Principais funções e aplicações de capacitores de película fina em circuitos CA

eu. Capacitores de filme desempenham as seguintes funções principais em circuitos CA:

1. Bloqueio de acoplamento/CC:

Utilizando sua característica de "permitir corrente alternada e bloquear corrente contínua", ele transmite sinais de um estágio do circuito para outro enquanto bloqueia a tensão de polarização CC entre os dois estágios. É comumente usado em circuitos de áudio e radiofrequência.

2. Filtragem (diretamente relacionada à reatância capacitiva):

Filtragem da fonte de alimentação: Combinado com indutores ou resistores, ele forma uma rede de filtros RC ou LC para desviar o ruído de ondulação na energia CA (como CC pulsante retificada) para o terra, gerando energia CC suave. Capacitores de filme PP são comumente usados ​​em tais aplicações devido à sua baixa perda e estabilidade.

Supressão/desvio de ruído: Ruído de interferência de alta frequência de curto-circuito (com uma frequência f muito alta, portanto Xc é muito pequeno) com o terra para evitar que interfira em circuitos sensíveis. Capacitores de filme de pequena capacidade são comumente usados.

3. Correção do Fator de Potência (PFC):

Em cargas indutivas, como motores e iluminação, a corrente está atrasada em relação à tensão, resultando em um baixo fator de potência. Ao conectar um capacitor de filme em paralelo (gerando uma corrente capacitiva adiantada), a corrente indutiva atrasada pode ser compensada, alinhando a corrente total com a fase de tensão e melhorando a eficiência energética. Esta é uma aplicação importante de capacitores de filme em circuitos CA industriais.

4. Ressonância e seleção de frequência:

Conectado em série ou paralelo com um indutor, utiliza a característica de Xc variando com a frequência para obter ressonância em uma frequência específica fr (Xc = XL). É utilizado para construir osciladores, circuitos de sintonia, filtros, etc. Por exemplo, no circuito de seleção de estação de um rádio.

5. Operação e partida do motor:

Os motores CA monofásicos requerem capacitores para gerar uma corrente de mudança de fase, estabelecendo assim um campo magnético rotativo que permite a partida e o funcionamento do motor. Esses capacitores precisam suportar alta tensão e corrente CA, e capacitores de filme (especialmente polipropileno metalizado MKP) são amplamente utilizados devido à sua alta tensão suportável, baixa perda e propriedades de autocura.

II. Por que os circuitos CA preferem capacitores de película fina?

Comparados aos capacitores eletrolíticos, os capacitores de filme têm vantagens exclusivas em circuitos CA:

Não polar: Pode ser usado diretamente em circuitos CA puros.

Baixa perda (alto valor Q): A tangente de perda dielétrica é pequena, resultando em menor geração de calor e alta eficiência, tornando-a especialmente adequada para aplicações de alta frequência e alta potência.

Resistência e confiabilidade de alta tensão: Ele pode suportar altos picos de tensão CA e tem uma longa vida útil.

Autocura: Quando o filme metalizado se rompe localmente, a camada metálica ao redor do ponto de ruptura evapora instantaneamente, isolando o ponto de falha e permitindo que o capacitor retorne à operação normal, melhorando significativamente a confiabilidade.

Estabilidade de capacitância: O valor da capacitância muda pouco quando a temperatura e a frequência mudam.

Resumir

O princípio de funcionamento dos capacitores de filme em circuitos CA pode ser resumido da seguinte forma:
Utilizando um dielétrico de película fina isolante, eles sofrem cargas e descargas periódicas sob a influência de um campo elétrico alternado, exibindo assim a característica de “passar” corrente CA no circuito. Sua impedância (reatância capacitiva) varia com a frequência e o valor da capacitância. Com base neste princípio, os capacitores de filme alcançam funções importantes como acoplamento, filtragem, compensação e ressonância, tornando-se componentes passivos indispensáveis ​​em circuitos modernos de CA e eletrônicos de potência.