Cosa è una capacità fissa?

1. Definizione

Quello che comunemente viene definito "condensatore permanente" è probabilmente un termine popolare. In senso stretto, potrebbe riferirsi a un condensatore fisso. Un condensatore fisso è un tipo di condensatore con un valore di capacità costante. Nel circuito, la sua capacità non cambierà a causa delle variazioni normali di tensione, corrente o altre condizioni esterne comuni. Le sue funzioni principali includono il deposito di energia elettrica, il filtraggio, l'accoppiamento e il bypass.

2. Struttura e Principio

Struttura

Prendiamo come esempio il comune condensatore ceramico. È composto principalmente da un dielettrico ceramico, elettrodi e materiali di impacchettamento. Il dielettrico ceramico è la parte chiave che determina il valore di capacità e altre proprietà. Gli elettrodi sono solitamente realizzati con materiali metallici (come argento, palladio, ecc.) e vengono utilizzati per prelevare le cariche. I materiali di impacchettamento svolgono un ruolo protettivo per la struttura interna.

Principio

I condensatori funzionano in base al principio del deposito di energia elettrica in un campo elettrico. Quando si applica una tensione tra i due poli di un condensatore, le cariche si accumulano sui due poli, formando un campo elettrico. L'energia del campo elettrico è depositata nel condensatore sotto forma di energia elettrica. Per un condensatore fisso, l'entità della sua capacità dipende principalmente dall'area delle due armature, dalla distanza tra le armature e dalla costante dielettrica del mezzo tra le armature. Secondo la formula c=εs/d (dove C è la capacità, ε è la costante dielettrica, S è l'area dell'armatura e d è lo spazio tra le armature), in un condensatore fisso, questi parametri sono sostanzialmente fissi dopo la fabbricazione, quindi il valore di capacità rimane costante.

3. Classificazione e Applicazioni

Classificazione

• Condensatori Ceramici: Hanno le caratteristiche di piccole dimensioni, buone prestazioni ad alta frequenza e stabilità relativamente elevata. Sono divisi in Classe I (tipo compensato per temperatura), Classe II (tipo ad alta permittività) e Classe III (tipo semiconduttore). I condensatori ceramici di Classe I sono spesso utilizzati in circuiti oscillatori ad alta frequenza, strumenti di precisione e altre occasioni con requisiti estremamente elevati per la stabilità della capacità. I condensatori ceramici di Classe II sono adatti per bypass, filtraggio e altri circuiti generali.

• Condensatori Elettrolitici: Sono divisi in condensatori elettrolitici di alluminio e condensatori elettrolitici di tantalio. I condensatori elettrolitici di alluminio hanno una grande capacità ma una corrente di fuga relativamente elevata. Sono utilizzati principalmente in circuiti di filtraggio a bassa frequenza, lisciamento di alimentazione e altri circuiti. I condensatori elettrolitici di tantalio hanno prestazioni superiori rispetto a quelli di alluminio ed sono ampiamente utilizzati in circuiti di alimentazione, accoppiamento di segnali e altre occasioni con requisiti più elevati.

• Condensatori a Film: Includono condensatori a film di poliestere, condensatori a film di polipropilene, ecc. I condensatori a film di poliestere sono spesso utilizzati in circuiti DC e AC a bassa frequenza di dispositivi elettronici generali. I condensatori a film di polipropilene, con i loro vantaggi di bassa perdita e buone prestazioni isolanti, sono ampiamente utilizzati in circuiti ad alta frequenza e circuiti ad alta tensione.

Applicazioni

• Circuiti di Alimentazione: Nei circuiti rettificatori e filtranti di alimentazione, i condensatori elettrolitici vengono utilizzati per lisciare la tensione di uscita continua e filtrare le onde residue dopo la rettifica. Ad esempio, nell'alimentazione di un computer, i condensatori elettrolitici di grande capacità possono ridurre efficacemente le fluttuazioni di tensione dell'uscita dell'alimentazione e fornire una fonte di alimentazione stabile per le varie componenti del computer.

• Circuiti di Accoppiamento: Nei circuiti di amplificazione audio, i condensatori vengono utilizzati per accoppiare i segnali audio. Ad esempio, tra due stadi di amplificazione audio, un condensatore viene utilizzato per accoppiare il segnale di uscita dello stadio precedente all'ingresso dello stadio successivo. Allo stesso tempo, blocca il segnale continuo e consente solo il passaggio del segnale audio alternato, consentendo così la trasmissione e l'amplificazione efficace del segnale audio.

• Circuiti di Oscillazione: Nei circuiti di oscillazione di dispositivi di trasmissione e ricezione radio, i condensatori fissi come i condensatori ceramici o a film, insieme a induttori e altri componenti, formano un anello di oscillazione per generare un segnale di oscillazione ad alta frequenza stabile. Ad esempio, nel circuito oscillatore locale di una radio, il condensatore fisso e l'induttore collaborano per determinare la frequenza di oscillazione, permettendo alla radio di ricevere segnali di trasmissione di una frequenza specifica.