Types de condensateurs et leurs applications

Types de condensateurs et leurs applications

Dans chaque électronique ou circuit électrique , un condensateur joue un rôle clé. Ainsi, chaque jour, la production de différents types de condensateurs peut se faire de milliers à des millions. Chaque type de condensateur comprend ses avantages, ses inconvénients, ses fonctions et ses applications. Il est donc très important de connaître chaque type de condensateur lors de la sélection pour toute application. Ces condensateurs vont du petit au grand, y compris des caractéristiques différentes en fonction du type pour les rendre uniques. Les condensateurs petits et faibles peuvent être trouvés dans les circuits radio alors que les gros condensateurs sont utilisés dans les circuits de lissage. La conception de petits condensateurs peut être réalisée à l'aide de matériaux céramiques scellés avec de la résine époxy, tandis que les condensateurs à usage commercial sont conçus avec une feuille métallique utilisant de fines feuilles de Mylar, autrement du papier imprégné de paraffine.



Types de condensateurs et leurs utilisations

Le condensateur est l'un des composants les plus utilisés dans la conception de circuits électroniques. Il joue un rôle important dans de nombreuses applications embarquées. Il est disponible à différentes évaluations. Il se compose de deux métaux assiettes séparé par une substance non conductrice, ou diélectrique . Il s'agit souvent de dépôts de stockage pour les signaux analogiques et les données numériques.


Les comparaisons entre les différents types de condensateurs sont généralement faites en ce qui concerne le diélectrique utilisé entre les plaques. Certains condensateurs ressemblent à des tubes, les petits condensateurs sont souvent construits à partir de matériaux céramiques puis trempés dans une résine époxy pour les sceller. Voici donc quelques-uns des types de condensateurs les plus courants disponibles. Voyons-les.





Condensateur diélectrique

Généralement, ces types de condensateurs sont du type variable qui nécessite un changement continu de la capacité des émetteurs, des récepteurs et des radios à transistors pour l'accord. Des types diélectriques variables peuvent être obtenus dans des plaques multiples et espacées dans l'air. Ces condensateurs ont un ensemble de plaques fixes et mobiles pour se déplacer parmi les plaques fixes.

La position de la plaque mobile par rapport aux plaques fixes déterminera la valeur approximative de la capacité. En général, la capacité est maximale une fois que les deux ensembles de plaques sont complètement connectés. Le condensateur d'accord à haute capacité comprend un espacement assez grand, sinon des entrefers entre les deux plaques avec des tensions de claquage atteignant des milliers de volts.



Petit condensateur

Le condensateur qui utilise du mica comme le matériau diélectrique est connu sous le nom de condensateur au mica. Ces condensateurs sont disponibles en deux types tels que les condensateurs et l'argent. Le type à pince est maintenant considéré comme obsolète en raison de ses caractéristiques inférieures, mais le type en argent est utilisé à sa place.


Ces condensateurs sont fabriqués à partir de feuilles de mica revêtues de métal en sandwich sur les deux faces. Après cela, cette conception est enfermée dans de l'époxy pour la protéger de l'environnement. Généralement, ces condensateurs sont utilisés chaque fois que des condensateurs stables avec des valeurs relativement faibles sont nécessaires.

Les minéraux de Mica sont extrêmement constants chimiquement, mécaniquement et électriquement en raison de sa structure cristalline précise qui comprend des couches typiques. Ainsi, la fabrication de feuilles minces de 0,025 à 0,125 mm est possible.

Le mica le plus fréquemment utilisé est la phlogopite et la muscovite. En cela, la muscovite a de bonnes propriétés électriques, tandis que la seconde a une résistance aux températures élevées. Le mica est étudié en Inde, en Amérique du Sud et en Afrique centrale. La grande différence dans la composition de la matière première conduit au coût élevé requis pour l'examen et la catégorisation. Le mica n’agit pas en réponse aux acides, aux solvants à l’eau et à l’huile.
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Condensateur polarisé

Le condensateur qui a des polarités spécifiques comme le positif et le négatif est appelé un condensateur polarisé. Chaque fois que ces condensateurs sont utilisés dans les circuits, nous devons vérifier qu'ils sont alliés dans des polarités idéales. Ces condensateurs sont classés en deux types, à savoir les condensateurs électrolytiques et les supercondensateurs.

