Il condensatore ha una certa resistenza alla corrente alternata e non conduce affatto corrente continua. Questa proprietà trova applicazione in vari campi dell'elettronica e dell'ingegneria elettrica. La resistenza capacitiva in un circuito in corrente alternata dipende dalla frequenza di quest'ultima e dalla capacità del condensatore.
Contenuto
- Concetti basilari
- Formula di resistenza
- Applicazione in pratica
Concetti basilari
La resistenza capacitiva è una quantità, che è creato da un condensatore incluso nel circuito. La resistenza dei cavi deve essere trascurabile. Quando viene fornita una corrente alternata, si verificano processi dovuti alla carica e alla scarica periodiche del condensatore.
Il periodo è suddiviso in quattro trimestri. Nel primo quarto la tensione cresce. In questo momento, una corrente di carica passa attraverso il circuito, la cui forza diminuirà, raggiungendo lo zero, quando la forza elettromotrice raggiunge un massimo positivo. Il condensatore è completamente carico. Successivamente, inizierà una caduta di tensione. Il condensatore verrà scaricato attraverso il carico ad esso collegato. Una corrente scorrerà attraverso il circuito.
Alla fine del semiperiodo, la tensione sarà zero e la corrente sarà la più alta. Scarico completato. All'inizio del terzo trimestre, la forza elettromotrice aumenterà, cambiando direzione. Il processo di ricarica ricomincerà. La direzione della corrente di carica nel terzo trimestre sarà la stessa del precedente. Quando il condensatore si carica, questo valore diminuirà. Entro la fine del terzo trimestre, il processo di addebito sarà completato.
La forza elettromotrice raggiungerà il suo valore negativo più alto. E su quel piatto, su cui nel primo semestre c'era stata una carica positiva, adesso sarà negativo. Durante il quarto trimestre il valore della forza elettromotrice tenderà nuovamente a zero. Il condensatore si scaricherà. Di conseguenza, nel circuito apparirà una corrente gradualmente crescente. Il processo viene ripetuto. Pertanto, la fase della corrente alternata nel circuito del condensatore è davanti alla fase della tensione di 90 gradi.
Formula di resistenza
La formula per la capacità viene visualizzata come segue:
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Innanzitutto, è necessario calcolare la frequenza angolare. Per fare ciò, la frequenza della corrente che scorre attraverso il circuito (in hertz) deve essere moltiplicata per il doppio del numero "pi". - Quindi il numero risultante dovrebbe essere moltiplicato per la capacità del condensatore in farad.
Per ottenere il valore della capacità in ohm, dividere uno per il numero ottenuto moltiplicando la frequenza angolare per la capacità. Da questa formula segue che maggiore è la capacità del condensatore o la frequenza della corrente alternata, minore è la sua resistenza.
Quando la frequenza è zero (corrente costante), la resistenza capacitiva diventerà infinitamente grande. Un condensatore molto grande condurrà la corrente su un'ampia gamma di frequenze.
Applicazione in pratica
Le proprietà del condensatore sono utilizzate nella progettazione di vari filtri. L'azione della resistenza capacitiva in questo caso dipende dal metodo di collegamento della parte:
- Se è collegato in parallelo al carico, si ottiene un filtro che rifiuta le alte frequenze. Con la loro crescita, la resistenza del condensatore diminuisce. Di conseguenza, il carico alle alte frequenze viene deviato più che alle basse frequenze.
- Se la parte è collegata in serie con il carico, si ottiene un filtro a bassa frequenza. Questo circuito inoltre non consente il passaggio della tensione CC.
Un'altra area di applicazione è la separazione della componente variabile dalla costante. Ad esempio, nelle fasi finali degli amplificatori audio. Maggiore è la capacità, minore è la frequenza che l'altoparlante collegato può riprodurre.
Nei filtri di alimentazione, insieme alla resistenza capacitiva, viene utilizzata anche la proprietà di accumulo e rilascio di carica. Al momento dell'aumento del carico, la capacità caricata del filtro viene scaricata, fornendo energia aggiuntiva. Sopprime anche l'ondulazione e altri segnali parassiti facendoli passare attraverso se stesso e chiudendosi a un filo comune. Pertanto, viene fornito il livellamento e il mantenimento della tensione sul carico entro i limiti specificati e l'eliminazione di connessioni interstadio indesiderate che causano un funzionamento instabile.
A causa delle loro proprietà, i condensatori vengono utilizzati nei casi in cui è necessario trasmettere sia corrente continua che alternata attraverso gli stessi fili. La sorgente di tensione costante è collegata al filo comune e alla seconda uscita del condensatoreattraverso il quale è collegata la sorgente di tensione alternata. D'altra parte, c'è una separazione: un consumatore variabile è collegato tramite un condensatore della stessa capacità e un consumatore costante è collegato direttamente ai terminali di parte.
Un esempio comune di tale utilizzo è un'antenna TV esterna con un amplificatore. La TV stessa o un dispositivo collegato via cavo chiamato "iniettore" fornisce l'alimentazione. La separazione e il filtraggio del segnale avviene nell'amplificatore dell'antenna. Così, la resistenza capacitiva di un condensatore è ampiamente utilizzata. I filtri ritardano alcuni segnali e ne passano altri.
Grazie a questa proprietà è possibile trasmettere contemporaneamente sia tensione alternata che continua, cosa di non poca importanza nella costruzione di alcune linee di comunicazione.
