E il ciel ne guardi dalla tosse, e da quei che han il pelo rosso
TECNOLOGIE ELETTRONICHE
… studiare, studiare ed ancora studiare,
è il solo modo di capire quanto possa
essere grande sia la propria ignoranza!
I Condensatori - Condensatori Speciali
I Condensatori con Dielettrico in Vetro
I condensatori in vetro hanno caratteristiche paragona-
-bili a quelle dei condensatori a mica.
Sotto certi aspetti presentano anche alcuni vantaggi
come, ad esempio, una maggiore temperatura di impie-
-go ( 200°C) ed una più'elevata resistenza di isolamento,
tanto da essere preferibili per certe applicazioni.
La forma costruttiva più' comune e' come per i conden-
-satori a mica, quella a libro con sezioni che possono
essere colllegate in serie, in parallelo, ed in opportune
combinazioni serie e parallelo allo scopo di raggiungere
i prefissati valori di capacita' e tensione ci lavoro.
Nelle costruzioni in serie il vetro e' prodotto in sottilis-
-simi nastri flessibili con un processo continuo di estru-
sione ed è tagliato successivamente secondo le dime-
-nsioni desiderate.
Come indica la figura a lato, dopo avere alternato sottili
foglietti di metallo e di vetro, l'elemento cosi' formato
viene introdotto in una contenitore di acciaio inossidabile
ricoperto internamente di amianto, ed compresso sino
a raggiungere una pressione di 20gr/cm2.
Un successivo riscaldamento sino alla temperatura, di
rammollimento del vetro favorisce l'espulsione dell'aria
ed assicura, una miglior aderenza tra dielettrico ed
armature.
Il riscaldamento può essere effettuato in aria se come
armature si usano foglietti di oro ed in atmosfera di
idrogeno se si impiega l'alluminio che, per effetto del
calore, potrebbe ossidarsi.
E' del tutto sconsigliabile ricorrere ad armature in rame od argento perche' nella fase di
riscaldamento si avrebbe, nel primo caso formazione di ossido di rame e, nel secondo ,
una parziale diffusione dell'argento nel vetro con formazione di silicati di argento.
Dopo avere effettuate le connessioni tra le armature ed applicati i terminali, il condensatore
e' chiuso ermeticamente in un involucro di vetro della stessa qualità.
Ciò evita l'inconvenientè di doverlo proteggere, come avviene in genere per gli altri tipi di
condensatori, con materiali di caratteristiche diverse da quelle proprie del dielettrico, ed
aventi per lo più' una minore resistenza di isolamento .
Nella sottostante tabella sono riportate le dimensioni di ingombro e le caratteristiche
principali di alcuni condensatori in vetro fabbricati dalla Corning Glass Company.
Dimensioni di ingombro (mm) | Capacità pF
Lunghezza
Larghezza
Spessore
Tensione di lavoro
500V
Tensione di lavoro
300V
5,556
9,525
2,4
150
240
7,937
12,70
2,4
510
1200
11,906
20,62
3,175
3300
5100
20,620
20,62
3,175
5100
10.000
Nel diagramma a sinistra. è riportata la caratteristica
C = f(t) per un condensatore del valore nominale di
100pF alla temperatura di 25°C
I diagrammi sottostanti invece, mostrano il coefficie-
-nte di merito Q in funzione della temperatura e del
valore di capacità.
Le correnti di dispersione sono di piccola entità ed
aumentano al crescere della temperatura
Condensatori con dielettrico di materiale plastico
Condensatori a film di polystirene e di politetrafluoretilene
Il polystirene appartiene alla categoria di polimeri di adduzione, ossia sostanze plastiche in
cui sono legate tra di loro più molecole dello stesso tipo.
Per quanto riguarda le proprietà' elettriche il polystirene ha un basso fattore di potenza
[~ 0,0002] ed una buona stabilita'.
Il coefficiente di temperatura e' infatti dell'ordine di 150 ppm/°C, ma la proprietà più'
importante e caratteristica e' quella di avere una resistenza di isolamento eccezionalmente
elevata.
Per questa ragione i condensatori di polystirene sono particolarmente adatti per l'impiego in
circuiti di memoria.
Lo svantaggio principale e' quello di non consentire temperature di funzionamento superiori
a 60°C.
La forma costruttiva e' quella a cartuccia ed il polystirene e' prodotto direttamente in nastri,
attraverso un processo di estrusione.
Quando il nastro e' molto sottile grandi difficolta' si incontrano per evitare la presenza di fori
microscopici che abbasserebbero fortemente la rigidità' dielettrica.
Per le armature si usano normalmente nastri di alluminio.
Le macchine per l'avvolgimento automatico del condensatori sono del tutto simili a quelle
impiegate per la fabbricazione dei tipi a carta.
Nell'impiego la causa principale di difetti di isolamento risiede nel fatto che durante l'avvolgi-
-mento il nastro di plastica può' caricarsi staticamente ed attirare particelle estranee che,
incorporandosi nel condensatore, ne possono compromettere la sicurezza di esercizio.
Un metodo per evitare tale inconveniente consiste nel sottoporre il nastro ad un campo
alternativo nel modo indicato schematicamente nella sovrastante figura.
Altrettanto importante e' evitare che grassi ed olii lubrificanti contaminino i nastri.
Poichè il polystirene ha alcuna costante dielettica non molto elevata (εr = 4) si e' cercato di
elevarla caricando il materiale plastico con polveri di ceramiche al Titanato di Bario.
Allo stato attuale, pare si continui ad incontare difficolta' nel produrre e nell'avvolgere il nastro
che la presenza del materiale ceramico rende piuttosto fragile.
Inoltre trattandosi di un miscuglio eterogeneo,il campo elettrico ha delle discontinuità' che
rendono la rigidità dielettrica inferiore a quella propria dei materiali costituenti.
Da quanto risulta, per ora, non sono stati prodotti condensatori con film plastico al Titanato di
spessore inferiore a 0,1mm.
La costante dielettrica e' dell'ordine di 25 ed il fattore di potenza superiore 0,015.
I condensatori a film di Politetrafluoretilene hanno caratteristiche simili a quelli in polystirene
ma offrono il vantagglo di poter raggiungere più' elevate temperature di lavoro ( 260°C).
D'altra parte,quando i film sono molto sottili, e' ancora più' difficile evitare le imperfezioni che
derivano dall'estrusione della materia plastica, per la formazione del film.
Condensatori in Politene.
Le perdite del politene sono molto basse anche a frequenze elevate, ma la temperatura di
rammollimento e'di 60°C ed inoltre rispetto alle materie plastlche prima esaminate è più
facilmente attaccabile da solvente ed olii.
La temperatura di lavoro può' essere innalzata sino a 200°C esponendo il politene a
radiazioni beta o gamma,senza che siano sensibilmente alterate le proprietà' elettriche.
Da quanto risulta dalla letteratura i condensatori in Politene incontrano ancora delle
difficoltà produttive, in quanto non e' ancora possibile irradiare il film a prezzi convenienti.
Più' semplice sarebbe irradiare il condensatore, ma ciò non avrebbe effetto perche' i fogli di
alluminio assorbirebbero le radiazioni.
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