Capacitor Quirks

Net als bij inductoren is de ideale condensator een puur reactief apparaat met absoluut nul resistieve (vermogensdissipatieve) effecten. In de echte wereld is natuurlijk niets zo perfect. Condensatoren hebben echter de verdienste dat ze over het algemeen puurder zijn reactieve componenten dan inductoren.

Het is een stuk eenvoudiger om een ​​condensator met een lage interne serieweerstand te ontwerpen en te construeren dan hetzelfde te doen met een inductor. Het praktische resultaat hiervan is dat echte condensatoren typisch fasehoeken van de impedantie hebben die dichter bij 90° (eigenlijk -90°) liggen dan inductoren.

Bijgevolg zullen ze de neiging hebben om minder vermogen te dissiperen dan een gelijkwaardige spoel.

Condensatoren hebben ook de neiging kleiner en lichter te zijn dan hun equivalente inductor-tegenhangers, en aangezien hun elektrische velden bijna volledig tussen hun platen zijn ingesloten (in tegenstelling tot inductoren, waarvan de magnetische velden van nature de neiging hebben om verder te reiken dan de afmetingen van de kern), zijn ze minder vatbaar voor het verzenden of ontvangen van elektromagnetische "ruis" naar/van andere componenten.

Om deze redenen hebben circuitontwerpers de neiging om condensatoren te verkiezen boven inductoren waar een ontwerp een van beide alternatieven toelaat.

Condensatoren met significante resistieve effecten zijn naar verluidt lossy , verwijzend naar hun neiging om vermogen als een weerstand te dissiperen ("verliezen"). De bron van condensatorverlies is meestal het diëlektrische materiaal in plaats van een draadweerstand, aangezien de draadlengte in een condensator zeer minimaal is.

Diëlektrische materialen hebben de neiging om te reageren op veranderende elektrische velden door warmte te produceren. Dit verwarmingseffect vertegenwoordigt een vermogensverlies en is gelijk aan weerstand in het circuit. Het effect is meer uitgesproken bij hogere frequenties en kan zelfs zo extreem zijn dat het soms wordt gebruikt in productieprocessen om isolerende materialen zoals plastic te verwarmen!

Het te verwarmen plastic voorwerp wordt tussen twee metalen platen geplaatst, die zijn aangesloten op een bron van hoogfrequente wisselspanning. De temperatuur wordt geregeld door de spanning of frequentie van de bron te variëren, en de platen hoeven nooit in contact te komen met het object dat wordt verwarmd.

Dit effect is ongewenst voor condensatoren waarvan we verwachten dat de component zich gedraagt ​​als een puur reactief circuit element. Een van de manieren om het effect van diëlektrisch "verlies" te verminderen, is door een diëlektrisch materiaal te kiezen dat minder gevoelig is voor het effect. Niet alle diëlektrische materialen zijn even "lossy". Een relatieve schaal van diëlektrisch verlies van klein naar groot wordt gegeven in de onderstaande tabel

Diëlektrisch verlies

Materiaal Verlies VacuumLowAir-Polystyreen-Mica-Glas-Low-K keramiek-Plastic film (Mylar)-Papier-High-K keramiek-Aluminiumoxide-Tantalum pentoxidehigh

Diëlektrische weerstand manifesteert zich zowel als een serie- als een parallelle weerstand met de pure capaciteit:

Echte condensator heeft zowel serie- als parallelle weerstand.

Gelukkig hebben deze verdwaalde weerstanden meestal een bescheiden impact (lage serieweerstand en hoge parallelle weerstand), veel minder belangrijk dan de verdwaalde weerstanden die aanwezig zijn in een gemiddelde inductor.

GERELATEERDE WERKBLAD:

• Geleiders en isolatoren werkblad