¿A qué se refiere el coeficiente de absorción de los condensadores de película? ¿Cuanto menor sea, mejor?
Antes de introducir el coeficiente de absorción de los condensadores de película, echemos un vistazo a qué es un dieléctrico, la polarización de un dieléctrico y el fenómeno de absorción de un condensador.
Dieléctrico
Un dieléctrico es una sustancia no conductora, es decir, un aislante, sin carga interna que pueda moverse. Si un dieléctrico se coloca en un campo electrostático, los electrones y los núcleos de los átomos del dieléctrico experimentan un desplazamiento relativo microscópico dentro del rango atómico bajo la acción de la fuerza del campo eléctrico, pero no un movimiento macroscópico que los aleje del átomo al que pertenecen, como ocurre con los electrones libres en un conductor. Cuando se alcanza el equilibrio electrostático, la intensidad del campo dentro del dieléctrico no es cero. Esta es la principal diferencia entre las propiedades eléctricas de los dieléctricos y los conductores.
Polarización dieléctrica
Bajo la acción del campo eléctrico aplicado, aparece un momento dipolar macroscópico dentro del dieléctrico en la dirección del campo eléctrico, y aparece una carga ligada en la superficie del dieléctrico, que es la polarización del mismo.
El fenómeno de absorción
El fenómeno de retardo en el proceso de carga y descarga de un condensador se debe a la lenta polarización del dieléctrico bajo la acción de un campo eléctrico aplicado. Generalmente se entiende que el condensador debería cargarse completamente de inmediato, pero no lo hace; asimismo, debería descargarse por completo, pero no lo hace, lo que provoca este retardo.
Coeficiente de absorción de un condensador de película
El valor que describe el fenómeno de absorción dieléctrica de los condensadores de película se denomina coeficiente de absorción y se representa con la letra Ka. El efecto de absorción dieléctrica de estos condensadores determina sus características de baja frecuencia, y el valor de Ka varía considerablemente según el dieléctrico utilizado. Los resultados de las mediciones varían según la duración de las pruebas realizadas con el mismo condensador; asimismo, el valor de Ka varía entre condensadores de la misma especificación, de diferentes fabricantes y de diferentes lotes.
Así que ahora hay dos preguntas:
P1. ¿Es el coeficiente de absorción de los condensadores de película lo más pequeño posible?
P2. ¿Cuáles son los efectos adversos de un coeficiente de absorción mayor?
A1:
Bajo la acción del campo eléctrico aplicado: cuanto menor sea Ka (el coeficiente de absorción es menor) → más débil será la polarización del dieléctrico (es decir, el aislante) → menor será la fuerza de enlace en la superficie del dieléctrico → menor será la fuerza de enlace del dieléctrico sobre la carga → más débil será el fenómeno de absorción del condensador → el condensador se carga y descarga más rápidamente. Estado ideal: Ka es 0, es decir, el coeficiente de absorción es 0, el dieléctrico (es decir, el aislante) no presenta fenómeno de polarización bajo la acción del campo eléctrico aplicado, la superficie del dieléctrico no tiene fuerza de enlace de tracción sobre la carga, y la respuesta de carga y descarga del condensador no presenta histéresis. Por lo tanto, cuanto menor sea el coeficiente de absorción del condensador de película, mejor.
A2:
El efecto de un condensador con un valor Ka demasiado grande en diferentes circuitos se manifiesta de diferentes formas, como se indica a continuación.
1) Los circuitos diferenciales se convierten en circuitos acoplados.
2) El circuito de diente de sierra genera un retorno aumentado de la onda de diente de sierra y, por lo tanto, el circuito no puede recuperarse rápidamente.
3) Limitadores, pinzas, distorsión de la forma de onda de salida de pulso estrecho
4) La constante de tiempo del filtro de suavizado de frecuencia ultrabaja se vuelve grande.
(5) El punto cero del amplificador de CC se ve alterado, deriva unidireccional
6) La precisión del circuito de muestreo y retención disminuye.
7) Deriva del punto de operación de CC del amplificador lineal
8) Mayor rizado en el circuito de alimentación.
Todo el rendimiento anterior del efecto de absorción dieléctrica es inseparable de la esencia de la "inercia" del condensador, es decir, en el tiempo especificado la carga no alcanza el valor esperado, y viceversa, también ocurre lo contrario con la descarga.
La resistencia de aislamiento (o corriente de fuga) de un condensador con un valor Ka mayor difiere de la de un condensador ideal (Ka=0), ya que aumenta con el tiempo de prueba (la corriente de fuga disminuye). El tiempo de prueba actual especificado en China es de un minuto.
Fecha de publicación: 11 de enero de 2022