Différence principale - Céramique vs Condensateur électrolytique

Les condensateurs céramiques et électrolytiques sont deux types de condensateurs utilisés dans les circuits électroniques. Les différence principale entre la céramique et le 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 qui permet 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. En termes simples, un condensateur est constitué de deux plaques conductrices séparées par un matériau isolant appelé "diélectrique". La structure principale est illustrée ci-dessous:

Structure de base d'un condensateur

Les capacitance du condensateur décrit la quantité de charge qu'un condensateur stocke lorsqu'il existe une différence de potentiel donnée. Si chacune des plaques conductrices a une surface

et ils sont séparés par une distance

, alors la capacité

est donné par:

où

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

Qu'est-ce qu'un condensateur céramique

Un condensateur céramique est un type de condensateur dont le diélectrique est un matériau céramique. Dans la construction la plus simple de ceux-ci, une couche d'un matériau céramique se trouve entre deux plaques conductrices. Cependant, le type de condensateurs céramiques le plus fréquemment utilisé est ce qu'on appelle condensateurs multicouches (MLCC). Dans les MLCC, il y a un certain nombre de plaques conductrices et un matériau céramique est pris en sandwich entre chaque paire de plaques. En effet, ils fonctionnent comme s'il s'agissait de nombreux petits condensateurs en parallèle, ce qui donne une grande capacité combinée.

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

Il existe deux principaux types de condensateurs céramiques: la classe 1 et la classe 2. Condensateurs de classe 1 sont plus précis et stables sur une plus grande plage de températures tout en condensateurs classe 2 offrent 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. Typiquement, l'aluminium, le tantale ou le niobium agit comme matériau conducteur. Le diélectrique de ces condensateurs est la couche d'oxyde qui se forme sur ces métaux. Étant donné que ces couches d'oxyde sont très minces, le

dans l'équation de 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 agit comme l'anode tandis que l'une des plaques métalliques agit comme la cathode.

Certains condensateurs électrolytiques

Les condensateurs électrolytiques sont polarisé. Cela signifie que lorsqu'ils sont connectés à des circuits, chaque borne doit avoir la bonne polarité. S'ils sont connectés avec la mauvaise polarité, ils peuvent devenir très chauds et même exploser. Pour les condensateurs électrolytiques, le résistance série équivalente (ESR) est une notion importante. Si l'ESR est trop élevé, alors le flux de courant à travers 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

A noter que pour chaque type de condensateur, il existe une fréquence à laquelle l'impédance est au minimum. Cette fréquence est la fréquence de résonance du condensateur. Notez que lorsque la capacité augmente, la fréquence de résonance diminue.

Différence entre le condensateur céramique et électrolytique

Structure:

Dans condensateurs céramiques, la céramique sépare les surfaces conductrices.

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

Diélectrique:

Dans condensateurs céramiques, une substance céramique constitue le diélectrique.

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

Polarisation:

Condensateurs céramiques ne sont pas polarisés.

Condensateurs électrolytiques sont polarisés.

RSE:

Condensateurs céramiques ont généralement de faibles ESR.

L'ESR en condensateurs électrolytiques est généralement plus élevée et plus fortement dépendante de la fréquence.

Micro:

Condensateurs céramiques exposition micro: un effet où les vibrations mécaniques conduisent à du bruit électrique dans les circuits.

Condensateurs électrolytiques ne présentent pas de micro.

Image de courtoisie:

"Un schéma d'un simple condensateur à plaques parallèles" par charge inductive (propre dessin, réalisé dans Inkscape 0.44) [Domaine public], via Wikimedia Commons

"Keramik-Scheibenkondensator" par Elcap, Jens Both (propre travail) [GFDLv1.2], via Wikimedia Commons (Modifié)

"Mlcc-Bauformen" par Elcap, Jens Both (propre travail) [GFDLv1.2], via Wikimedia Commons (Modifié)

"Quelques styles différents de condensateurs électrolytiques à l'aluminium et au tantale" par Elcap (propre travail) [CC0 1.0], via Wikimedia Commons

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