Condensateurs électriques
Les condensateurs électriques sont un moyen d'accumuler de l'électricité dans un champ électrique. Les applications typiques des condensateurs électriques sont les filtres de lissage dans les alimentations, les circuits de communication inter-étages dans les amplificateurs CA, le filtrage du bruit sur les rails d'alimentation des équipements électroniques, etc.
Les caractéristiques électriques du condensateur sont déterminées par sa conception et les propriétés des matériaux utilisés.
Lors du choix d'un condensateur pour un appareil particulier, les circonstances suivantes doivent être prises en compte :
a) la valeur requise de la capacité du condensateur (μF, nF, pF),
b) la tension de fonctionnement du condensateur (la valeur maximale de la tension à laquelle le condensateur peut fonctionner longtemps sans changer ses paramètres),
c) la précision requise (dispersion possible des valeurs de capacité des condensateurs),
d) coefficient de température de capacité (dépendance de la capacité du condensateur à la température ambiante),
e) stabilité du condensateur,
f) le courant de fuite diélectrique du condensateur à tension assignée et à une température donnée.(La résistance diélectrique du condensateur peut être spécifiée.)
Les tableaux 1 à 3 présentent les principales caractéristiques des différents types de condensateurs.
Tableau 1. Caractéristiques des condensateurs à film céramique, électrolytique et métallisé
Paramètre de condensateur Type de condensateur Céramique électrolytique basée sur un condensateur à film métallisé Plage de capacité 2,2 pF à 10 nF 100 nF à 68 μF 1 μF à 16 μF Précision (dispersion possible des valeurs de capacité du condensateur), % ±10 et ±20 -10 et +50 ± 20 Tension de fonctionnement des condensateurs, V 50 — 250 6,3 — 400 250 — 600 Stabilité des condensateurs Suffisant Mauvais Suffisant Plage de température ambiante, OS -85 à +85 -40 à +85 -25 à +85
Tableau 2. Caractéristiques des condensateurs au mica et des condensateurs à base de polyester et de polypropylène
Paramètre de condensateur Type de condensateur Condensateur à base de polypropylène à base de polyester mica Plage de capacité 2,2 pF à 10 nF 10 nF à 2,2 μF 1 nF à 470 nF Précision (dispersion possible des valeurs de capacité des condensateurs), % ±1 ±20 ±20 Tension de fonctionnement des condensateurs, V 350 250 1000 Stabilité du condensateur Excellente bonne bonne Plage de température ambiante, OS -40 à +85 -40 à +100 -55 à +100
Tableau 3. Caractéristiques des condensateurs mica à base de polycarbonate, polystyrène et tantale
Paramètre de condensateur
Type de condenseur
A base de polycarbonate
A base de polystyrène
A base de tantale
Plage de capacité des condensateurs 10 nF à 10 μF 10 pF à 10 nF 100 nF à 100 μF Précision (dispersion possible des valeurs de capacité des condensateurs), % ±20 ±2,5 ±20 Tension de fonctionnement des condensateurs, V 63 — 630 160 6,3 — 35 Stabilité des condensateurs Excellente Bonne Plage de température ambiante suffisante, OS -55 à +100 -40 à +70 -55 à +85
Les condensateurs céramiques sont utilisés dans les circuits de découplage, les condensateurs électrolytiques sont également utilisés dans les circuits de découplage et les filtres de lissage, et les condensateurs à film métallisé sont utilisés dans les alimentations haute tension.
Condensateurs au mica utilisés dans les appareils de reproduction sonore, les filtres et les oscillateurs. Les condensateurs en polyester sont des condensateurs à usage général et des condensateurs en polypropylène utilisés dans les circuits à tension continue.
Les condensateurs en polycarbonate sont utilisés dans les filtres, les oscillateurs et les circuits de synchronisation. Les condensateurs au polystyrène et au tantale sont également utilisés dans les circuits de synchronisation et de séparation. Ils sont considérés comme des condensateurs à usage général.
Petites notes et astuces pour travailler avec des condensateurs
Vous devez toujours vous rappeler que les tensions de fonctionnement des condensateurs doivent diminuer avec l'augmentation de la température ambiante, et pour assurer une fiabilité élevée, il est nécessaire de créer une grande réserve de tension.
