Condensador ceràmic: què és i els seus avantatges

En aquest bloc ja hem comentat sobre altres components electrònics, Inclosos els condensadors electrolítics i com es poden comprovar. Ara li toca el torn al condensador ceràmic, un tipus particular d'aquests dispositius passius que també es fan servir àmpliament en multitud de circuits de tota mena, i que tenen unes particularitats davant dels condensadors electrolítics.

Amb aquesta guia podràs entendre què són, com estan construïts, les possibles aplicacions, com funcionen, a més d'alguns exemples d'ús i on els pots comprar.

Què és un condensador?

Un condensador és un dispositiu electrònic capaç demmagatzemar una càrrega elèctrica en forma de diferència de potencial. És un element passiu, com les resistències, els potenciòmetres, les bobines, etc. Quant a la manera d'aconseguir aquest emmagatzematge d'energia, ho fan sustentant un camp elèctric.

Els condensadors tenen multitud d'usos, i es poden fer servir tant en circuits d'electrònica com en circuits d'electricitat, tant en sistemes de corrent continu i de corrent altern.

Condensador ceràmic

Un condensador ceràmic sol tenir aquesta forma tan peculiar, que de vegades sembla una llentia, encara que es poden implementar també com a elements de muntatge superficial (SMD), com els MLCC (molt de moda ara pels problemes de les targetes gràfiques de NVIDIA). En aquest cas, la diferència amb altres tipus de condensadors és que el material dielèctric emprat és ceràmic, per això el seu nom.

Solen utilitzar diverses capes, amb diferents capacitats (solen ser dels 1nF a 1F, encara que n'hi ha de fins a 100F), tamanys i formes geomètriques. No obstant això, a causa dels efectes negatius com els corrents paràsits.

Condensador ceràmic (esquerra) i electrolític (dreta)

Una de les diferències amb els electrolítics és que el condensador ceràmic manquen de polaritat, per tant, es poden fer servir de qualsevol manera, i en circuits de corrent altern de forma segura, cosa que no passa amb els electrolítics, que té una polaritat definida i cal respectar els pols si no es vol acabar amb un condensador esclatant.

D'altra banda, un condensador ceràmic també té una fantàstica resposta de freqüència. També destaquen per la seva bona resistència a la calor a causa del material, i un baix preu.

Història del condensador ceràmic

El condensador ceràmic es va crear a Itàlia, el 1900. A finals de la dècada de 1930 es va començar a agregar titanat a la ceràmica (BaTiO3 o titanat de bari), podent fabricar a més baix cost. Les primeres aplicacions d'aquests dispositius van ser en equips electrònics miliars durant els anys 40. dues dècades després es començarien a vendre els condensadors laminats de ceràmica, que van ser essencials per al desenvolupament de l'electrònica als 70.

Tipus de condensadors ceràmics

hi ha diversos tipus de condensador ceràmic, alguns dels més importants són:

• Semiconductors: són els més diminuts, ja que aconsegueixen una bona densitat, amb una gran capacitat i una mida petita. Per això utilitzen una constant dielèctrica alta, i gruixos de capes molt fins.
• D'alt voltatge: s'empra titanat de bari i titanat d'estronci com a material ceràmic perquè suportin tensions més altes. Encara que aconsegueixen alt coeficient dielèctric i bon suport per a CA, tenen el desavantatge de canviar de capacitància amb l'increment de la temperatura.
• Condensador ceràmic multicapa: empren diverses capes de material ceràmic o dielèctric i conductor. També són coneguts com a condensadors monolítics de xip. Són d'alta precisió, mida reduïda i ideals per muntar-se superficialment en PCB. Aquests MLCC són d'aquest tipus.

Els condensadors de disc ceràmic solen tenir capacitats de 10pF a 100pF, amb suport per a voltatges que van des dels 16V als 15kV i fins i tot més en alguns casos. Aquests són els més populars degut a la seva versatilitat.

