Différence entre condensateur céramique et électrolytique

Différence principale - céramique vs condensateur électrolytique

Les condensateurs céramiques et électrolytiques sont deux types de condensateurs utilisés dans les circuits électroniques. le différence principale entre céramique et condensateur électrolytique est que, dans les condensateurs céramiques, les deux plaques conductrices sont séparées par un matériau céramique tandis que, dans les condensateurs électrolytiques, les deux plaques conductrices sont séparées par un électrolyte et une couche d'oxyde métallique.

Structure d'un condensateur

Un condensateur est un appareil capable de stocker de l'énergie électrique. Bien qu'il existe différents types de condensateurs, la plupart d'entre eux sont basés sur le même schéma de base. Pris simplement, un condensateur est constitué de deux plaques conductrices séparées par un matériau isolant appelédiélectrique“. La structure principale est indiquée ci-dessous:

Structure de base d'un condensateur

le capacitance du condensateur décrit la charge qu’un condensateur stocke quand il existe une différence de potentiel donnée. Si chacune des plaques conductrices a une surface  et ils sont séparés par une distance , alors la capacitance  est donné par:

où  est le permittivité, qui est une propriété de la substance diélectrique.

Qu'est-ce qu'un condensateur en céramique?

Un condensateur en céramique est un type de condensateur dont le diélectrique est un matériau céramique. Dans la construction la plus simple de ceux-ci, une couche de céramique est placée entre deux plaques conductrices. Cependant, le type de condensateur céramique le plus utilisé est le soi-disant condensateurs multicouches à puce (MLCC). Dans les MLCC, il existe un certain nombre de plaques conductrices et un matériau céramique est pris en sandwich entre chaque paire de plaques. Effectivement, ils fonctionnent comme s’il s’agissait de nombreux petits condensateurs en parallèle, ce qui donne une grande capacité combinée..

Condensateurs céramique: monocouche (à gauche) et multicouche (à droite)

Il existe deux types principaux de condensateurs en céramique: classe 1 et classe 2. Condensateurs de classe 1 sont plus précis et stables sur une plage de températures plus large tout en condensateurs de classe 2 offrir plus d'efficacité volumétrique (plus de capacité par unité de volume).

Qu'est-ce qu'un condensateur électrolytique?

Un condensateur électrolytique est un type de condensateur qui utilise un électrolyte pour augmenter sa capacité. En règle générale, l'aluminium, le tantale ou le niobium jouent le rôle de matériau conducteur. Le diélectrique dans ces condensateurs est la couche d'oxyde qui se forme sur ces métaux. Puisque ces couches d'oxyde sont très minces, le dans l'équation de la capacité ci-dessus est très faible, ce qui rend la capacité du condensateur très élevée. Dans l'espace entre les conducteurs, il y a des papiers qui sont trempés dans un électrolyte. L'électrolyte lui-même joue le rôle d'anode tandis que l'une des plaques métalliques sert de cathode.

Quelques condensateurs électrolytiques

Les condensateurs électrolytiques sont polarisé. Cela signifie que, lorsqu’ils sont connectés à des circuits, la polarité doit être attribuée à chaque terminal. S'ils sont connectés avec une mauvaise polarité, ils peuvent devenir très chauds et même exploser. Pour les condensateurs électrolytiques, le résistance série équivalente (ESR) est un concept important. Si l'ESR est trop élevé, le courant circulant dans le circuit serait trop faible. La figure ci-dessous montre comment l'ESR (impédance) d'un condensateur change avec la résistance. Chaque courbe montre différentes valeurs de capacité:

Impédance en fonction de la fréquence pour des condensateurs de différentes capacités

Notez que pour chaque type de condensateur, il existe une fréquence à laquelle l'impédance est minimale. Cette fréquence est la fréquence de résonance du condensateur. Notez que lorsque la capacité devient plus grande, la fréquence de résonance devient plus petite.

Différence entre condensateur céramique et électrolytique

Structure:

Dans condensateurs en céramique, la céramique sépare les surfaces conductrices.

Dans condensateurs électrolytiques, des couches d'oxyde métallique et un électrolyte séparent les surfaces conductrices.

Diélectrique:

Dans condensateurs en céramique, une substance céramique constitue le diélectrique.

Dans condensateurs électrolytiques, le diélectrique est constitué d'une très fine couche d'oxyde.

Polarisation:

Condensateurs en céramique ne sont pas polarisés.

Condensateurs électrolytiques sont polarisés.

ESR:

Condensateurs en céramique ont généralement de faibles ESR.

L'ESR en condensateurs électrolytiques est généralement plus élevé et plus fortement dépendant de la fréquence.

Microphonie:

Condensateurs en céramique exposition microphonie: un effet où les vibrations mécaniques provoquent des parasites électriques dans les circuits.

Condensateurs électrolytiques ne pas montrer de microphonie.

Courtoisie d'image:

“Schéma d'un condensateur à plaques parallèles simples” par inductiveload (dessin propre, réalisé dans Inkscape 0.44) [Domaine Public], via Wikimedia Commons

“Keramik-Scheibenkondensator” de Elcap, Jens Both (travail personnel) [GFDLv1.2], via Wikimedia Commons (Modifié)

“Mlcc-Bauformen” de Elcap, Jens Both (travail personnel) [GFDLv1.2], via Wikimedia Commons (Modifié)

“Différents styles de condensateurs électrolytiques à l'aluminium et au tantale” par Elcap (travail personnel) [CC0 1.0], via Wikimedia Commons

“Impedanzkurven verschiedener Kapazitätswerte aus unterschiedlichen Kondensatorfamilien” par Elcap, Jens Both (travail personnel) [GFDLv1.2], via Wikimedia Commons