Principali funzioni e applicazioni dei condensatori a film sottile nei circuiti CA

Io. Condensatori a film svolgono i seguenti ruoli chiave nei circuiti CA:

1. Accoppiamento/blocco CC:

Utilizzando la sua caratteristica di "consentire la corrente alternata e bloccare la corrente continua", trasmette segnali da uno stadio del circuito all'altro bloccando la tensione di polarizzazione CC tra i due stadi. È comunemente usato nei circuiti audio e a radiofrequenza.

2. Filtraggio (direttamente correlato alla reattanza capacitiva):

Filtraggio dell'alimentazione: Combinato con induttori o resistori, forma una rete di filtri RC o LC per bypassare il rumore di ondulazione nell'alimentazione CA (come la CC pulsante raddrizzata) a terra, producendo potenza CC uniforme. I condensatori a film in PP sono comunemente utilizzati in tali applicazioni grazie alla loro bassa perdita e stabilità.

Soppressione/bypass del rumore: Cortocircuitare il rumore di disturbo ad alta frequenza (con una frequenza f molto elevata, quindi Xc è molto piccolo) a terra per evitare che interferisca con i circuiti sensibili. Sono comunemente utilizzati condensatori a film di piccola capacità.

3. Correzione del fattore di potenza (PFC):

Nei carichi induttivi come motori e illuminazione, la corrente resta indietro rispetto alla tensione, determinando un basso fattore di potenza. Collegando un condensatore a film in parallelo (generando una corrente capacitiva anticipata), è possibile compensare la corrente induttiva ritardata, allineando la corrente totale con la fase di tensione e migliorando l'efficienza energetica. Questa è un'importante applicazione dei condensatori a film nei circuiti CA industriali.

4. Selezione della risonanza e della frequenza:

Collegato in serie o parallelo ad un induttore, sfrutta la caratteristica di Xc che varia con la frequenza per ottenere risonanza ad una frequenza specifica fr ( Xc = XL ). Viene utilizzato per costruire oscillatori, circuiti di sintonizzazione, filtri, ecc. Ad esempio, nel circuito di selezione delle stazioni di una radio.

5. Funzionamento e avviamento del motore:

I motori CA monofase richiedono condensatori per generare una corrente sfasata, stabilendo così un campo magnetico rotante che consente al motore di avviarsi e funzionare. Questi condensatori devono resistere a tensioni e correnti CA elevate e i condensatori a film (in particolare il polipropilene metallizzato MKP) sono ampiamente utilizzati grazie alla loro elevata tensione di resistenza, bassa perdita e proprietà di autoriparazione.

II. Perché i circuiti CA preferiscono i condensatori a film sottile?

Rispetto ai condensatori elettrolitici, i condensatori a film presentano vantaggi unici nei circuiti CA:

Non polare: Può essere utilizzato direttamente in circuiti CA puri.

Bassa perdita (alto valore Q): La tangente di perdita dielettrica è piccola, con conseguente minore generazione di calore e alta efficienza, rendendolo particolarmente adatto per applicazioni ad alta frequenza e ad alta potenza.

Resistenza e affidabilità ad alta tensione: Può resistere a picchi di tensione CA elevati e ha una lunga durata.

Autoguarigione: Quando la pellicola metallizzata si rompe localmente, lo strato metallico attorno al punto di rottura evapora istantaneamente, isolando il punto guasto e consentendo al condensatore di tornare al funzionamento normale, migliorando notevolmente l'affidabilità.

Stabilità della capacità: Il valore della capacità cambia poco al variare della temperatura e della frequenza.

Riepilogare

Il principio di funzionamento dei condensatori a film nei circuiti CA può essere riassunto come segue:
Utilizzando un dielettrico a film sottile isolante, subiscono carica e scarica periodica sotto l'influenza di un campo elettrico alternato, mostrando così la caratteristica di "passare" la corrente alternata nel circuito. La loro impedenza (reattanza capacitiva) varia con la frequenza e il valore della capacità. Sulla base di questo principio, i condensatori a film svolgono funzioni chiave come accoppiamento, filtraggio, compensazione e risonanza, diventando componenti passivi indispensabili nei moderni circuiti elettronici CA e di potenza.