À quoi correspond le coefficient d'absorption des condensateurs à film ? Plus il est faible, mieux c'est ?

Avant d'aborder le coefficient d'absorption des condensateurs à film, examinons ce qu'est un diélectrique, la polarisation d'un diélectrique et le phénomène d'absorption d'un condensateur.

Diélectrique

Un diélectrique est une substance non conductrice, c'est-à-dire un isolant, dépourvue de charges internes mobiles. Si un diélectrique est placé dans un champ électrostatique, les électrons et les noyaux des atomes du diélectrique subissent un déplacement relatif microscopique à l'échelle atomique sous l'action de la force du champ électrique, mais ne s'éloignent pas de l'atome auquel ils appartiennent, contrairement aux électrons libres dans un conducteur. À l'équilibre électrostatique, l'intensité du champ à l'intérieur du diélectrique n'est pas nulle. C'est la principale différence entre les propriétés électriques des diélectriques et des conducteurs.

polarisation diélectrique

Sous l'action du champ électrique appliqué, un moment dipolaire macroscopique apparaît à l'intérieur du diélectrique le long de la direction du champ électrique, et une charge liée apparaît à la surface du diélectrique, ce qui constitue la polarisation du diélectrique.

Le phénomène d'absorption

Le phénomène de délai lors de la charge et de la décharge d'un condensateur est dû à la lente polarisation du diélectrique sous l'action du champ électrique appliqué. On considère généralement que le condensateur devrait se charger complètement instantanément, or il ne se charge pas immédiatement ; de même, il devrait se décharger complètement, mais il ne se décharge pas complètement, d'où ce délai.

Coefficient d'absorption d'un condensateur à film

La valeur qui décrit le phénomène d'absorption diélectrique des condensateurs à film est appelée coefficient d'absorption et est notée Ka. L'effet d'absorption diélectrique des condensateurs à film détermine leurs caractéristiques basse fréquence, et la valeur de Ka varie considérablement selon le type de condensateur. Les résultats de mesure varient en fonction de la durée du test pour un même condensateur ; la valeur de Ka varie également pour des condensateurs de même spécification, de fabricants différents et de lots différents.

Il y a donc maintenant deux questions :

Q1. Le coefficient d'absorption des condensateurs à film est-il aussi faible que possible ?

Q2. Quels sont les effets indésirables d'un coefficient d'absorption plus élevé ?

A1 :

Sous l'action d'un champ électrique appliqué : plus Ka est petit (coefficient d'absorption faible) → plus la polarisation du diélectrique (isolant) est faible → plus la force de liaison à la surface du diélectrique est faible → plus la force d'attraction des charges par le diélectrique est faible → plus le phénomène d'absorption du condensateur est faible → le condensateur se charge et se décharge plus rapidement. État idéal : Ka = 0, donc coefficient d'absorption nul, le diélectrique (isolant) ne présente aucun phénomène de polarisation sous l'action du champ électrique appliqué, la surface du diélectrique n'exerce aucune force d'attraction sur les charges et la réponse de charge et de décharge du condensateur est sans hystérésis. Par conséquent, plus le coefficient d'absorption d'un condensateur à film est faible, mieux c'est.

A2 :

L'effet d'un condensateur avec une valeur Ka trop élevée sur différents circuits se manifeste sous différentes formes, comme suit.

1) Les circuits différentiels deviennent des circuits couplés

2) Le circuit en dents de scie génère un retour accru de l'onde en dents de scie, et par conséquent, le circuit ne peut pas récupérer rapidement.

3) Limiteurs, écrêtages, distorsion de la forme d'onde de sortie à impulsion étroite

4) La constante de temps du filtre de lissage à très basse fréquence devient importante

(5) Le point zéro de l'amplificateur CC est perturbé, dérive unidirectionnelle

6) La précision du circuit d'échantillonnage et de maintien diminue

7) Dérive du point de fonctionnement CC de l'amplificateur linéaire

8) Augmentation de l'ondulation dans le circuit d'alimentation

Toutes les performances décrites ci-dessus concernant l'effet d'absorption diélectrique sont indissociables de l'essence de l'« inertie » du condensateur, c'est-à-dire que, dans le temps spécifié, la charge n'atteint pas la valeur attendue, et inversement lors de la décharge.

La résistance d'isolement (ou courant de fuite) d'un condensateur à constante diélectrique (Ka) élevée diffère de celle d'un condensateur idéal (Ka = 0) : elle augmente avec la durée du test (le courant de fuite diminue). La durée de test actuellement spécifiée en Chine est d'une minute.