Ce este un condensator ceramic?

Un condensator, numit și celulă de stocare, celulă secundară sau condensator, este o componentă electronică pasivă care este capabilă să stocheze o sarcină electrică. Este, de asemenea, un filtru, care blochează curentul continuu (DC) și permite trecerea curentului alternativ (AC). Un condensator este compus din două suprafețe conductoare numite electrozi, separate de un izolator, care se numește dielectric. Spre deosebire de unii condensatori, un condensator ceramic nu este polarizat, ceea ce înseamnă că cei doi electrozi nu sunt încărcați pozitiv și negativ; și folosește straturi de metal și ceramică ca dielectrici.

Când se aplică tensiune de curent continuu unui condensator ceramic, sarcina electrică este stocată în electrozi. Capacitatea de stocare este mică și se măsoară în unități numite Faradi (F). Majoritatea condensatoarelor sunt atât de mici încât capacitatea lor este măsurată în unități de microfarad (10 la puterea a șasea negativă), nanofarad (de zece la puterea a noua negativă) sau picofarad (de zece la puterea a doisprezecea negativă). Au fost proiectați noi supercondensatori care dețin de fapt suficientă sarcină pentru a fi măsurați în unități Farad complete.

Primul design de condensator ceramic a fost în anii 1930, când a fost folosit ca componentă în receptoare radio și alte echipamente cu tuburi vid. Condensatorii sunt acum o componentă vitală în numeroase aplicații electronice, inclusiv automobile, computere, echipamente de divertisment și surse de alimentare. De asemenea, sunt utile în menținerea nivelurilor de tensiune în liniile electrice, îmbunătățirea eficienței sistemului electric și reducerea pierderilor de energie.

Designul original al condensatorului ceramic a fost în formă de disc și, cu excepția condensatorilor ceramici monolitici, acesta este încă designul predominant. Condensatoarele ceramice folosesc materiale precum bariu acid titan ca dielectric. Ele nu sunt construite într-o bobină, ca alți condensatori, deci pot fi utilizate în aplicații de înaltă frecvență și în circuite care ocolesc semnalele de înaltă frecvență la masă.

Un condensator ceramic monolitic este alcătuit din straturi dielectrice subțiri împletite cu electrozi de peliculă metalică eșalonați. Odată ce cablurile sunt atașate, unitatea este presată într-o formă monolitică sau solidă și uniformă. Dimensiunea redusă și capacitatea mare a condensatoarelor monolitice a contribuit la realizarea miniaturizării, digitalizării și a frecvenței înalte a echipamentelor electronice.

Un condensator ceramic multistrat folosește doi electrozi nepolarizați separați de mai multe straturi alternative de metal și ceramică ca dielectric. Acestea se găsesc în convertoarele de putere de înaltă frecvență și în filtrele de la sursele de alimentare cu comutare și convertoarele DC la DC. Calculatoarele, procesoarele de date, telecomunicațiile, controalele industriale și echipamentele de instrumentare folosesc și condensatoare ceramice multistrat.
Condensatoarele ceramice sunt clasificate ca Tip I, Tip II sau Tip III. Condensatorul ceramic de tip I are în general un dielectric format dintr-un amestec de oxizi metalici și titanați. Au rezistență mare de izolație și pierderi de frecvență mai mici și mențin o capacitate stabilă chiar și atunci când tensiunea variază. Acestea sunt utilizate în circuite rezonante, filtre și elemente de sincronizare.

Condensatoarele de tip II au dielectrice din zirconați și titanați, cum ar fi bariu, calciu și stronțiu. Au pierderi ceva mai mari de frecvență și o rezistență de izolație mai mică decât condensatoarele de tip I, dar pot menține totuși niveluri ridicate de capacitate. Acestea sunt populare pentru utilizarea în cuplare, blocare și filtrare. Un dezavantaj al condensatoarelor de tip II este că își pot pierde capacitatea odată cu vârsta. Condensatoarele ceramice de tip III sunt condensatoare de uz general care sunt adecvate în aplicații care nu necesită rezistență mare de izolație și stabilitate a capacității.