Uno dei componenti passivi più diffusi è il condensatore, presente in quasi tutti i dispositivi elettronici mai realizzati. I condensatori hanno una serie di applicazioni essenziali nella progettazione di circuiti, che offrono opzioni di filtro flessibili, riduzione del rumore, capacità di immagazzinamento dell'energia e capacità di rilevamento per i progettisti.
Filtro Applicazioni
Combinati con resistori, i condensatori sono spesso usati come elemento principale dei filtri selettivi di frequenza. I design e le topologie dei filtri disponibili sono numerosi e possono essere personalizzati per frequenza e prestazioni selezionando i valori e la qualità dei componenti corretti. Alcuni dei tipi di design dei filtri includono:
- Filtro passa alto (HPF)
- Filtro passa basso (LPF)
- Band Pass Filter (BPF)
- Band Stop Filter (BSF)
- Filtro Notch
- Filtro All Pass
- Filtro di equalizzazione
Condensatori di disaccoppiamento / by-pass
I condensatori svolgono un ruolo fondamentale nel funzionamento stabile dell'elettronica digitale proteggendo i microchip sensibili dal rumore sul segnale di potenza che può causare comportamenti anomali. I condensatori utilizzati in questa applicazione sono chiamati condensatori di disaccoppiamento e devono essere posizionati il più vicino possibile a ciascun microchip per essere più efficaci, poiché tutte le tracce del circuito agiscono come antenne e assorbono il rumore dall'ambiente circostante. I condensatori di disaccoppiamento e by-pass sono utilizzati anche in qualsiasi area di un circuito per ridurre l'impatto complessivo del rumore elettrico.
Condensatori di accoppiamento o blocco DC
Poiché i condensatori hanno la capacità di trasmettere i segnali CA mentre bloccano la corrente continua, possono essere utilizzati per separare i componenti CA e CC di un segnale. Il valore del condensatore non deve essere preciso o preciso per l'accoppiamento, ma dovrebbe essere un valore elevato in quanto la reattanza del condensatore determina le prestazioni nelle applicazioni di accoppiamento.
Condensatori snubber
Nei circuiti in cui viene azionato un carico ad alta induttanza, come un motore o un trasformatore, si possono verificare picchi di potenza transitori di grandi dimensioni quando l'energia immagazzinata nel carico induttivo viene scaricata improvvisamente che può danneggiare componenti e contatti. L'applicazione di un condensatore può limitare, o snobbare, il picco di tensione attraverso il circuito, rendendo l'operazione più sicura e il circuito più affidabile. Nei circuiti di potenza più bassi, è possibile utilizzare una tecnica di snubbing per evitare che i picchi generino interferenze indesiderate in radiofrequenza (RFI) che possono causare un comportamento anomalo nei circuiti e causare difficoltà nell'ottenere la certificazione e l'approvazione del prodotto.
Condensatori di potenza a impulsi
Alla base, i condensatori sono effettivamente batterie minuscole e offrono capacità di immagazzinamento di energia uniche oltre a quelle delle batterie a reazione chimica. Quando è necessaria molta potenza in un breve periodo di tempo, grandi condensatori e banchi di condensatori sono un'opzione superiore per molte applicazioni. I banchi di condensatori sono usati per immagazzinare energia per applicazioni come laser pulsati, radar, acceleratori di particelle e carri armati. Un'applicazione comune del condensatore di potenza a impulsi è nel flash su una macchina fotografica usa e getta che viene caricata e scaricata rapidamente attraverso il flash, fornendo un grande impulso di corrente.
Applicazioni a circuito risonante o sintonizzato
Mentre resistori, condensatori e induttori possono essere utilizzati per creare filtri, alcune combinazioni possono anche portare alla risonanza amplificando il segnale di ingresso. Questi circuiti sono utilizzati per amplificare i segnali alla frequenza di risonanza, creare alta tensione da ingressi a bassa tensione, come oscillatori e come filtri sintonizzati. Nei circuiti risonanti, occorre prestare attenzione a selezionare i componenti che possono sopravvivere alle tensioni che i componenti vedono attraverso di loro o che presto falliranno.
Applicazione di rilevamento capacitivo
Il rilevamento capacitivo è recentemente diventato una caratteristica comune nei dispositivi avanzati di elettronica di consumo, sebbene i sensori capacitivi siano stati utilizzati per decenni in una varietà di applicazioni per posizioni, umidità, livello del fluido, controllo della qualità della produzione e accelerazione. Il rilevamento capacitivo funziona rilevando un cambiamento nella capacità dell'ambiente locale attraverso un cambiamento nel dielettrico, un cambiamento nella distanza tra le piastre del condensatore o un cambiamento nell'area di un condensatore.
Condensatore di sicurezza
Alcune precauzioni di sicurezza dovrebbero essere prese con i condensatori. Come componenti di accumulo di energia, i condensatori possono immagazzinare quantità pericolose di energia che possono causare scosse elettriche fatali e danneggiare le apparecchiature anche se il condensatore è stato scollegato dalla corrente per un considerevole lasso di tempo. Per questo motivo, è sempre una buona idea scaricare i condensatori prima di lavorare su apparecchiature elettriche.
I condensatori elettrolitici tendono a fallire violentemente in determinate condizioni, specialmente se la tensione su un condensatore elettrolitico polarizzato è invertita. Anche i condensatori utilizzati nelle applicazioni ad alta potenza e ad alta tensione possono fallire violentemente quando i materiali dielettrici si rompono e si vaporizzano.
