Forti dubbi su componenti elettronici.

mattoide

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Apro piu topic per evitare confusione.

Sto apprendendo le basi dal libro "Nuova Elettronica" con l'aiuto di internet, e devo dire che non va affatto male, ma ci sono cose che proprio non riesco a comprendere, nonostante le spiegazioni e gli esempi piu stupidi.

Ora mi soffermero sul CONDENSATORE.
Ho letto tutto a proposito ma continuo a non capire gli scopi per il quale viene usato e perché. Non riesco proprio a comprendere il funzionamento pratico. Potete mostrarmi esempi pratici semplici (non quello che fa accendere la lampadina perche non mi ha aiutato per niente) di vari impieghi del condensatore?
Grazie =]
 

gronag

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Il condensatore può essere attraversato dalla corrente solo se esso è sottoposto ad una tensione variabile, se la tensione di eccitazione è continua, la corrente a regime è nulla :asd: :sisilui:
Di solito gli utilizzi variano in base al tipo di dielettrico tra le piastre: i condensatori plastici hanno delle buone caratteristiche generali e vengono usati nei circuiti di sintonia e nei filtri, quelli ceramici di classe I (quelli di classe II costano poco ma hanno una bassa stabilità capacitiva) hanno un'elevata stabilità della capacità per cui sono utilizzati negli oscillatori (in cui sono richieste basse perdite) ad alta frequenza, quelli elettrolitici ad elettrolita "non solido" hanno alti valori capacitivi e pertanto sono usati nei circuiti di livellamento della tensione negli alimentatori, nei circuiti temporizzatori e di ritardo ad alta costante di tempo, come condensatori di accoppiamento/disaccoppiamento e di bypass, infine gli elettrolitici ad elettrolita "solido" hanno valori capacitivi più limitati ma migliori caratteristiche elettriche (generalmente sono usati in quei circuiti in cui il condensatore può essere sottoposto a tensioni inverse) :ciaociao:
Ciao ;)

P.S. Un esempio lo trovi sulla guida ai componenti elettronici di Blume, al paragrafo che riguarda i condensatori di livellamento:
http://www.tomshw.it/forum/elettronica-e-dintorni/222075-i-componenti-elettronici-post2629975.html#post2629975
 
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mattoide

Nuovo Utente
Si, avevo letto anche questa guida, ma lo stesso non comprendo. Ok, il condensatore di livellamento ad esempio, livella l'onda eccecc.. si ma.. perche? A cosa mi serve? Mi servirebbero esempi banali spiegati come si farebbe ad un bambino: il filo rosso lo collego al piu poi al condensatore poi all OGGETTO X e succederà X perchè Y.
Ho letto e riletto piu cose, ma non capisco proprio l'applicazione pratica..:grat:
 
