O que significa o coeficiente de absorção dos capacitores de película? Quanto menor, melhor?

Antes de abordarmos o coeficiente de absorção dos capacitores de película, vamos analisar o que é um dielétrico, a polarização de um dielétrico e o fenômeno de absorção em um capacitor.

Dielétrico

Um dielétrico é uma substância não condutora, ou seja, um isolante, sem carga interna que possa se mover. Se um dielétrico for colocado em um campo eletrostático, os elétrons e núcleos dos átomos do dielétrico sofrem um "deslocamento relativo microscópico" dentro da escala atômica sob a ação da força do campo elétrico, mas não um "movimento macroscópico" para longe do átomo ao qual pertencem, como ocorre com os elétrons livres em um condutor. Quando o equilíbrio eletrostático é atingido, a intensidade do campo dentro do dielétrico não é zero. Essa é a principal diferença entre as propriedades elétricas de dielétricos e condutores.

Polarização dielétrica

Sob a ação do campo elétrico aplicado, surge um momento dipolar macroscópico no interior do dielétrico ao longo da direção do campo elétrico, e uma carga ligada aparece na superfície do dielétrico, o que corresponde à polarização do dielétrico.

O fenômeno de absorção

O fenômeno de atraso temporal no processo de carga e descarga de um capacitor é causado pela lenta polarização do dielétrico sob a ação de um campo elétrico aplicado. O entendimento comum é que o capacitor deveria estar totalmente carregado imediatamente, mas isso não ocorre instantaneamente; o capacitor deveria estar totalmente descarregado, mas isso também não acontece, resultando no fenômeno de atraso temporal.

Coeficiente de absorção do capacitor de película

O valor usado para descrever o fenômeno de absorção dielétrica de capacitores de filme é chamado de coeficiente de absorção, e é representado por Ka. O efeito de absorção dielétrica dos capacitores de filme determina as características de baixa frequência dos capacitores, e o valor de Ka varia muito para diferentes capacitores com dielétricos diferentes. Os resultados das medições variam para diferentes durações de teste do mesmo capacitor; o valor de Ka também varia para capacitores com a mesma especificação, de fabricantes diferentes e de lotes diferentes.

Portanto, agora temos duas perguntas:

Q1. O coeficiente de absorção dos capacitores de película é o menor possível?

Q2. Quais são os efeitos adversos de um coeficiente de absorção maior?

A1:

Sob a ação de um campo elétrico aplicado: quanto menor o Ka (menor o coeficiente de absorção) → mais fraca a polarização do dielétrico (ou seja, do isolante) → menor a força de ligação na superfície do dielétrico → menor a força de ligação do dielétrico sobre a carga → menor o fenômeno de absorção do capacitor → o capacitor carrega e descarrega mais rapidamente. Estado ideal: Ka é 0, ou seja, o coeficiente de absorção é 0, o dielétrico (ou seja, o isolante) não apresenta fenômeno de polarização sob a ação de um campo elétrico aplicado, a superfície do dielétrico não exerce força de ligação sobre a carga e a resposta de carga e descarga do capacitor não apresenta histerese. Portanto, quanto menor o coeficiente de absorção de um capacitor de filme, melhor.

A2:

O efeito de um capacitor com um valor de Ka muito alto em diferentes circuitos se manifesta de diferentes formas, como segue.

1) Circuitos diferenciais tornam-se circuitos acoplados

2) O circuito dente de serra gera um retorno aumentado da onda dente de serra e, portanto, o circuito não consegue se recuperar rapidamente.

3) Limitadores, clamps, distorção da forma de onda de saída de pulso estreito

4) A constante de tempo do filtro de suavização de frequência ultrabaixa torna-se grande

(5) O ponto zero do amplificador CC é perturbado, deriva unidirecional

6) A precisão do circuito de amostragem e retenção diminui.

7) Deriva do ponto de operação CC do amplificador linear

8) Aumento da ondulação no circuito da fonte de alimentação

Todo o desempenho acima mencionado do efeito de absorção dielétrica é inseparável da essência da "inércia" do capacitor, ou seja, no tempo especificado, a carga não atinge o valor esperado, e vice-versa, a descarga também ocorre.

A resistência de isolamento (ou corrente de fuga) de um capacitor com um valor de Ka maior difere da de um capacitor ideal (Ka=0), pois aumenta com o tempo de teste (a corrente de fuga diminui). O tempo de teste especificado na China é de um minuto.