Condensateurs à film

Les condensateurs à film sont les plus normalement prêts de nombreux types de condensateurs, comprenant un groupe généralement expansif de condensateurs, la distinction étant dans leurs propriétés diélectriques. Ils sont disponibles dans presque toutes les valeurs et tensions aussi élevées que 1500 volts. Ils viennent dans n'importe quelle tolérance de 10% à 0,01%. Les condensateurs à film arrivent également dans une combinaison de formes et de styles de boîtier.

Il existe deux types de condensateurs à film, le type à fil radial et le type à fil axial. Les électrodes des condensateurs à film peuvent être en aluminium métallisé ou en zinc, appliqué sur un ou les deux côtés du film plastique, ce qui donne des condensateurs à film métallisé appelés condensateurs à film. Le condensateur à film est illustré dans la figure ci-dessous:

Condensateurs à film

Condensateurs à film

Les condensateurs à film sont parfois appelés condensateurs en plastique car ils utilisent du polystyrène, du polycarbonate ou du téflon comme diélectriques. Ces types de films nécessitent un film diélectrique beaucoup plus épais pour réduire le risque de déchirure ou de perforation dans le film et sont, par conséquent, plus adaptés à des valeurs de capacité inférieures et des tailles de boîtier plus grandes.

Les condensateurs à film sont physiquement plus gros et plus chers, ils ne sont pas polarisés, ils peuvent donc être utilisés dans des applications de tension alternative et ils ont des paramètres électriques beaucoup plus stables. En fonction de la capacité et du facteur de dissipation, ils peuvent être appliqués dans des applications de classe 1 à fréquence stable, en remplacement des condensateurs céramiques de classe 1.

Condensateurs en céramique

Les condensateurs céramiques sont utilisés dans les circuits haute fréquence tels que l'audio vers RF. Ils constituent également le meilleur choix pour la compensation haute fréquence dans les circuits audio. Ces condensateurs sont également appelés condensateurs à disque. Les condensateurs en céramique sont fabriqués en enduisant deux faces d'un petit disque en porcelaine ou en céramique avec de l'argent et sont ensuite empilés ensemble pour former un condensateur. On peut réaliser à la fois une faible capacité et une capacité élevée dans les condensateurs céramiques en modifiant l'épaisseur du disque céramique utilisé. Le condensateur céramique est illustré dans la figure ci-dessous:

Condensateurs en céramique

Condensateurs en céramique

Ils viennent dans des valeurs de quelques Pico farads à 1 microfarad. La plage de tension va de quelques volts à plusieurs milliers de volts. Les céramiques sont peu coûteuses à fabriquer et se déclinent en plusieurs types de diélectriques. La tolérance des céramiques n'est pas grande mais pour leur rôle dans la vie, elles fonctionnent très bien.

Condensateurs électrolytiques

Ce sont les condensateurs les plus couramment utilisés qui ont une large capacité de tolérance. Les condensateurs électrolytiques sont disponibles avec des tensions de travail allant jusqu'à environ 500 V, bien que les valeurs de capacité les plus élevées ne soient pas disponibles à haute tension et que des unités à température plus élevée soient disponibles, mais rares. Il existe deux types de condensateurs électrolytiques, le tantale et l'aluminium en commun.

Les condensateurs au tantale ont généralement une meilleure exposition, une valeur plus élevée et ne sont prêts que dans une mesure plus limitée de paramètres. Les propriétés diélectriques de l'oxyde de tantale sont bien supérieures à celles de l'oxyde d'aluminium, donnant un courant de fuite plus facile et une meilleure résistance de capacité qui les rend appropriés pour les applications d'obstruction, de découplage, de filtrage.

L'épaisseur du film d'oxyde d'aluminium et la tension de claquage élevée donnent aux condensateurs des valeurs de capacité exceptionnellement élevées pour leur taille. Dans un condensateur, les plaques de feuille sont anodisées par un courant continu fixant ainsi l'extrémité du matériau de la plaque et confirmant la polarité de son côté.