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gronag

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Un alimentatore, come si sa, non è altro che un convertitore ac-dc (ac = corrente alternata e dc = corrente continua), esso ha come tensione in ingresso la tensione di rete sinusoidale a Veff=220V e f=50Hz (Veff = tensione efficace e f = frequenza) e come tensione d'uscita la tensione continua richiesta, di solito 5V, 9V o 12V.
L'alimentatore è formato da quattro blocchi in cascata: un trasformatore, che abbassa la tensione ENEL a livello di quella richiesta, mantenendo però la forma d'onda sinusoidale, un raddrizzatore a diodi, un filtro di livellamento (il condensatore che già conosci) e infine uno stabilizzatore di tensione.
In parole povere, qual è il problema o meglio uno dei problemi ? :asd:
La grandezza in uscita dal trasformatore (sulle spire secondarie) è sempre alternata sinusoidale e quindi il suo valore medio è nullo, nel periodo (metà periodo la semionda è positiva e metà periodo negativa).
Possiamo però utilizzare un diodo come raddrizzatore, tagliando la semionda negativa e lasciando solo quella positiva.
Il diodo è una "valvola" di corrente, lascia passare la corrente in un solo verso, dall'anodo al catodo (polarizzazione diretta), se invece il catodo ha potenziale maggiore rispetto all'anodo (polarizzazione inversa) la corrente non passa (il diodo si comporta come un circuito aperto).
Quindi, mentre la tensione in ingresso al raddrizzatore (proveniente dal secondario del trasformatore) ha valore medio nullo, ossia senza componente continua, la tensione in uscita ha un valore medio (che è la componente continua) Vm = Vmax/3.14 (pari cioè al valore dell'ampiezza massima della tensione diviso pi-greco).
Ora il problema è un altro: disponiamo di una tensione unidirezionale "pulsante" con una certa componente continua utilizzabile ma abbiamo anche una componente residua alternata, chiamata ripple (ronzio), che crea disturbi al circuito da alimentare, oltre ad essere una energia "sprecata", non utilizzata.
Diciamo che il rendimento del sistema è molto basso :asd:
Ecco che entra in gioco il filtro (passa-basso, che taglia la frequenza di qualche Hz) di livellamento, che fa passare in uscita la componente a frequenza zero (cioè la continua) e elimina le componenti alternate (a 50Hz e loro multipli).
DIODI RADDRIZZATORI
Come funziona il filtro capacitivo ?
Posso darti una spiegazione intuitiva: arriva la semionda positiva, il diodo conduce poiché lavora in polarizzazione diretta (anodo a potenziale maggiore rispetto al catodo), la corrente circola e il condensatore si carica al valore massimo di tensione.
Una volta raggiunto il picco massimo, la tensione inizia a diminuire ma la tensione ai capi del condensatore tende a rimanere costante.
Ora il diodo ha l'anodo a potenziale minore rispetto al catodo e si interdice (in pratica il condensatore risulta "staccato" dal circuito raddrizzatore).
Il condensatore, rimasto carico, si comporta come una batteria, scaricandosi ai capi della resistenza di carico che si trova in parallelo ad esso (vedi figura riportata nel link).
Avendo una capacità molto elevata (centinaia di microFarad fino anche ai milliFarad), la costante di tempo t=R*C è molto grande e la scarica è molto lenta per cui la tensione di uscita, quella prelevata sul carico R, diminuisce pochissimo nel tempo a disposizione, prima che la tensione di ingresso riprendi ad essere superiore a quella sul condensatore.
In poche parole la tensione sarà quasi continua, cioè livellata verso il valore massimo, e il ripple sarà molto più basso di quello che si avrebbe se non ci fosse il filtro capacitivo.
Siamo riusciti dunque ad ottenere una tensione pronta per essere applicata al dispositivo che vogliamo alimentare.
Il problema ora è quello che possono intervenire alcuni fattori che incidono sulla stabilità della tensione in uscita dal circuito di livellamento: questi fattori sono le fluttuazioni della tensione di rete (la 220V oscilla continuamente) e le variazioni del carico (cioè la corrente assorbita dal circuito che stiamo alimentando).
Il componente elettronico che è in grado di fornire una tensione costante al variare della corrente è il diodo Zener, costruito appositamente per poter lavorare in polarizzazione inversa, nella zona cosiddetta di "breakdown" :asd:
Diodo Zener
Il funzionamento del circuito stabilizzatore è molto semplice: la tensione di uscita è quella imposta dallo Zener, qualunque sia la tensione continua in ingresso e qualunque sia la corrente assorbita dal carico, ossia qualunque sia il valore della resistenza Rl (Rl = resistenza di carico - l = load, "carico" in inglese).
Funge sia da stabilizzatore di tensione che da regolatore di corrente.
Ciao, fai sapere se tutto ok ;)
 

mattoide

Nuovo Utente
Molto piu chiaro. Ci sono molti concetti che ancora non conosco, ma leggendo questo e andando a vedere altre cose, alla fine un'idea (purtroppo ancora non molto prartica) me la sono fatta! (:
Ancora però non capisco il collegamento pratico del condensatore, sia in parallelo che in serie, non capisco come agisce. Ora si puo fare l'esempio del condensatore in serie e in paralello ad una lampadina, solo per apprenderne i concetti.

