¿Por qué utilizamos condensadores polarizados?

¿Quiero saber si el condensador polarizado tiene alguna ventaja de que se usan en algunos circuitos?

Por ejemplo, en un esquema del controlador IC BISS001 PIR, en algunos lugares, se usa un condensador polarizado y en algunos lugares uno de condensador no polarizado.

¿Puedo usar un condensador no polarizado con el mismo voltaje y capacitancia en lugar de estos condensadores polarizadores?

Documentos de referencia:

1. Hoja de datos de BISS001
2. Hoja de datos del DETECTOR DE MOVIMIENTO PIR HC-SR501
3. Grove - Sensor de movimiento PIR o enlace EasyEDA

Lo que entiendo de sus respuestas es por qué se usan los condensadores electrolíticos y por qué están polarizados.

Pero los diseñadores de este circuito podrían haber usado un condensador no polarizado o incluso condensadores de tantalio polarizado . ¿Es verdad? Como el módulo ( Grove - PIR Motion Sensor ) utiliza condensadores de tantalio polarizados.

Quiero saber si los condensadores polarizados se están utilizando para protección de circuitos o si hay alguna otra razón (independientemente del tipo de condensador).

¿Hay algún problema si estos condensadores se reemplazan por condensadores no polarizados en estos circuitos?

¿Puedo usar un condensador no polarizado con el mismo voltaje y capacitancia en lugar de estos condensadores polarizadores?

Hablando eléctricamente, el condensador no polarizado siempre es mejor que uno polarizado. Sí, siempre puede reemplazarlo por un condensador no polarizado con exactamente la misma clasificación.

Pero hay una suposición oculta aquí: Provided you can find one that's physically small enough to fit on your board and cheap enough to fit in your budget.y el hecho de que no pueda es la única razón por la que usamos tapas polarizadas.

Supongo que, si alguna vez aprendemos a hacer tapas no polarizadas que sean tan baratas y densas (capacidad por volumen) como las electrolíticas, los condensadores polarizados desaparecerán.

Nota al margen: el voltaje y la capacitancia no son los únicos parámetros eléctricos de un condensador. Serían suficientes para un condensador ideal, pero el mundo real trae otras métricas feas. Al igual que ESR, coeficiente de capacidad con temperatura o voltaje, respuesta de frecuencia, etc. Los circuitos diseñados en torno a peculiaridades de tecnología particular pueden fallar si el sustituto difiere allí. Incluso ser demasiado bueno puede causar problemas, por ejemplo. Las tapas de alta ESR mantienen naturalmente el pico de corriente bajo control, por lo que sustituirlo por una parte teóricamente superior de baja ESR puede hacer que todo explote. Agregar ESR es trivial, pero ya no es un reemplazo directo, sino un rediseño de circuito. Por lo tanto, no reemplazamos los electrolíticos con otra cosa, no porque la polarización sea importante, es solo una molestia. Los conservamos debido a muchos otros parámetros, menos obvios que C, V y la polarización.

El tamaño físico de un condensador es una función del grosor del dieléctrico (entre otras cosas).

Al principio, se descubrió que los óxidos de ciertos metales (aluminio y tántalo en particular) eran buenos dieléctricos, y podían ser muy delgados mediante un proceso químico, órdenes de magnitud más delgados que otros dieléctricos como el papel encerado / engrasado y la película de plástico. . Por lo tanto, el condensador electrolítico se inventó para proporcionar alta capacitancia en un volumen razonable.

Desafortunadamente, el proceso químico requiere que el voltaje a través del condensador debe tener una sola polaridad, por lo que estos condensadores están "polarizados". Revertir la polaridad se degrada y finalmente destruye la capa de óxido. Es algo con lo que tenemos que vivir para aprovechar esta tecnología.

La capacidad de producir condensadores de alto valor en tecnologías no polarizadas como la cerámica multicapa significa que ahora es posible usarlos donde solo un condensador polarizado hubiera estado disponible anteriormente. En general, no hay ningún problema al realizar esta sustitución, aunque es posible que deba considerar algunas de las peculiaridades de la tecnología a la que se está cambiando.

Por ejemplo, algunas cerámicas de alta K (alta constante dieléctrica) exhiben cambios significativos de capacitancia con el voltaje. Esto puede ser aceptable en una aplicación de acoplamiento o derivación, pero completamente inaceptable en un diseño de filtro.

Como menciona la protección, agregaré que las tapas polarizadas no deben usarse para la protección de polaridad inversa . Reaccionarán en un voltaje inverso muy lentamente (segundos o minutos), mientras que los componentes sensibles típicos que vale la pena proteger estarán muertos en milisegundos. Y una vez que una tapa polarizada comienza a absorber el voltaje inverso, puede desahogarse, explotar o incendiarse, lo que (aparte del problema obvio con el humo y el fuego) puede volverlo no conductor nuevamente, exponiendo su circuito al voltaje inverso una vez más.