Les condensateurs au tantale et en aluminium sont illustrés dans la figure ci-dessous:

Condensateurs électrolytiques

Condensateurs électrolytiques

Les condensateurs électrolytiques sont classés en deux types

  • Condensateurs électrolytiques en aluminium
  • Condensateurs électrolytiques au tantale
  • Condensateurs électrolytiques au niobium

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Super condensateurs

Les condensateurs qui ont une capacité électrochimique avec des valeurs de capacité élevées par rapport aux autres condensateurs sont appelés supercondensateurs. La catégorisation de ceux-ci peut être faite comme un groupe qui se trouve parmi les condensateurs électrolytiques ainsi que les batteries rechargeables qui sont appelées ultracondensateurs.

Il y a plusieurs avantages à utiliser ces condensateurs comme les suivants,

  • La valeur de capacité de ce condensateur est élevée
  • La charge peut être stockée et livrée très rapidement
  • Ces condensateurs peuvent gérer une charge supplémentaire avec des cycles de décharge.
  • Les applications des supercondensateurs sont les suivantes.
  • Ces condensateurs sont utilisés dans les bus, les voitures, les trains, les grues et les ascenseurs.
  • Ceux-ci sont utilisés dans le freinage régénératif et pour la sauvegarde de la mémoire.
  • Ces condensateurs sont disponibles en différents types tels que les condensateurs à double couche, pseudo et hybrides.

Condensateur non polarisé

Les condensateurs n'ont pas de polarités comme positives sinon négatives. Les électrodes des condensateurs non polarisés peuvent être insérées au hasard dans le circuit pour la rétroaction, le couplage, le découplage, l'oscillation et la compensation. Ces condensateurs ont une petite capacité, donc utilisés dans les circuits AC purs et également utilisés dans le filtrage haute fréquence. La sélection de ces condensateurs peut être effectuée très facilement avec des modèles et des spécifications similaires. Les types de condensateurs non polarisés sont

Condensateurs en céramique

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Condensateurs Silver Mica

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Condensateurs en polyester

Le condensateur en polyester ou en mylar est bon marché, précis et présente de petites fuites. Ces condensateurs fonctionnent dans la plage de 0,001 à 50 microfarads. Ces condensateurs sont applicables là où la stabilité et la précision ne sont pas si importantes.

Condensateurs en polystyrène

Ces condensateurs sont extrêmement précis et comprennent moins de fuites. Ceux-ci sont utilisés dans les filtres et également partout où la précision, ainsi que la stabilité, sont importantes. Ceux-ci sont assez coûteux et fonctionnent de l'ordre de 10 pF à 1 mF.

Condensateurs en polycarbonate

Ces condensateurs sont coûteux et disponibles de très bonne qualité, avec une grande précision et une très faible fuite. Malheureusement, ils ont été abandonnés et sont maintenant difficiles à trouver. Ils fonctionnent bien dans des environnements difficiles et à haute température dans la plage de 100 pF à 20 mF.

Condensateurs en polypropylène

Ces condensateurs sont coûteux et la plage de ses performances peut être comprise entre 100 pF et 50 mF. Ceux-ci sont extrêmement constants, précis dans le temps et ont très peu de fuites.

Condensateurs en téflon

Ces condensateurs sont les plus stables, les plus précis et ne présentent pratiquement aucune fuite. Ceux-ci sont considérés comme les meilleurs condensateurs. Le comportement est précisément similaire sur une large gamme de variations de fréquence. Ils fonctionnent dans la plage de 100 pF à 1 mF.

Condensateurs en verre

Ces condensateurs sont très puissants, stables et fonctionnent dans la plage de 10 pF à 1 000 pF. Mais ce sont aussi des composants très coûteux.

Condensateur polymère

Un condensateur polymère est un condensateur électrolytique (e-cap) qui utilise un électrolyte solide d'un polymère conducteur comme l'électrolyte au lieu d'électrolytes en gel ou liquides.

Le séchage de l'électrolyte peut être facilement évité à l'aide d'un électrolyte solide. Ce type de séchage est l'une des caractéristiques qui interrompent la durée de vie des condensateurs électrolytiques normaux. Ces condensateurs sont classés en différents types comme le polymère au tantale-e-cap, le polymère en aluminium-e-cap, le polymère hybride Al-e-cap et le polymère de niobium.

