Differenza tra condensatore ceramico ed elettrolitico

Differenza principale - Condensatore ceramico contro elettrolitico

I condensatori ceramici ed elettrolitici sono due tipi di condensatori utilizzati nei circuiti elettronici. Il differenza principale tra condensatore ceramico ed elettrolitico è quello, nei condensatori ceramici, le due piastre conduttive sono separate da un materiale ceramico mentre, nei condensatori elettrolitici, le due piastre conduttive sono separate da un elettrolita e uno strato di ossido di metallo.

Struttura di un condensatore

Un condensatore è un dispositivo in grado di immagazzinare energia elettrica. Sebbene esistano diversi tipi di condensatori, la maggior parte di essi si basa sullo stesso progetto di base. In pratica, un condensatore è costituito da due piastre conduttive separate da un materiale isolante chiamato "dielettrico“. La struttura principale è la seguente:

Struttura di base di un condensatore

Il capacità del condensatore descrive la quantità di carica che un condensatore immagazzina quando vi è una determinata differenza di potenziale attraverso di esso. Se ognuna delle piastre conduttive ha un'area  e sono separati da una distanza , quindi la capacità  è dato da:

dove  è il permittività, che è una proprietà della sostanza dielettrica.

Cos'è un condensatore ceramico

Un condensatore ceramico è un tipo di condensatore di cui dielettrico è un materiale ceramico. Nella più semplice costruzione di questi, uno strato di materiale ceramico si trova tra due piastre conduttive. Tuttavia, il tipo più usato di condensatori ceramici è il cosiddetto condensatori chip multistrato (MLCC). In MLCC, c'è un numero di piastre conduttive e un materiale ceramico è inserito tra ogni coppia di piastre. Effettivamente, funzionano come se fossero molti piccoli condensatori in parallelo, il che dà una grande capacità combinata.

Condensatori ceramici: strato singolo (a sinistra) e multistrato (a destra)

Esistono due tipi principali di condensatori ceramici: classe 1 e classe 2. Condensatori di classe 1 sono più precisi e stabili su un intervallo più ampio di temperature condensatori di classe 2 offrire più efficienza volumetrica (più capacità per unità di volume).

Cos'è un condensatore elettrolitico

Un condensatore elettrolitico è un tipo di condensatore che usa un elettrolita per aumentare la sua capacità. Tipicamente alluminio, tantalio o niobio agisce come materiale conduttore. Il dielettrico in questi condensatori è lo strato di ossido che si forma su questi metalli. Poiché questi strati di ossido sono molto sottili, il nell'equazione della capacitanza sopra riportata è molto piccola, rendendo la capacità del condensatore molto alta. Nello spazio tra i conduttori, ci sono carte immerse in un elettrolita. L'elettrolito stesso agisce come l'anodo mentre una delle piastre metalliche agisce come catodo.

Alcuni condensatori elettrolitici

I condensatori elettrolitici sono polarizzata. Ciò significa che quando sono collegati ai circuiti, a ciascun terminale deve essere data la corretta polarità. Se sono collegati con la polarità sbagliata, potrebbero diventare molto caldi e potrebbero persino esplodere. Per i condensatori elettrolitici, il resistenza serie equivalente (ESR) è un concetto importante. Se l'ESR è troppo alto, il flusso di corrente attraverso il circuito sarebbe troppo piccolo. La figura seguente mostra come l'ESR (impedenza) di un condensatore cambia con la resistenza. Ogni curva mostra diversi valori di capacità:

Impedenza in funzione della frequenza per condensatori di diverse capacità

Si noti che per ogni tipo di condensatore esiste una frequenza alla quale l'impedenza è minima. Questa frequenza è la frequenza di risonanza del condensatore. Notare che quando la capacità diventa più grande, la frequenza di risonanza si riduce.

Differenza tra condensatore ceramico ed elettrolitico

Struttura:

Nel condensatori ceramici, le ceramiche separano le superfici conduttive.

Nel condensatori elettrolitici, strati di ossido di metallo e un elettrolito separano le superfici conduttive.

Dielettrico:

Nel condensatori ceramici, una sostanza ceramica costituisce il dielettrico.

Nel condensatori elettrolitici, il dielettrico consiste in uno strato di ossido molto sottile.

Polarizzazione:

Condensatori ceramici non sono polarizzati.

Condensatori elettrolitici sono polarizzati.

ESR:

Condensatori ceramici in genere hanno bassi ESR.

L'ESR in condensatori elettrolitici è tipicamente più alto e più fortemente dipendente dalla frequenza.

microfonia:

Condensatori ceramici mostra microfonia: un effetto in cui le vibrazioni meccaniche portano a disturbi elettrici nei circuiti.

Condensatori elettrolitici non esibire microfonicità.

Cortesia dell'immagine:

"Un diagramma di un semplice condensatore parallelo" inductiveload (disegno proprio, fatto in Inkscape 0.44) [Dominio pubblico], tramite Wikimedia Commons

"Keramik-Scheibenkondensator" di Elcap, Jens Both (opera propria) [GFDLv1.2], via Wikimedia Commons (Modified)

"Mlcc-Bauformen" di Elcap, Jens Both (opera propria) [GFDLv1.2], via Wikimedia Commons (Modified)

"Alcuni stili diversi di condensatori elettrolitici di alluminio e tantalio" di Elcap (lavoro proprio) [CC0 1.0], tramite Wikimedia Commons

"Impedanzkurven verschiedener Kapazitätswerte aus unterschiedlichen Kondensatorfamilien" di Elcap, Jens Both (opera propria) [GFDLv1.2], via Wikimedia Commons