Condensatori e tipi di condensatori

I condensatori sono componenti elettronici che accumulano cariche elettriche tra due armature separate da uno strato isolante. Per costruire condensatori di volta in volta di piccola o grande capacità, per alte o basse tensioni, a bassa induttanza o di capacità estremamente stabile si usano diverse tecniche costruttive, ognuna con le sue particolarità e campo di applicazione. Ecco quindi una carrellata dei vari tipi con le caratteristiche che li contraddistinguono.

Condensatori a film

Si ottengono avvolgendo insieme due sottili lamine metalliche separate da un film plastico altrettanto sottile. Il condensatore risulterà di piccole dimensioni ma di elevata capacità. Poiché le lamine metalliche e quelle in plastica possono essere prodotte in qualsiasi lunghezza, con questo sistema si ottengono capacità che arrivano anche al µF. Gli avvolgimenti si collegano sue due lati e quindi le lamine metalliche devono sporgere dal dielettrico per essere compresse e saldate ai terminali. Poichè tutti gli avvolgimenti sono collegati tra di loro su di un lato, la resistenza è piccolissima mentre l’induttanza risulta praticamente nulla. Come dielettrico viene normalmente utilizzata una pellicola in plastica. L’avvolgimento viene poi annegato in una bagno di materiale plastico o sigillato in un tubetto di ceramica. l terminali di collegamento fuoriescono in direzione assiale o tangenziale.

Condensatori in carta

Il dielettrico di questi condensatori è formato da una speciale carta impregnata con una sostanza fluida o viscosa. Per aumentare l’isolamento, nei condensatori in carta si accoppiano spesso due o più strati. L’avvolgimento finito viene poi nuovamente impregnato sottovuoto in olio isolante o annegato in resina. l condensatori in carta vengono di solito prodotti con una tolleranza del +/- 20%, e sono utilizzati in genere come condensatori di filtro.

Condensatori in carta metallizzata

Il condensatore in carta metallizzata non è altro che una particolare versione del condensatore in carta: invece di usare la lamina di alluminio per la formazione delle armature, il metallo viene vaporizzato sotto vuoto sulla superficie stessa della carta, ed ha lo spessore solo di un µm. Questi condensatori presentano il vantaggio che una perforazione del dielettrico non porta necessariamente al cortocircuito tra le armature, poichè il calore prodotto dalla perforazione stessa fonde lo strato metallico della zona corrispondente evitando il possibile cortocircuito. I condensatori in carta metallizzata vengono prodotti con valori di capacità che arrivano fino a 32 µF, e con tensioni di lavoro di parecchie migliaia di volt.

Condensatori a film plastico

Le pellicole in film plastico possono essere prodotte con spessori inferiori a quello della carta impregnata, e presentano una minore probabilità di punti difettosi. Si possono quindi fabbricare condensatori che utilizzano queste pellicole come dielettrico, dello spessore di pochi µm soltanto, in grado di resistere ad una tensione abbastanza elevata. I condensatori a film plastico vengono prevalentemente utilizzati nei circuiti a transistori. Nei condensatori in poliestere come strato elettroconduttore si può utilizzare una lamina metallica, oppure il metallo può essere depositato direttamente sul film per vaporizzazione sotto vuoto, con uno strato dello spessore di 0,02 – 0,05 µm. Questi condensatori vengono prodotti con capacità fino ad alcuni µF e con tensioni di lavoro fino a 1000 V. Sono da preferire nei circuiti a bassa frequenza. Nei condensatori con dielettrico in policarbonato la capacità è molto costante, e di conseguenza sono utilizzati prevalentemente nei circuiti oscillanti. Vengono prodotti con capacità fino a 10 µF e tensioni di lavoro fino a 400 V. Per applicazioni speciali nei circuiti oscillanti, sono stati sviluppati i condensatori in polistirolo. Una lamina metallica stirata viene avvolta a spirale assieme al dielettrico. Sotto l’azione del calore l’avvolgimento si restringe formando un blocco molto stabile e compatto che non assorbe praticamente umidità dall’aria. Si ottiene così una buona costanza della capacità. I condensatori in polistirolo vengono prodotti con capacità fino ad 1 µF.