Dans la plupart des applications, ces condensateurs ont utilisé une alternative aux condensateurs électrolytiques, uniquement si la tension nominale la plus élevée n'est pas augmentée. La tension nominale la plus élevée des condensateurs de type polymère solide est inférieure à la tension la plus élevée des condensateurs de type électrolytique classique comme jusqu'à 35 volts, même si certains condensateurs de type polymère sont conçus avec des tensions de fonctionnement les plus élevées comme 100 volts CC.

Ces condensateurs ont des qualités différentes et meilleures par rapport à une durée de vie plus longue, la température de fonctionnement est élevée, une bonne stabilité, une ESR inférieure (résistance en série équivalente) et le mode de défaillance est beaucoup plus sûr.

Condensateurs plombés et montés en surface

Les condensateurs sont accessibles comme les plages plombées et les condensateurs à montage en surface. Presque tous les types de condensateurs peuvent être obtenus comme des versions plombées telles que la céramique, l'électrolyse, les supercondensateurs, le mica argenté, le film plastique, le verre, etc. Le montage en surface ou SMD est limité mais ils doivent résister aux températures utilisées dans le processus de soudage .

Lorsque le condensateur n'a pas de fils et que la méthode de soudage est également utilisée, les condensateurs SMD sont exposés à l'élévation complète de la température de la soudure elle-même. En conséquence, toutes les variétés ne sont pas disponibles en tant que condensateurs SMD.

Les principaux types de condensateurs à montage en surface comprennent la céramique, le tantale et l'électrolyse. Tous ont été développés pour résister aux très hautes températures de brasage.

Condensateurs à usage spécial

Les condensateurs à usage spécial sont utilisés dans les applications d'alimentation CA telles que les systèmes UPS et CVT jusqu'à 660 V CA. La sélection de condensateurs appropriés joue principalement un rôle important dans la durée de vie des condensateurs. Par conséquent, il est absolument nécessaire d'utiliser une valeur de condensateur appropriée à travers une estimation de tension-courant pour correspondre à l'application précise. Les caractéristiques de ces condensateurs sont la robustesse, la durabilité, la résistance aux chocs, la précision dimensionnelle et l'extrême résistance.

Types de condensateurs dans les circuits CA

Lorsque les condensateurs sont utilisés dans des circuits CA, les condensateurs agissent différemment des résistances, car les résistances permettent aux électrons de circuler à travers eux, ce qui est directement proportionnel à la chute de tension, tandis que les condensateurs résistent aux changements de tension en fournissant ou en tirant du courant car ils se chargent autrement décharge vers le nouveau niveau de tension.

Les condensateurs deviennent chargés vers la valeur de tension appliquée qui agit comme un dispositif de stockage pour maintenir la charge jusqu'à ce que la tension d'alimentation soit là tout au long de la connexion CC. Un courant de charge alimentera le condensateur pour s'opposer à toute modification de la tension.

Par exemple, considérons un circuit conçu avec un condensateur ainsi qu'une source d'alimentation CA. Ainsi, il existe une différence de phase de 90 degrés entre la tension et le courant, le courant atteignant son pic de 90 degrés avant que la tension n'atteigne son pic.

L'alimentation CA génère une tension oscillante. Lorsque la capacité est élevée, l'énorme alimentation doit circuler pour créer une tension spécifique sur les plaques et le courant sera plus élevé.
La fréquence de tension est plus élevée, puis le temps disponible est plus court pour ajuster la tension, de sorte que le courant sera élevé lorsque la fréquence et la capacité sont augmentées.

Condensateurs variables

Un condensateur variable est un condensateur dont la capacité peut être intentionnellement et à plusieurs reprises modifiée mécaniquement. Ce type de condensateur est utilisé pour régler la fréquence de résonance dans les circuits LC, par exemple, pour régler la radio pour l'adaptation d'impédance dans les dispositifs de syntonisation d'antenne.

Condensateurs variables

Condensateurs variables

Applications des condensateurs

Les condensateurs ont des applications à la fois électriques et électroniques. Ils sont utilisés dans les applications de filtrage, les systèmes de stockage d'énergie, les démarreurs de moteur et les dispositifs de traitement du signal.

