Condensatorul — componentă ideală prezintă în curent alternativ o reactanţă capacitivă: Xc = 1/ωC, iar defazajul dintre curentul 1, care străbate condensatorul şi tensiunea alternativă, U, aplicată, este de 90°, tensiunea fiind în urma curentului (v. fig. 2.1).
Componenta reală de capacitate C prezintă însă o anume schemă echivalentă în funcţie de structura şi tehnologia adoptată. Astfel, trebuie să se ţină seama de o serie de considerente, cum ar fi:
— terminalele şi armăturile care sînt din cupru, aluminiu, argint, sau aliaje, au o conductibilitate finită, deci vor prezenta o rezistenţă, rs, la trecerea curentului.
— materialele dielectrice (hîrtia, materialele plastice) nu sînt izolatoare perfecte, prin dielectric trecînd un curent rezidual (care, oricît ar fi de mic, produce în timp descărcarea unui condensator); condensatorului ideal de capacitate C i se va adăuga în paralel o rezistenţă, echivalentă acestui fenomen.
— în general se mai adaugă în paralel cu condensatorul încă o rezistenţă, Rp, care exprimă pierderile din dielectric. Dacă tg δε este tangenta unghiului de pierderi datorate dielectricului, atunci:
Rp = 1/ωC tg δε
— trecerea curentului prin terminale, armături şi prin dielectric, creează un cîmp magnetic, deci apare un efect de inducfivitate care cre’şte o dată cu frecvenţa; fenomenul poate fi echivalat prin apariţia în schema echivalenţă a unei inductanţe L.
Impedanţa condensatorului a cărui schemă echivalentă este dată în figura 2.36, se poate scrie:
Dacă notăm:
tg δp — tangenta unghiului de pierderi în rezistenţa paralel
C’ = C[l+(tg δp-tg δε)2] — capacitatea echivalentă,
tg δS = ωC’rS, — tangenta unghiului de pierderi în rezistenţa serie, expresia impedanţei se poate pune sub forma:
Z = R + 1/jωCS
Fig. 2.36. Schema echivalentă a condensatorului tehnic real: C – capacitatea; rS – rezistenţa serie datorată terminalelor şi armăturilor; L – inductanţa parazită echivalentă efectului inductiv; rP – rezistenţa datorată conducţiei în dielectric; RP – rezistenţa datorată pierderilor în dielectric
Fig. 2.37. Schema echivalentă serie
Această relaţie reprezintă parametrii unei scheme echivalente serie (fig. 2.37), unde:
R = tg δ/ωC’
CS = C’/(1- ω2LC’)
tg δ = tg δp + tg δε + tg δS , (tg δ – tangenta unghiului de pierderi în condensator).
Dacă scriem frecvenţa de rezonanţă a condensatorului: ωr = 1/√LC condensatorul echivalent serie poate fi pus sub forma:
CS = C’/(1-(ω/ωr)2)
Din analiza acestor relaţii care dau elementele echivalente ale unui condensator real, se observă că atît capacitatea echivalentă cît şi rezistenţa echivalentă depind de frecvenţă.
Prin urmare, în funcţie de domeniul de frecvenţă al circuitului considerat, se va alege tipul constructiv de condensator care oferă elemente parazite neglijabile în domeniul respectiv; la ora actuală condensatoarele ceramice multistrat tind să înlocuiască condensatoarele ceramice simple, pe cele cu hîrtie sau cu folie plastică, iar condensatoarele electrolitice cu tantal, în măsura posibilului, înlocuiesc condensatoarele electrolitice cu aluminiu.
Articole din aceasi publicatie
