In breve, i condensatori sono due oggetti conduttivi, spesso piccoli piatti, separati da qualcosa che isola, noto come dielettrico. Proprio come l'accumulo statico che si verifica se si strofina un palloncino sul braccio e lo si mette sui capelli, si accumulano cariche opposte su entrambe le piastre, consentendogli di immagazzinare energia sotto forma di carica. Ci sono altri 2 fattori chiave che influenzano il comportamento dei condensatori e li rendono così utili. - Si caricano in modo esponenziale, non linearmente. Supponiamo di caricare un condensatore con una tensione costante e di misurare la tensione attraverso il condensatore (che corrisponde alla carica mantenuta al suo interno) ogni 5 secondi. Non salirebbe a dire 0,1 ogni 5 secondi. Invece aumenta di una percentuale stabilitadella capacità totale per unità di tempo. Questo è effettivamente lo stesso principio (tranne il contrario) del decadimento radioattivo - l'emivita è un concetto intuitivo, corrispondente al tempo impiegato dall'importo per ridurre al 50% di quello che era - ma non perderlo una quantità prestabilita (ovvero non è di 50 molecole al secondo, è del 50% al secondo). Sembra qualcosa del genere:
Come puoi vedere, si carica rapidamente all'inizio, ma poi rallenta man mano che la carica si accumula.
-Il secondo sono le conseguenze di questo accumulo di carica. All'aumentare della tensione, la corrente "attraverso" il condensatore diminuisce - apparentemente aumentando la resistenza elettrica del condensatore. Tuttavia, se dovessimo invertire la polarità dell'alimentatore in ingresso, commutandoli, si ha l'effetto di "diminuire" la resistenza: la carica, anziché essere schiacciata nel condensatore, può facilmente defluire e in effetti aumenta la tensione effettiva. La conseguenza principale di ciò è che il condensatore resiste alla corrente continua, ma consente alla corrente alternata. Più concretamente, maggiore è la frequenza della commutazione della polarità di tensione (cioè AC), minore sarà il condensatore che impedirà il flusso di corrente nel circuito. Il condensatore può essere pensato come una molla elettrica. Lo spingi verso il basso, simbolizzando la corrente che vi scorre dentro. All'inizio offre poca resistenza. Tuttavia, mentre continui a spingere, la molla spinge indietro più forte, fino a quando non puoi più spingere efficacemente. Ciò equivale alla tensione attraverso il condensatore (di nuovo equivalente alla carica immagazzinata al suo interno) che si avvicina alla tensione di ingresso, come la forza verso l'alto della molla che si equilibra contro il proprio peso. Cosa succede se spingi nella direzione opposta? La primavera funzionacon te anziché contro di te, aumentando la forza di uscita oltre ciò che potresti sperare di ottenere con i tuoi muscoli e il tuo peso da solo.
Quindi, come possiamo sfruttare questo? Esistono due tipi principali di utilizzo del condensatore a seconda di come sono disposti in un circuito: l '"accoppiamento", in cui il condensatore è in serie, e il "disaccoppiamento", il condensatore in parallelo. Entrambi fanno uso di questi principi di cui sopra.
I giunti vengono utilizzati per bloccare la corrente continua - questo si trova spesso nell'elaborazione del segnale e nelle radio. Più piccolo è il condensatore, maggiore è la frequenza che impedisce (mentre si carica più velocemente), quindi regolando la capacità, possiamo regolare le frequenze bloccate. Se utilizzato con un induttore (l'opposto diametrico di un condensatore) - la cui proprietà più rilevante è il blocco delle frequenze HIGH, possiamo limitare i segnali in una particolare "banda" di frequenze - un circuito "passa banda". Questo è fondamentale nelle radio per trasmettere o ricevere alla frequenza desiderata.
I condensatori di accoppiamento vengono utilizzati anche nei circuiti di temporizzazione: poiché i transistor (interruttori elettronici) si accendono a una tensione nota e i condensatori si caricano a una velocità nota, possono essere utilizzati per accendere il transistor solo in un determinato momento (o frequenza).
I condensatori di disaccoppiamento vengono utilizzati per l'accumulo di energia o per lo "smorzamento" elettrico. Ancora una volta, aiuta a pensarci in termini di primavera.
Una molla in una pistola a pellet mostra perfettamente l'accumulo di energia. La molla viene tirata indietro, analoga al condensatore caricato, quindi rilasciata, permettendole di scaricare la sua energia in un "carico" - meccanicamente parlando, il pellet (o altre munizioni), elettricamente, un componente, diciamo, una luce. I condensatori sono ideali per le situazioni in cui è necessaria molta energia in un breve periodo di tempo, poiché si scaricano in modo estremamente rapido, ad esempio un defibrillatore. La batteria da sola non potrebbe scaricare tutta l'energia richiesta così rapidamente, quindi il condensatore interno invece la immagazzina e rilascia come richiesto.
Per lo smorzamento, è meglio pensare all'analogia condensatore / molla come la molla nelle sospensioni dell'auto. Le sospensioni per auto proteggono l'auto (e i passeggeri) dai danni assorbendo parte dell'energia del movimento verticale dell'auto. Se una ruota viene sollevata molto rapidamente andando su una pietra di grandi dimensioni, il resto dell'auto è meno influenzato grazie alla sospensione, che assorbe energia, quindi la rilascia lentamente spingendola verso l'alto. Allo stesso modo, un condensatore di disaccoppiamento può "appianare" segnali o impulsi elettrici. Analogamente alla pietra, a volte la natura della generazione elettrica, o malfunzionamenti, può causare "picchi" di tensione. Anche picchi di tensione molto brevi possono causare gravi danni ad alcune apparecchiature. Il condensatore di disaccoppiamento è in grado di assorbire questo "shock" e ridurre la possibilità che si verifichino danni. Inoltre,
Spero che aiuti. Scusate se è un po 'prolisso, ma ho l'obiettivo di essere comprensivo.