¿Qué son los condensadores de mica? La mica es uno de los minerales naturales. Los condensadores de mica plateada son tipos de condensadores que utilizan mica como dieléctrico. Hay dos tipos de condensadores de mica: condensadores de mica plateada y condensadores de mica con abrazadera. Los condensadores de mica con abrazadera se consideran obsoletos debido a sus características inferiores. Alternativamente, se utilizan condensadores de mica plateada.
Se fabrican uniendo capas de mica recubiertas de metal por ambas caras. Luego, esta estructura se recubre con epoxi para protegerla del área circundante. Los capacitores de mica se usan a menudo cuando se requieren capacitores estables y confiables de valores relativamente pequeños. Estos tipos son capacitores de baja pérdida, lo que los convierte en una buena opción a altas frecuencias y sus propiedades no cambian mucho con el tiempo.
Los minerales de mica son muy estables química, eléctrica y mecánicamente. Debido a la unión específica de la estructura cristalina, tiene una estructura en capas característica. Esto permite la formación de láminas delgadas del orden de 0,025-0,125 mm de tamaño. Los tipos de mica más utilizados son moscovitas y flogopita.
El primero tiene mejores propiedades eléctricas, mientras que el segundo tiene mayor resistencia a la temperatura. La mica se encuentra en África Central, India y América del Sur. Las grandes variaciones en la composición del material conducen a altos costos requeridos para la clasificación e inspección. La mica no reacciona con la mayoría de los ácidos, aceites, agua y solventes.
Tabla de contenido
¿Qué son los condensadores?
Un capacitor es una pieza de equipo electrónico que almacena carga. También evita el flujo de corriente continua en el circuito mientras permite el flujo de corriente alterna. La forma más simple de capacitor tiene dos placas conductoras paralelas separadas por una no conductora (dieléctrico) material. La orientación del condensador depende del tipo de dieléctrico utilizado en el circuito.
En un capacitor polarizado, la corriente ingresa al capacitor a través de su terminal positiva, mientras que para un no-condensador polarizado, la corriente puede entrar en el condensador a través de ambos terminales. La estructura de un condensador primario se muestra aquí con los símbolos del diagrama de circuito utilizados para diferentes tipos de condensadores.
La potencia del condensador de almacenamiento de carga está relacionada con su capacidad Cque se mide en faradios. Un faradio es la capacitancia a la que se deposita un culombio por una diferencia de potencial de un voltio. Todos los condensadores en los circuitos electrónicos tienen un valor de capacitancia muy pequeño (a veces pequeño), por lo que micro, nano y picofarad se usan a menudo cuando se aborda el valor de un condensador:
La capacitancia típica oscila entre 1 picofaradio y aproximadamente 0,15 faradios. La capacitancia del capacitor se basa en el área de las placas conductoras (cuanto más amplia es el área, mayor es la capacidad), la distancia entre las placas (la capacitancia es inversamente proporcional) y la permitividad de la sustancia dieléctrica entre las placas. El capacitor requerido para una aplicación particular depende de la tolerancia aceptable, la capacidad requerida y el grado de estabilidad requerido. Dos factores adicionales también son relevantes:
- Voltaje de funcionamiento_ este factor es la mayor diferencia de potencial (CC o pico de CA) que se puede aplicar de manera segura al capacitor y, por lo general, está estampado en el capacitor. Si se excede significativamente el voltaje de operación, el dieléctrico se romperá y puede ocurrir la destrucción permanente del capacitor.
- Corriente de fuga_ Como ningún dieléctrico es un aislante puro, siempre habrá una pérdida de carga con el tiempo. Esta pérdida de pérdida se llama corriente de fuga. La cantidad de esta fuga debe ser lo más pequeña posible.
¿Qué es el condensador de mica?
Los condensadores de mica plateada se desarrollaron a partir de los primeros condensadores de mica utilizados a principios de las décadas de 1920 y 1930. La compañía Dubilier fabricó estos primeros condensadores de mica y algunos de sus condensadores Micadon todavía se pueden encontrar en radios antiguas.