Abbiamo visto il condensatore in un alimentatore, quindi il suo funzionamento nella trasformazione di ac-dc. Ma in tutti i circuiti elettronici a dc..? Li si vede ovunque..
Sento di essere vicino a capirlo, ma ancora mi manca qualche pezzettino xD e studiarsele da soli certe cose, non avendo nemmeno una base scolastica, è abbastanza frustrante dato che una cosa stupida può diventare molto difficile:retard:
 

Blume.

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mattoide

Nuovo Utente
Bell'articolo..!!!! Peccato che per girare nel sito normalmente ci sia bisogno dell'accesso. E' di tua proprietà? (un modo per girovagare c'e). Come si può ottenere l'accesso? A chi chiedere?
Cmq, ho un po piu chiara la situaizone, ma ancora non ho capito la piu semplice applicazione in un circuito, propio il primo circuito semplice ma abbastanza complesso dove ci sia buisogno di un condensatore, e perchè.
 
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Bell'articolo..!!!! Peccato che per girare nel sito normalmente ci sia bisogno dell'accesso. E' di tua proprietà? (un modo per girovagare c'e). Come si può ottenere l'accesso? A chi chiedere?
Cmq, ho un po piu chiara la situaizone, ma ancora non ho capito la piu semplice applicazione in un circuito, propio il primo circuito semplice ma abbastanza complesso dove ci sia buisogno di un condensatore, e perchè.
Ti ho cambiato il link.
 

gronag

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Abbiamo visto il condensatore in un alimentatore, quindi il suo funzionamento nella trasformazione di ac-dc. Ma in tutti i circuiti elettronici a dc..? Li si vede ovunque..
Sento di essere vicino a capirlo, ma ancora mi manca qualche pezzettino xD e studiarsele da soli certe cose, non avendo nemmeno una base scolastica, è abbastanza frustrante dato che una cosa stupida può diventare molto difficile:retard:
Innanzitutto ciò che tu ritieni essere un circuito in continua, ad es. perché viene alimentato da uno stabilizzatore, non lo è affatto !!!!! :asd: :shock:
Se il circuito fosse realmente in c.c., cioè se la corrente fosse costante, esso sarebbe puramente resistivo e l'unica legge sarebbe quella di Ohm, non ci sarebbe bisogno di alcun condensatore :asd:
In realtà la corrente non è affatto costante e, ricordo, una variazione di corrente fa sorgere fenomeni di tipo induttivo, tanto maggiori quanto più è elevata la velocità di variazione della corrente nel circuito.
La reattanza induttiva Xl=2*pi*f*L, che si oppone alla variazione di corrente, è direttamente proporzionale alla frequenza e quindi aumenta all'aumentare di f.
Un'altra questione riguarda il fatto che, quando la corrente in un componente varia, l'alimentatore non è in grado di rispondere "prontamente" a questa variazione.
I rapidi transitori di corrente che possono verificarsi alle alte frequenze non possono essere seguiti, è richiesto un certo intervallo di tempo prima che il componente integrato possa rispondere alla nuova richiesta di energia.
In inglese c'è un termine preciso che indica un transitorio della tensione di riferimento dovuto alla variazione della corrente assorbita dal circuito, viene chiamato "ground bounce", ossia "rimbalzo verso massa" :asd:
Il picco di corrente deve essere fornito da una sorgente a bassa impedenza in modo da "facilitare" le commutazioni ed è proprio qui che entra in gioco il condensatore di disaccoppiamento che funge da "serbatoio" di energia (la quale può essere "restituita" in modo molto rapido).
Quindi applicando un condensatore in parallelo all'alimentazione, mantiene costante tale alimentazione per impulsi di assorbimento di corrente fino all'ordine delle centinaia di MHz.
Disaccoppiare l'alimentazione dai circuiti significa proprio eliminare accoppiamenti indesiderati tra parti di circuiti al fine di garantirne il giusto funzionamento, ovvero annullare gli effetti delle richieste improvvise di corrente.
Un altro aspetto importante di cui tenere conto è quello che riguarda i disturbi sull'alimentazione, esterni (motori, relé, ecc.) e interni (il cosiddetto rumore elettrico).
Ora, la reattanza capacitiva è inversamente proporzionale alla frequenza: Xc=1/(2*pi*f*C).
Ciò vuol dire che all'aumentare della frequenza di lavoro, il condensatore riduce la sua impedenza.
Il condensatore, dunque, lascia passare le componenti ad alta frequenza, quelle sulle linee di alimentazione, che costituiscono la maggior parte dei disturbi dell'alimentazione stessa !
Per questo motivo si chiamano condensatori di bypass, proprio perché forniscono un percorso a bassa impedenza verso massa per i transitori.
In teoria dovrebbe esserci un condensatore per ciascun pin del chip che deriva dalla tensione di alimentazione e dovrebbe trovarsi il più possibile vicino al componente (vedi i condensatori elettrolitici che si trovano vicino ai regolatori di tensione, tutti intorno allo zoccolo della CPU sulla scheda madre) in modo da minimizzare le induttanze e le resistenze serie delle linee di alimentazione e, di conseguenza, le componenti indesiderate.
A presto :ciaociao:
 
