos xerais. Os capacitores de filme de polipropileno, coas súas vantaxes de baixa perda e boa performance de aislamento, úsanse ampliamente en circuitos de alta frecuencia e de alta tensión.

Aplicación

• Circuitos de Alimentación: Nos circuitos rectificadores e de filtrado de alimentación, úsanse capacitores electrolíticos para suavizar a tensión de saída DC e filtrar as ondulacións despois da rectificación. Por exemplo, na alimentación dun ordenador, capacitores electrolíticos de gran capacidade poden reducir eficazmente as fluctuacións de tensión da saída da alimentación e proporcionar unha fonte de enerxía estable para as diferentes compoñentes do ordenador.

• Circuitos de Acoplamento: Nos circuitos de amplificación de audio, úsanse capacitores para acoplar sinais de audio. Por exemplo, entre dous etapas de amplificación de audio, usa-se un capacitor para acoplar o sinal de saída da etapa anterior ao entrada da seguinte. Ao mesmo tempo, bloquea o sinal DC e só permite que pase o sinal de audio AC, permitindo así a transmisión e amplificación eficaz do sinal de audio.

• Circuitos de Oscilación: Nos circuitos de oscilación de dispositivos de emisión e recepción de radio, capacitores fijos como capacitores cerámicos ou de filme, xunto con inductancias e outras compoñentes, forman un bucle de oscilación para xerar un sinal de oscilación de alta frecuencia estable. Por exemplo, no circuito local de oscilación dunha radio, o capacitor fijo e a inductancia cooperan para determinar a frecuencia de oscilación, permitindo que a radio reciba sinais de radiodifusión dunha frecuencia específica.