Comment connaître la valeur des condensateurs?

Les condensateurs sont les composants essentiels d'un circuit électronique sans lesquels le circuit ne peut pas être complété. L'utilisation de condensateurs comprend le lissage des ondulations du courant alternatif dans l'alimentation, le couplage et le découplage des signaux, comme tampons, etc. Différents types de condensateurs comme le condensateur électrolytique, le condensateur à disque, le condensateur au tantale, etc. sont utilisés dans les circuits. Les condensateurs électrolytiques ont la valeur imprimée sur son corps afin que ses broches puissent être facilement identifiées.

DISQUE-CONDENSATEUR

Habituellement, la grande broche est positive. La bande noire présente près de la borne négative indique la polarité. Mais dans les condensateurs Disc, seul un nombre est imprimé sur son corps, il est donc très difficile de déterminer sa valeur en PF, KPF, uF, n, etc. Pour certains condensateurs, la valeur est imprimée en termes de uF, tandis que dans d'autres Le code EIA est utilisé. 104. Voyons les méthodes pour identifier le condensateur et calculer sa valeur.

Le nombre sur le condensateur représente la valeur de la capacité du Pico Farads. Par exemple, 8 = 8PF

Si le troisième nombre est zéro, alors la valeur est dans P par ex. 100 = 100PF

Pour un nombre à 3 chiffres, le troisième chiffre représente le nombre de zéros après le deuxième chiffre, par exemple, 104 = 10 - 0000 PF

Si la valeur est obtenue en PF, il est facile de la convertir en KPF ou uF

PF / 1000 = KPF ou n, PF / 10, 00000 = uF. Pour une valeur de capacité de 104 ou 100000 en pF, elle est de 100KpF ou n ou 0,1uF.

Formule de conversion

n x 1000 = PF PF / 1000 = n PF / 1 000 000 = uF uF x 1 000 000 = PF uF x 1 000 000/1 000 = n n = 1/1 000 000 000F uF = 1/1 000 000 F

La lettre sous la valeur de capacité détermine la valeur de tolérance.

473 = 473 K

Pour un nombre à 4 chiffres, si le 4edigit est un zéro, alors la valeur de capacité est en pF.

Par exemple. 1500 = 1500PF

Si le nombre n'est qu'un nombre décimal à virgule flottante, la valeur de capacité est en uF.

Par exemple. 0,1 = 0,1 uF

Si un alphabet est donné sous les chiffres, il représente une décimale et la valeur est en KPF ou n

Par exemple. 2K2 = 2,2 KPF

Si les valeurs sont données avec des barres obliques, le premier chiffre représente la valeur en UF, le deuxième sa tolérance et le troisième sa tension nominale maximale.

Ciel. 0,1 / 5/800 = 0,01 uF / 5% / 800 volts.

Certains condensateurs à disque courants sont

Valeurs du condensateur

Sans un condensateur, la conception du circuit ne sera pas complète car elle joue un rôle actif dans le fonctionnement d'un circuit. Le condensateur a deux plaques d'électrodes à l'intérieur séparées par un matériau diélectrique tel que du papier, du mica, etc. Que se passe-t-il lorsque les électrodes du condensateur sont connectées à une alimentation électrique? Le condensateur se charge à sa pleine tension et conserve la charge. Le condensateur a la capacité de stocker le courant qui est mesuré en termes de Farads.

DISQUE-CAPS

DISQUE-CAPS

La capacité d'un condensateur dépend de la surface de ses plaques d'électrode et de la distance entre elles. Les condensateurs à disque n'ont pas de polarité de sorte qu'ils peuvent être connectés dans les deux sens. Les condensateurs à disque sont principalement utilisés pour coupler / découpler les signaux. Les condensateurs électrolytiques, en revanche, ont une polarité de sorte que si la polarité du condensateur change, il explosera. Les condensateurs électrolytiques sont principalement utilisés comme filtres, tampons, etc.

Chaque condensateur a sa propre capacité qui est exprimée comme la charge dans le condensateur divisée par la tension. Ainsi Q / V. Lorsque vous utilisez un condensateur dans un circuit, certains paramètres importants doivent être pris en compte. Le premier est sa valeur. Sélectionnez une valeur appropriée, une valeur basse ou élevée en fonction de la conception du circuit.

