I condensatori sono dei componenti elettrici molto semplici, questi sono formati da due placche metalliche separate, dette armature, tra di loro può esserci della semplice aria oppure un componente isolante che prende in nome di dielettrico, che può essere di vari tipi sia solido come carta, plastica o altro isolate oppure una sostanza umida con capacità isolanti che prende il nome di elettroliti.
La struttura interna di un condensatore ideale, in teoria non permette il passaggio di corrente tra le due armature, essendo queste separate da materiale isolante, nella realtà non è così, infatti create un piccolo circuito con un led, un condensatore ed una resistenza, noterete un lampeggio, la causa del lampeggio è dovuta al fatto che le due armature tendono ad accumulare cariche elettriche, portando il condensatore a caricarsi, facendo diventare condensatori accumulatori di carica, in grado di conservarla per un determinato periodo di tempo; questa capacità di immagazzinamento, fa si che i condensatori vengano usati nei filtri o come stabilizzatori di corrente,
La capacità di immagazzinare carica elettrica viene misura in Farad, questo valore a differenza delle resistenze che si classifica con dei colori, viene classificato con delle numerazioni che possono variare in base al tipo di condensatore.
Prendendo come esempio il condensatore ceramico qui di fianco, leggiamo un valore di 104, per questo tipo di condensatori il valore viene espresso in picoFard, e l’ultimo valore indica il coefficiente di moltiplicazione.
Avremo quindi un valore di 10×104 pF, cioè 100.000 picoFarad.
Come detto esistono vari tipi di condensatori, ci sono quelli ceramici, indicati per usi come filtri o eliminazione disturbi, condensatori plastici, che vengono usati come condensatori di spunto, gli elettrolitici, con un isolante liquido al loro interno, questi in particolare hanno una polarizzazione che va sempre rispettata e una tensione di funzionamento, nel loro rivestimento troverete indicato il polo negativo o positivo, il valore di capacità e la tensione.
La tensione di funzionamento quando indicata va sempre rispettata, onde evitare il danneggiamento del componente o peggio ancora la sua esplosione.
Qualche rigo sopra parlavo di condensatori ideali, come detto prima questi non esistono, infatti i pin di collegamento (reofori), presentano una piccola resistenza ed una piccola induttanza, per il fatto di essere dei fili di metallo intorno ai quali si crea un piccolo campo magnetico al passaggio di corrente, anche il materiale isolante per quanto possa isolare, permette un piccolo passaggio di corrente tra le due armature.
Per questo motivo esiste un circuito equivalente il cui comportamento si avvicina al comportamento di un condensatore reale, attenzione però con il termine equivalente si indica che il circuito si comporta come un condensatore e non che all’interno del condensatore trovate questi componenti.
Leggendo il circuito troviamo:
L che indica l’induttanza dei reofori, a volte indicata con ESL (induttanza equivalente serie)
RS la resistenza dei reofori
RP la resistenza del dielettrico tra le armature.
C la capacità del condensatore
I valori RS, RP, L non sono elementi voluti dal costruttore, ma solo elementi parassiti che si vengono a trovare solo per il fatto che è impossibile costruire un condensatore perfetto.
La resistenza più importante nel circuito è la ESR (Resistenza Equivalente Serie), che nel circuito sopra per semplicità possiamo farla corrispondere al simbolo RS; questo valore ESR aumenta con l’invecchiamento del condensatore, più aumenta questo valore più si avrà un comportamento anomalo del condensatore, fino al punto di non portarlo più a funzionare.
Il valore di ERS viene letto con uno strumento specifico (ESR meter), questo strumento oltre a misurare il valore di capacità del condensatore misurerà anche il valore ESR.
Anche i condensatori come le resistenze possono esse combinati in serie e parallelo, eseguendo i dovuti calcoli che rederemo in un altro articolo.