En canvi, els multicapa ceràmics tipus MLCC, empren mòltes de materials paraelèctrics i ferroelèctrics juntament amb capes metàl·liques alternes. Poden tenir 500 capes o més, i amb gruixos de capes de 0.5 microns. El seu rang d'aplicacions és una mica més específica, i amb capacitats i suport de voltatges inferiors als anteriors.

aplicacions

Depenent del tipus de condensador ceràmic, els usos poden ser molt variats, com he comentat anteriorment:

• MLCC: generalment per a la indústria de l'eletrònica, en una àmplia gamma de dispositius, des d'ordinadors, fins a dispositius mòbils, televisions, etc.
• Altres: poden anar des d'electrodomèstics i sistemes d'alt voltatge i CA, fins a convertidors AC/DC, circuits d'altes freqüències, per a motors de CC amb escombretes per reduir el soroll de RF, robòtica, etc.

Característiques dels condensadors

Els condensadors, tant electrolítics, com el condensador ceràmic, tenen una sèrie de característiques que hauries de conèixer a l'hora d'escollir els adequats per al teu projecte. Aquestes caràcter són:

• Precisió i tolerància: igual que les resistències, els condensadors també tenen la seva tolerància i precisió. Actualment hi ha dues classes:
  • La classe 1 és per a aplicacions en què es necessita la major precisió i la capacitància de la qual roman constant amb el voltatge, temperatura i freqüència aplicats. Aquests funcionen en rangs de temperatura de -55ºC a +125ºC, i la tolerància només sol variar ±1%.
  • La classe 2 tenen més capacitat, però són menys precisos i la seva tolerància és pitjor. La seva estabilitat tèrmica pot fer que la capacitat variï fins a un 15% i les toleràncies d'aproximadament un 20% de variació respecte a la capacitat nominal.
• Format: hi ha condensador de ceràmica convencional, per soldar o utilitzar en una placa de desenvolupament, els MLCC per a circuits impresos o PCBs moderns.
• Potència i voltatge: no tots suporten el mateix voltatge i potència. És un paràmetre que hauràs de comprovar a l'hora de comprar per assegurar-te que suporta els rangs als quals treballarà. Els que tenen més de 200 VA poden suportar voltatges de 2 kV fins als 100 kV, cosa que és molt, fins i tot per a línies d'alta tensió. No obstant això, els MLCC solen suportar des d'uns pocs volts fins a centenars de volts.

codis

Els condensadors ceràmics tenen 3 dígits gravats en una de les cares. Per exemple, 101, 102, 103, etc., a més de valors en pF (pic faradios). Aquests codis són fàcils d'interpretar:

• Els dos primers dígits són el valor de capacitat a pF.
• El tercer número indica la quantitat de zeros aplicats al valor.

Per EXEMPLE, un 104 vol dir que té 10 · 10.000 = 100.000 pF, o el que és el mateix 100 nF o 0.1 μF.

En les inscripcions també es pot veure el fabricant, el voltatge suportat, o les toleràncies…

Avantatges i desavantatges

Si et preguntes per les avantatges i desavantatges d'un condensador ceràmic, els punts més destacats són:

• Avantatges:
  • Estructura compacta.
  • Barats.
  • Apropieats per a corrent altern a causa de la seva naturalesa no polaritzada.
  • Tolerants a interferències de senyals.
• Desavantatges:
  • El valor de capacitància és menor.
  • Tenen efecte microfònic als circuits.

Com comprovar un condensador ceràmic de disc

Per provar el funcionament d'un condensador ceràmic de disc, i comprovar si funciona adequadament o està fet malbé (curtcircuit per excés de voltatge,…), pots seguir aquests passos:

1. Fes servir un multímetre o polímetre per comprovar el condensador ceràmic.
2. Vegeu article dedicat a això...

On comprar condensadors

Per comprar aquests dispositius barats, pots mirar a botigues especialitzades d'electrònica oa plataformes com Amazon:

• No s'ha trobat cap producte..
• Pack de 630 unitats de condensadors electrolítics de diverses capacitats.
• Kit de 100 condensadors ceràmics tipus MLCC.
• 10 condensadors de polipropilè no polaritzats.
• 300 unitats de condensadors d'alt voltatge.
• 4 condensadors electrolítics d'alt voltatge.