La valeur est imprimée sur le corps de la plupart des condensateurs en uF ou en code EIA. Dans les condensateurs à code couleur, les valeurs sont représentées sous forme de bandes de couleur, et en utilisant un tableau de code couleur de condensateur, il est facile d'identifier le condensateur. Vous trouverez ci-dessous le nuancier pour identifier un condensateur à code couleur.

nuancier

Voir, comme les résistances, chaque bande sur le condensateur a une valeur. La valeur de la première bande est le premier nombre du nuancier. De même, la valeur de la deuxième bande est le deuxième nombre dans le nuancier. La troisième bande est le multiplicateur comme dans le cas d'une résistance. La quatrième bande est la tolérance du condensateur. La cinquième bande est le corps du condensateur qui représente la tension de fonctionnement du condensateur. La couleur rouge représente 250 volts et le jaune représente 400 volts.

La tolérance et la tension de fonctionnement sont deux facteurs importants à prendre en compte. Aucun condensateur n'a la capacité nominale et cela peut varier.

Utilisez donc un condensateur de bonne qualité comme un condensateur au tantale dans les circuits sensibles comme les circuits oscillateurs. Si le condensateur est utilisé dans des circuits CA, il doit avoir une tension de fonctionnement de 400 volts. La tension de fonctionnement du condensateur électrolytique est imprimée sur son corps. Sélectionnez un condensateur avec une tension de fonctionnement trois fois supérieure à la tension d'alimentation.

Par exemple, si l'alimentation est de 12 volts, utilisez un condensateur de 25 ou 40 volts. À des fins de lissage, il est préférable de prendre un condensateur de grande valeur comme 1000 uF pour éliminer presque complètement les ondulations du courant alternatif. Dans le source de courant des circuits audio, il est préférable d'utiliser un condensateur de 2200 uF ou 4700 uF car les ondulations peuvent créer un bourdonnement dans le circuit.

Le courant de fuite est un autre problème dans les condensateurs. Certaines charges fuiront, même si le condensateur est en charge. C'est un verset dans les circuits de minuterie puisque le cycle de synchronisation dépend du temps de charge / décharge du condensateur. Des condensateurs au tantale à faible fuite sont disponibles et les utilisent dans les circuits de minuterie.

Comprendre la fonction de réinitialisation du condensateur dans le microcontrôleur

Une réinitialisation est utilisée pour démarrer ou redémarrer la fonctionnalité du microcontrôleur AT80C51. Une broche de réinitialisation suit deux conditions pour démarrer le microcontrôleur. Elles sont

  1. L'alimentation doit être dans la plage spécifiée.
  2. La durée de réinitialisation de la largeur d'impulsion doit être d'au moins deux cycles machine.

La réinitialisation doit être maintenue active jusqu'à ce que les deux conditions soient respectées.

Dans ce type de circuit, l'agencement de condensateur et de résistance de l'alimentation est connecté pour réinitialiser la broche no. 9. Lorsque l'interrupteur d'alimentation est sur ON, le condensateur commence à se charger. A ce moment, le condensateur agit comme un court-circuit au début. Lorsque la broche de réinitialisation est réglée sur HIGH, le microcontrôleur passe à l'état de mise sous tension et après un certain temps, la charge s'arrête.

Lorsque la charge s'arrête, la broche de réinitialisation va à la terre à cause de la résistance. La broche de réinitialisation doit aller trop haut puis aller trop bas, puis le programme commence à mendier. Si cet agencement n'a pas de condensateur de réinitialisation ou aurait été laissé non connecté, le programme démarre à partir de n'importe quel endroit du microcontrôleur.

Ainsi, il s'agit de un aperçu des différents types de condensateurs et leurs applications. Vous avez maintenant une idée du concept des types de condensateurs et de ses applications si vous avez des questions sur ce sujet ou sur les projets électriques et électroniques laissez les commentaires ci-dessous.

Crédits photo

Condensateurs à film par en.busytrade
Condensateurs céramiques par fabriqué en Chine
Condensateurs électrolytiques par Solarbotics