Si la tension de fonctionnement continue maximale du condensateur est spécifiée, il s'agit de la température maximale (sauf indication contraire). Par conséquent, les condensateurs fonctionnent toujours avec une certaine marge de sécurité. cependant, il est nécessaire de garantir leur tension de fonctionnement réelle au niveau de 0,5-0,6 de la valeur autorisée.
Si le condensateur a une certaine limite de tension alternative, cela fait référence à une fréquence de (50-60) Hz. Pour des fréquences plus élevées ou dans le cas de signaux pulsés, la tension de fonctionnement doit être encore réduite pour éviter une surchauffe des appareils due aux pertes diélectriques.
Les gros condensateurs avec de faibles courants de fuite peuvent conserver la charge accumulée assez longtemps après la mise hors tension de l'équipement. Pour assurer une plus grande sécurité, une résistance de 1 MΩ (0,5 W) doit être connectée en parallèle au condensateur dans le circuit de décharge.
Dans les circuits haute tension, les condensateurs sont souvent utilisés en série. Pour égaliser les tensions sur eux, vous devez connecter une résistance d'une résistance de 220k0m à 1 MΩ en parallèle à chaque condensateur.
Riz. 1 Utilisation de résistances pour égaliser les tensions des condensateurs
Les condensateurs de passage en céramique peuvent fonctionner à des fréquences très élevées (plus de 30 MHz)… Ils sont installés directement sur le boîtier de l'appareil ou sur un écran métallique.
Les condensateurs électrolytiques non polaires ont une capacité de 1 à 100 μF et sont conçus pour r.m.s. tension 50 V. De plus, ils sont plus chers que les condensateurs électrolytiques (polaires) conventionnels.
Lors du choix d'un condensateur pour un filtre de puissance, vous devez faire attention à l'amplitude de l'impulsion du courant de charge, qui peut dépasser considérablement la valeur autorisée…. Par exemple, pour un condensateur d'une capacité de 10 000 μF, cette amplitude ne dépasse pas 5 A.
Lors de l'utilisation d'un condensateur électrolytique comme condensateur de découplage, il est nécessaire de déterminer correctement la polarité de son inclusion... Le courant de fuite de ce condensateur peut affecter le mode de l'étage amplificateur.
Dans la plupart des applications, les condensateurs électrolytiques sont interchangeables... Il suffit de faire attention à leur valeur de tension de fonctionnement.
Le plomb sur la couche de feuille externe des condensateurs en polystyrène est souvent marqué d'une bande de couleur. Il doit être connecté au point commun du circuit.
Aux hautes fréquences, la résistance des inductances parasites du condensateur augmente, ce qui détériore ses caractéristiques. La figure 2 montre un circuit équivalent condensateur simplifié, prenant en compte l'inductance des entrées.
Riz.2 Circuit équivalent d'un condensateur électrique haute fréquence
Codage couleur des condensateurs
Dans le cas de la plupart des condensateurs, leur capacité nominale et leur tension de fonctionnement sont répertoriées. Cependant, il existe également un code couleur.
Certains condensateurs sont marqués d'une inscription à deux lignes. La première ligne indique leur capacité (pF ou μF) et leur précision (K = 10 %, M — 20 %). La deuxième ligne indique la tension CC admissible et le code du matériau diélectrique.
Les condensateurs céramiques monolithiques sont marqués d'un code à trois chiffres, le troisième chiffre indiquant combien de zéros doivent être signés aux deux premiers pour obtenir la capacité en picofarads.
Un code couleur qui indique la valeur nominale d'un condensateur (288ko)
Un exemple. Que signifie le code de condensateur 103 ? Le code 103 signifie que vous devez attribuer trois zéros au nombre 10, puis vous obtenez la capacité du condensateur - 10 000 pF.
Un exemple. Le condensateur est étiqueté 0,22 / 20 250. Cela signifie que le condensateur a une capacité de 0,22 μF ± 20 % et est conçu pour une tension constante de 250 V.
