Măsurarea Capacităților în Telecomunicații

I. Măsurarea capacităţii în telecomunicaţii

1. CAPACITATEA UNUI CONDENSATOR;

CLASIFICAREA CONDENSATOARELOR

Condensatorul este o componentă pasivă care, alături de rezistor, este utilizată frecvent în circuitele electronice.

Dacă unui condensator i se aplică o tensiune continuă U, aceasta se va încarcă cu o sarcină Q, raportul dintre sarcina Q şi tensiunea U fiind o mărime constantă şi caracteristică pentru condensatorul considerat; acest raport se numeşte capacitatea condensatorului.

În regim armonic, condensatorul este componenta pentru care dacă i se aplică o tensiune variabilă în timp uc, între tensiunea aplicată şi curentul i care străbate condensatorul există relaţia:

C fiind capacitatea condensatorului.

Condensatorul de capacitate C introduce în circuit o reactanţă capacitivă măsurată în Ω, Xc =1/ωC, iar defazajul între tensiune şi curent este 90°, tensiunea fiind defazată în urma curentului (fig. 1.).

Unitatea de măsură pentru capacitate este faradul simbolul F; se folosesc frecvent submultiplii săi:

1μF = 10-6 , 1nF = 10-9 , 1pF = 10-12

Constructiv, condensatorul este alcătuit din două suprafeţe metalice numite armături între care se află un mediu dielectric de permitivitate ε (constanta dielectrică de material). Pentru un condensator plan, capacitatea C este dată de relaţia:

unde:

ε0 = permitivitatea dielectrică absoluta a vidului

εr = permitivitatea absoluta a dielectricului condensatorului

εr = ε / ε0 =permitivitatea relative a dielectricului

S = suprafaţa armăturilor plane

d = distanţa dintre armături

Pentru un condensator cilindric valoarea capacităţii se determină cu ajutorul relaţiei:

Fig 1. Relaţia tensiune-curent pentru un condensator de capacitate C.

l= lungimea cilindrului

a = raza cilindrului interior

b = raza cilindrului exterior

Din relaţiile date se observă importanţa permitivităţii dielectricului în obţinerea unor condensatori de capacitate dorită; un condensator cu capacitatea C0 = ε0Sd, deci cu armăturile plane plasate în vid, va avea o capacitate de εr mai mare decât C0 dacă între armături se va plasa un dielectric caracterizat prin permitivitatea absolută ε (sau prin cea relativă, εr = ε / ε0)

În câmpuri electrice puternice materialul dielectric îşi pierde proprietăţile izolante (datorită unor fenomene interne specifice creşte curentul de conducţie în dielectric) fenomenul se numeşte străpungerea dielectricului. Valoarea intensităţii câmpului electric la care se produce acest fenomen se numeşte rigiditate dielectrică şi se măsoară în kV/mm.

Proprietăţile unor dielectrici uzuali sunt date în tabelul 1.