Condensatori elettrolitici

Quando sono necessarie capacità estremamente elevate si devono utilizzare condensatori elettrolitici, perchè i tipi finora descritti assumerebbero dimensioni proibitive. I condensatori elettrolitici sono composti da un elettrodo (anodo), sul quale viene formato uno strato di ossido con elevata costante dielettrica che funge da isolante. L’altro elettrodo (catodo) è costituito da un elettrolita, un fluido elettricamente conduttore di solito formato da una soluzione salina od acida, e da un secondo elettrodo metallico che, nella maggior parte dei casi, coincide con il contenitore stesso. In quest’ultimo caso, l’involucro metallico esterno stabilisce il collegamento tra l’elettrolita ed il terminale negativo del condensatore. Lo spessore dello strato di ossido varia in funzione della tensione di lavoro, e normalmente assume valori dell’ordine degli 0,001 µm. Il piccolo spessore dello strato, e la sua costante dielettrica relativamente elevata, permettono di ottenere valori capacitivi molto elevati. I condensatori elettrolitici possono essere a base di alluminio o di tantalio(Fig.3). Come gli altri tipi di condensatori, gli elettrolitici possono essere di tipo radiale (Fig.1), con entrambi i terminali che escono dallo stesso lato, adatti ad un montaggio in verticale, oppure di tipo assiale (Fig.2), con un terminale per lato, adatti al montaggio orizzontale. Una banda laterale indica la polarità di almeno uno degli elettrodi.

 

 

Condensatori ceramici

Il dielettrico dei condensatori ceramici è costituito generalmente da una massa ceramica la cui costante dielettrica può essere variata tra 10 e 10.000 mediante opportune composizioni. I condensatori ceramici a bassa costante dielettrica si distinguono per la stabilità del valore capacitivo e per le perdite molto basse, e quindi sono i preferiti per l’utilizzo nei circuiti oscillanti e ad alta precisione. I condensatori ad elevata costante dielettrica permettono di ottenere capacità elevate con scarso ingombro. I condensatori ceramici hanno in generale piccole dimensioni, e vengono utilizzati di preferenza nella tecnica delle alte frequenze. a seconda delle necessità sono disponibili in molte forme costruttive. La forma di condensatore ceramico più diffusamente utilizzata è quella a disco(Fig.4), formata cioè da un dischetto di ceramica metallizzato sulle due facce, sulle quali vengono saldati i terminali. Un’altra forma costruttiva molto diffusa in passato è quella a tubetto. Si tratta di un tubetto ceramico con strati di argento all’interno ed all’esterno che formano le armature del condensatore. Esistono anche i condensatori a strato(Fig.5), il cui dielettrico è costituito da strati ceramici. Gli strati più interni risultano parzialmente conduttivi, mentre quelli più esterni, ad alta resistività, vengono rivestiti con una pellicola di argento. Dato che le prestazioni dei condensatori ceramici a strato dipendono dalla tensione. Questi componenti sono adatti per tensioni di lavoro fino a circa 20 V.

altri tipi di condensatori

Condensatori in poliestere

I condensatori in poliestere(Fig.6) vengono prodotti fino a capacità di qualche µF e per tensioni di lavoro fino a 1000 V; sono più adatti per l’impiego in bassa frequenza.

Condensatori in poliestere metallizzato

I condensatori in poliestere metallizzato(Fig.7) sono di buona qualità e stabilità rispetto alla temperatura.

Condensatori in polipropilene

I condensatori in polipropilene(Fig.8) consentono valori di capacità più precisi, con tolleranze di circa l’ 1%; sono adatti ad un campo di frquenze fino a 100kHz.

Condensatori in policarbonato

I condensatori con dielettrico in policarbonato si trovano con valori di capacità fino a 10 µF e per tensioni di circa 400 V; presentano una capacità molto costante, per cui possono essere vantaggiosamente utilizzati nei circuiti oscillanti.

condensatori in polistirolo

Sempre indicati per l’uso in circuiti oscillanti sono i condensatori in polistirolo, caratterizzati dal valore costante di capacità e reperibili per valori fino ad 1 µF.

Condensatori a mica argentata

I condensatori a mica argentata sono altamente stabili ed hanno un buon coefficiente di temperatura; sono utilizzati per applicazioni di precisione, nei circuiti risonanti, nei filtri di frequenze e negli oscillatori ad alta stabilità.