Cos’è un condensatore? Come è fatto? In questo articolo scopriamo il funzionamento, a cosa serve e le applicazioni pratiche del dispositivo
Il condensatore è un componente essenziale per la sicurezza dei circuiti elettrici. Questo dispositivo, sostanzialmente, funge da contenitore di carica elettrica. Può avere diverse misure e capacità, adattandosi ai vari requisiti delle applicazioni pratiche.
Il suo compito principale è trattenere energia e rilasciarla solo quando necessario. Inoltre, il condensatore è utile per filtrare segnali, rumori e disturbi, migliorando così il funzionamento di altre componenti e rimuovendo sbalzi di tensione.
Indice:
Come è fatto il condensatore
Il condensatore può essere considerato un contenitore di energia elettrica. Ha la forma di un cilindro o di una goccia e il suo scopo è liberare l’energia accumulata quando richiesto.
Internamente, è composto da due lamelle chiamate “armature”, separate da un materiale isolante. Queste lamelle sono polarizzate positivamente e negativamente, come in una comune batteria. Il condensatore è rivestito internamente ed esternamente da un contenitore di alluminio.
Componenti principali di un condensatore
Strato esterno (involucro):
- L’involucro cilindrico metallico è il contenitore del condensatore. Serve a proteggere i componenti interni e a fornire una connessione elettrica per il polo negativo.
Terminali:
- I terminali sporgenti (di solito due), posizionati nella parte superiore del condensatore, servono per la connessione elettrica. Uno rappresenta il polo positivo e l’altro il negativo.
Foglio di alluminio (elettrodo):
- L’elettrodo positivo è costituito da un foglio di alluminio trattato chimicamente per aumentare la sua superficie attiva.
Dielettrico:
- È costituito da uno strato sottilissimo di ossido di alluminio che si forma sulla superficie del foglio positivo. Questo strato funge da isolante tra gli elettrodi.
Elettrolita:
- Una soluzione conduttiva (liquida o solida) che agisce come l’elettrodo negativo. L’elettrolita è impregnato in un materiale poroso o in un foglio di carta.
Foglio separatore:
- Un materiale (come carta assorbente) impregnato di elettrolita, che isola elettricamente i due elettrodi mentre consente il flusso ionico.
Chiusura superiore:
- Un tappo sigillato, spesso con un design a croce che funge da valvola di sicurezza. Se la pressione interna aumenta (ad esempio per guasti o sovratensioni), il tappo può aprirsi per evitare l’esplosione.
Come funziona il condensatore
Il funzionamento di un condensatore avviene in due fasi: la fase di carica e la fase di scarica.
- FASE DI CARICA. In questa fase, il condensatore accumula la carica al suo interno, fino a raggiungere la sua capacità massima. Una volta caricato, il condensatore può tenere la carica immagazzinata per un determinato periodo di tempo. Al momento stabilito verrà poi svuotato iniziando la seconda fase
- FASE DI SCARICA. Durante questa fase, le cariche fluiscono lungo il conduttore metallico, fino a fuoriuscire dal condensatore
La carica entra nel condensatore dal terminale positivo, e si accumula al suo interno. Quando raggiunge il massimo livello consentito, il condensatore trattiene la carica; infine, al tempo prestabilito, la fa fluire verso l’esterno attraverso il terminale negativo.
Campi di applicazione
Il condensatore può avere numerosi campi di applicazione, in base alla sua misura e alla sua capacità. Solitamente, questo strumento è all’interno di circuiti elettrici ed elettronici, al fine di regolare nel miglior modo possibile la carica elettrica. La sua applicazione varia in base al materiale con cui è costruito.
- In poliestere: usato in circuiti elettrici fino a 1000V
- In polistirene: usato a bassi voltaggi e in circuiti piccoli e chiusi.
- A doppio strato: sono quelli usati in campo elettronico
- In aerogel: sono i modelli usati in circuiti molto grandi
I condensatori filtrano segnali di base, rumori e disturbi, garantendo il corretto funzionamento delle altre componenti del circuito. Inoltre, spesso eliminano gli sbalzi di tensione.
Il condensatore svolge una funzione cruciale di protezione e sicurezza nei circuiti elettrici. Trattiene la carica elettrica potenziale e la rilascia quando necessario. È ampiamente utilizzato anche in impianti elettrici industriali, specialmente nei motori di induzione per il rifasamento.
Inoltre, i condensatori sono fondamentali nelle tecnologie moderne, supportando il funzionamento di dispositivi elettronici e migliorando l’efficienza energetica. La conoscenza delle diverse tipologie e delle loro applicazioni può aiutare a scegliere il condensatore giusto per ogni esigenza.
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