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Blume.

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in termini molto semplici (quindi non del tutto corretti) il condensatore è un "serbatoio" di energia, per certi versi simile a una batteria.
a differenza di una batteria però viene usato anche per le sue capacità (sic) filtranti, ovvero di far passare impulsi ad alta frequenza.
Anche perchè in corrente continua il condensatore si presenta come un circuito aperto, per via delle armature interne separate tra di loro fisicamente.
 
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gronag

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Anche perchè in corrente continua il condensatore si presenta come un circuito aperto, per via delle armature interne separate tra di loro fisicamente.
Devi precisare che ciò avviene a regime, cioè a transitorio finito, quando il condensatore è carico (quando è scarico ha resistenza zero) :asd:
Nel momento in cui il condensatore inizia a caricarsi, all'inizio del transitorio, la tensione Vc ai suoi capi aumenta e tale tensione ha un effetto "frenante" sulla corrente nel circuito, la quale diminuisce.
Per misurare la velocità di carica si usa la famosa "costante di tempo" (la lettera greca tau) t=R*C.
Se ad esempio ho un condensatore che ha una capacità di 100 microfarad e una resistenza R di 2 kiloOhm, la costante di tempo è t=100*10^(-6)*2*10^3=200ms.
Dopo una costante di tempo t la tensione Vc è salita al 63% del suo valore massimo.
Dopo 5 costanti di tempo la tensione ha raggiunto il suo valore massimo asintotico, il condensatore si considera carico.
Nell'esempio avremo che il tempo di carica è 5*t=5*200=1s, dopo 1s il condensatore ha ultimato il suo transitorio.

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in termini molto semplici (quindi non del tutto corretti) il condensatore è un "serbatoio" di energia, per certi versi simile a una batteria.
a differenza di una batteria però viene usato anche per le sue capacità (sic) filtranti, ovvero di far passare impulsi ad alta frequenza.
Simile ma non uguale :asd:
Va precisato che il condensatore non è in grado, come una pila, di fornire alimentazione c.c. ma può accumulare una certa quantità di energia (E=(C*V^2)/2), direttamente proporzionale alla sua capacità, e restituirla in modo molto rapido (trascurando le componenti parassite).
Pensando ad una analogia meccanica, immagina un ammortizzatore (o un volano, se si tiene conto della sua "inerzia" elettrostatica) :asd:
 

Blume.

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Non riesco a scrivere tutto ciò che vorrei sono a casa con mia figlia da solo ed è un mezzo delirio!!:asd:
 
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Niemand

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l'analogia meccanica (comune ad un accumulatore tipo batteria) più vicina è quello della molla.... e spiega molto bene perchè non è salutare toccare i componenti di un alimentatore appena tolto dalla presa di corrente... non è il filtro o la protezione dalla corrente continua a darti la "sberla". ;-)
 

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