Estos condensadores solían estar hechos de láminas de mica y láminas de cobre unidas y sujetas. A menudo se podían ver abrazaderas en la construcción del condensador.
Estos antiguos capacitores de mica tenían un nivel insuficiente de tolerancia y estabilidad como resultado del desempeño imperfecto del dieléctrico de mica, que era un material común. Las referencias a los capacitores de mica de la década de 1920 siempre se refieren a este tipo de capacitor de mica.
Los primeros condensadores de mica estaban más desarrollados y su rendimiento mejoró significativamente para hacer que los condensadores de mica plateada se usaran más recientemente y fueran aún más populares en la actualidad.
Condensadores de mica de plata
Como su nombre lo indica, los capacitores de mica plateada tienen un dieléctrico de mica plateado para producir los electrodos o placas del capacitor.
La mica es un material brillante hecho de minerales de silicato con una estructura en capas o monoclínica, lo que significa que se puede dividir fácilmente en láminas delgadas.
El material tiene una constante dieléctrica relativamente alta en comparación con muchos otros minerales estratificados comunes. Por lo general, está entre 5 y 7. La mica tiene propiedades mecánicas y químicas muy estables que la convierten en una buena opción para capacitores electrónicos. La resistencia química y la estabilidad significan que el rendimiento a largo plazo de los condensadores de mica plateada es excepcional.
La mica no reacciona con muchos ácidos, álcalis, solventes, aceite y agua. Como resultado, no vemos el envejecimiento en gran medida. Además, los cambios en el vapor de agua en la atmósfera no provocan variaciones extremas en la función general del condensador.
La mica natural debe seleccionarse cuidadosamente porque algunas muestras contienen impurezas que pueden degradar el rendimiento de los capacitores de mica plateada. Además, las láminas de mica del condensador son relativamente delgadas, con un tamaño de 0,025 a 0,1 mm. Hay un alto nivel de variación en las materias primas, como suele ser el caso. Esto da como resultado mayores costos de producción, ya que requiere una inspección, clasificación y producción precisas.
Aunque es más cara que otros dieléctricos, la mica es la mejor forma de dieléctrico para condensadores de muy alto rendimiento. La constante dieléctrica de la mica es 6, mientras que la rigidez dieléctrica es de 10 000 voltios por mil.
Elegir el condensador de mica plateada adecuado
A la hora de elegir los condensadores de mica adecuados, debemos filtrar los diferentes resultados característicos para poder encontrar los condensadores de mica plateada adecuados. Se deben investigar los siguientes factores antes de seleccionar este capacitor
- Capacidad disponible en el mercado: 2 pF, 22 pF, 47 pF, 100 pF, 470 pF
- Distancia entre electrodos disponible en el mercado: 3,6 mm, 5,9 mm, 8,7 mm, 11,1 mm
- La tensión nominal varía de 50 V a 1 kV
¿Cuál es la construcción de un condensador de mica?
Se puede preparar una estructura de capacitor de mica insertando películas de metal de mica una sobre la otra en ambos lados. Después de eso, todas las capas se cubren con epoxi para protegerlas del medio ambiente. La mica es un material eléctrica, mecánica y químicamente estable debido a la unión de su estructura en capas característica precisamente cristalina. Se pueden producir películas delgadas de este condensador con un diámetro de 0,025 mm a 0,125 mm.
Los materiales de mica más utilizados son la flogopita y la moscovita. Las cualidades eléctricas de la moscovita son mejores, mientras que la resistencia a la temperatura de la mica flogopita es alta. La mayoría de los materiales dieléctricos como la mica se exploran en América del Sur, India y África Central. Los materiales de mica no reaccionan químicamente con la mayoría de los aceites, ácidos, solventes y agua.
Características de los condensadores de mica.
La razón del uso generalizado de capacitores de mica plateada es que pueden ofrecer un rendimiento extremadamente alto, mejor en muchas operaciones que cualquier otro tipo de capacitor. Sin embargo, en muchas aplicaciones, otras tecnologías modernas brindan niveles de rendimiento que cumplen con ese requisito particular. Las propiedades específicas de los condensadores de mica se enumeran a continuación:
Precisión y tolerancia
La tasa de tolerancia mínima de los capacitores de mica plateada puede alcanzar hasta ±1%. Este valor es mucho más deseable que casi todos los demás tipos de condensadores. Por el contrario, los condensadores cerámicos positivos pueden tener tolerancias de hasta ±20 %.
