Condensatori di carta in olio (PIO): cos'è speciale?

Molti circuiti audio usano condensatori PIO. Quali sono le caratteristiche elettriche dei cappucci PIO che li rendono speciali (ovvero giustificano il costo)? Quali parti di un circuito amplificatore beneficiano maggiormente dell'uso dei cappucci PIO?

L'immersione in olio è stata comunemente utilizzata per applicazioni ad alta tensione come ingegneria energetica, condensatori e interruttori / relè fino alla fine degli anni '70, ed è ancora oggi utilizzata, anche se raramente, apparentemente. I vantaggi citati dalla precedente generazione di ingegneri includere:

• Soppressione dell'arco ad una tensione più alta dell'aria
• Miglioramento del raffreddamento dei punti di calore locali grazie alla circolazione del fluido
• Migliore isolamento tra gli elettrodi di contatto, con una costante dielettrica più elevata dell'aria
• Eliminazione di bolle all'interno della carta o del film o tra gli elettrodi, evitando così archi sporadici e variazioni nelle caratteristiche
• In specifici impieghi ad alta o bassa pressione, si preferivano gli oli perché meno compressibili (quasi per nulla) rispetto all'aria. La compressione o rarefazione cambierebbe imprevedibilmente la distanza tra, e quindi la capacità tra, gli elettrodi.

Gli amplificatori audio vintage erano basati su valvole a vuoto e spesso funzionavano ad alte tensioni, giustificando così l'uso di componenti compatibili con tali alte tensioni. Tuttavia, i moderni amplificatori a semiconduttore funzionano a tensioni (tipicamente) molto più basse, quindi non dovrebbero avere una forte giustificazione ingegneristica per continuare a usare condensatori riempiti d'olio. Tuttavia, non c'è spiegazione delle credenze spirituali degli audiofili.

Nota a piè di pagina: in seguito il petrolio è stato in gran parte sostituito negli interruttori con gas SF6, che non è infiammabile, eliminando quindi il rischio per la sicurezza dell'olio. Anche gli interruttori automatici basati sul vuoto sono ora utilizzati in installazioni ad alta tensione. Tuttavia, queste due opzioni non sembrano prevalere nei condensatori.

Come ingegnere professionista e musicista dilettante, ero incuriosito da questa domanda. Tutto quello che ho trovato sull'argomento può essere riassunto da qui ...

Molti esperti elettronici ti diranno che non esiste una spiegazione scientifica del perché la carta nei condensatori ad olio ti darà un tono migliore quando viene utilizzata in un circuito di chitarra. Ma è un fatto ben noto nella comunità della chitarra che la carta in olio sarà più calda, più liscia e avrà più "scintilla" rispetto ai condensatori a dischi ceramici, in mylar o in polipropilene. I Bumble Bees e le Black Beauties originali erano in carta oleosa e pensavano che molti fossero il "Santo Graal" di Tone per quanto riguarda i condensatori.

E da qui ...

I tappi di carta in olio (o PIO) sono solo una varietà di condensatori. Altri sono realizzati in mylar, ceramica, ecc. I tappi PIO sono stati utilizzati nelle Les Paul degli anni '50 e molti apprezzano le loro qualità tonali rispetto a condensatori più moderni.

L'effetto di qualsiasi condensatore sulla risposta in frequenza e sulla risposta ai transitori dipenderà da altre impedenze nel circuito in cui sono montati in modo che un condensatore non possa avere "suono" in quanto tale.

Ma ci stiamo allontanando in un territorio altamente soggettivo (e qualcuno potrebbe dire religioso) qui e per fortuna, dal momento che non sono un chitarrista, non sono abbastanza qualificato per commentare ulteriormente ...

È lo stesso motivo per cui le persone costruiranno un amplificatore hi-fi su una lastra di granito da 80 libbre, eviteranno gli amplificatori operazionali nei loro progetti o useranno solo cavi per altoparlanti in oro puro calibro 00: non sono dei veri e propri ingegneri e sono inclini a prendendo una fetta di verità, portandola all'eccesso e ignorando tutto il resto.

Quando leggi:

essere più caldo, più liscio e avere più "Sparkle"

o

pensato da molti come il "Santo Graal"

ciò significa davvero:

alcune persone pensano di essere pulite, senza alcun motivo particolare.

Se stai ripristinando - o ricreando - un amplificatore storicamente importante, come un amplificatore ad alta fedeltà Leak TL12 del 1940 o un amplificatore per chitarra Vox AC-30, è importante utilizzare le parti corrette o le alternative moderne più vicine che puoi.

Un tempo, i migliori e più affidabili condensatori ad alta tensione erano la carta in olio. Quindi i designer originali li hanno usati perché non c'erano buone alternative. (Trovo che tendano a perdere dopo circa 40 anni)

Questo ragazzo ha effettivamente preso le misure e messo su un po 'di Lissajous, quindi almeno possiamo vedere alcuni dati. Vedo un mucchio di linee rette, ma dice che la carta / olio era "più pulita", ma vedo un mucchio di linee rette (con alcune notevoli eccezioni).

Potrebbe esserci uno strano comportamento acustico poiché le lamine del condensatore sperimenteranno una certa forza dalla tensione che li attraversa, con diversi effetti risultanti per carta, mylar, ecc.

Molto tempo fa, avevo alcuni condensatori di vetro riempiti d'olio da un'unità ad alta tensione di un vecchio oscilloscopio. Sono stati classificati per 40 KV o alcuni di questi. Ma quando ho messo 60Hz ac attraverso di loro (probabilmente direttamente dalla linea di alimentazione. È stato tanto tempo fa), hanno fatto esplodere. Vai a capire. Immagino che non potessero sopportare le vibrazioni a 60 Hz.