Estabilidad
Estos condensadores de mica son bastante constantes y muy precisos. Su capacidad varía con el tiempo. Esto se debe a que no hay espacios de aire en el dispositivo que puedan cambiar con el tiempo. Además, el conjunto está protegido de otros problemas con la resina epoxi. Esto significa que los condensadores de mica no se ven afectados por influencias externas como la humedad del aire. Su capacidad no solo es estable a lo largo del tiempo, sino que también es constante en un amplio rango de voltaje, frecuencia y temperatura. El coeficiente de temperatura estándar es de aproximadamente 50 ppm/°C.
Alto K
Los condensadores de mica plateada tienen niveles de K muy altos y factores de potencia bajos. Ambos son relativamente independientes de la frecuencia. Esta característica de los capacitores es útil para construir osciladores estables de bajo ruido y filtros selectivos.
Coeficiente de temperatura
Los capacitores de mica plateada tienen un coeficiente de temperatura mucho mejor en comparación con la mayoría de los otros tipos de capacitores. El valor del coeficiente de temperatura es positivo y suele oscilar entre 35 y 75 ppm/C, con un valor medio de +50 ppm/C. Esta propiedad es útil para proporcionar osciladores (y filtros) que no cambien con la temperatura.
Rango de valores
La capacitancia de un condensador de mica plateada suele oscilar entre unos pocos picofaradios y dos o quizás tres mil picofaradios.
Pérdidas bajas
Estos condensadores tienen bajas pérdidas resistivas e inductivas. Las propiedades de estos condensadores suelen ser independientes de la frecuencia, lo que permite su uso a altas frecuencias. Estas cualidades más deseables tienen un precio: los condensadores de mica plateada son caros y grandes.
Ventajas y desventajas de los condensadores de mica.
Las ventajas y desventajas de los condensadores de mica son las siguientes:
Ventajas de los condensadores de mica:
- Funciona a altas temperaturas.
- Capacidad estable
- Soportar voltajes muy altos
- Pérdidas bajas
- El dieléctrico proporciona un buen aislamiento.
- Muy exacta
Desventajas de los condensadores de mica:
Aunque el capacitor de mica plateada tiene una tolerancia alta y un coeficiente de temperatura bajo, es posible que veamos picos en el valor en algunas ocasiones. Cuando esto sucede, puede hacer que el filtro cambie sus propiedades o que el oscilador salte de frecuencia. Otras desventajas son:
- Altos precios
- Se requiere un sellado adecuado
Aplicaciones de condensadores de mica plateada.
Los condensadores de mica plateada pueden proporcionar niveles muy altos de estabilidad, precisión y pérdidas bajas. Como resultado, los capacitores de mica plateada tienen muchas aplicaciones, particularmente para fines de radiofrecuencia:
- Filtros: Los niveles de tolerancia relativa de los condensadores de mica plateada permiten la predicción y el cálculo del rendimiento real. Además, el bajo grado de pérdida del condensador de mica plateada permite realizar filtros de alta K.
- Osciladores de RF: Los condensadores de mica plateada pueden admitir aplicaciones dentro de los osciladores de RF. En estos dispositivos, sus bajos niveles de pérdida califican el circuito sintonizado K para la mejora. Esto proporciona una mayor estabilidad y un nivel reducido de ruido de fase. Además, su bajo coeficiente de temperatura permite que incluso los osciladores libres obtengan buenos niveles de estabilidad y menos deriva.
- Combinar y desagregar: El costo de los condensadores de mica plateada generalmente significaba que no se aceptaban para empalmes y desacoplamientos, pero podían soportar altos voltajes, y esto puede haber indicado que ocasionalmente se usaban para estos fines. Podemos usarlos en amplificadores y transmisores de RF donde se usa su capacidad de alto voltaje, ya que los capacitores de cerámica o porcelana rentables no están ampliamente disponibles.