Por que usamos capacitores polarizados?

Quero saber se o capacitor polarizado tem alguma vantagem de ser usado em alguns circuitos?

Por exemplo, em um esquema do IC do controlador BISS001 PIR, em alguns lugares, um capacitor polarizado é usado e em alguns lugares um capacitor não polarizado.

Posso usar um capacitor não polarizado com a mesma tensão e capacitância em vez desses capacitores de polarização?

Documentos de referência:

1. Folha de dados BISS001
2. Folha de dados do DETECTOR DE MOVIMENTO PIR HC-SR501
3. Grove - Sensor de movimento PIR ou link EasyEDA

O que entendi de suas respostas é por que os capacitores eletrolíticos são usados ​​e por que eles são polarizados.

Mas os projetistas deste circuito poderiam ter usado um capacitor não polarizado ou mesmo capacitores de tântalo polarizados . É verdade? Como o módulo ( Grove - PIR Motion Sensor ) usa capacitores de tântalo polarizados.

Quero saber se os capacitores polarizados estão sendo usados ​​para a proteção do circuito ou se existe algum outro motivo (independentemente do tipo de capacitor).

Existe algum problema se esses capacitores forem substituídos por capacitores não polarizados nesses circuitos?

Posso usar um capacitor não polarizado com a mesma tensão e capacitância em vez desses capacitores de polarização?

Eletricamente falando, o capacitor não polarizado é sempre melhor que o polarizado. Sim, você sempre pode substituir por um capacitor não polarizado com exatamente a mesma classificação.

Mas há uma suposição oculta aqui: Provided you can find one that's physically small enough to fit on your board and cheap enough to fit in your budget.e o fato de você não poder é a única razão pela qual usamos bonés polarizados.

Suponho que, se alguma vez aprendermos a fabricar tampas não polarizadas tão baratas e densas (capacidade por volume) quanto as eletrolíticas, os capacitores polarizados desaparecerão.

Nota lateral - tensão e capacitância não são os únicos parâmetros elétricos de um capacitor. Seriam suficientes para um capacitor ideal, mas o mundo real traz outras métricas feias. Assim como a ESR, o coeficiente de capacidade com temperatura ou tensão, resposta em frequência, etc. Mesmo sendo bom demais pode causar problemas, por exemplo. os limites de alto ESR naturalmente mantêm a corrente de pico sob controle, portanto, substituir por uma parte de baixo ESR teoricamente superior pode fazer com que tudo exploda. Adicionar ESR é trivial - mas isso não é mais um substituto, mas sim um redesenho de circuito. Portanto, não substituímos os eletrolíticos por outra coisa, não porque a polarização é importante, é apenas um incômodo. Nós os mantemos por causa de muitos outros parâmetros, menos óbvios que C, V e polarização.

O tamanho físico de um capacitor é uma função da espessura do dielétrico (entre outras coisas).

Desde o início, descobriu-se que os óxidos de certos metais (alumínio e tântalo em particular) produziam bons dielétricos e podiam ser muito finos através de um processo químico - ordens de magnitude mais finas que outros dielétricos, como papel encerado / oleado e filme plástico . Portanto, o capacitor eletrolítico foi inventado para fornecer alta capacitância em um volume razoável.

Infelizmente, o processo químico exige que a tensão no capacitor tenha apenas uma única polaridade; portanto, esses capacitores são "polarizados". A inversão da polaridade degrada e, eventualmente, destrói a camada de óxido. É algo com o qual temos que conviver para tirar proveito dessa tecnologia.

A capacidade de produzir capacitores de alto valor em tecnologias não polarizadas, como a cerâmica multicamada, significa que agora é possível usá-los onde apenas um capacitor polarizado estaria disponível anteriormente. Geralmente, não há problema em fazer essa substituição, embora você possa considerar algumas das peculiaridades da tecnologia para a qual está mudando.

Por exemplo, algumas cerâmicas de alto K (alta constante dielétrica) exibem alterações significativas de capacitância com a tensão. Isso pode ser aceitável em um aplicativo de acoplamento ou desvio, mas completamente inaceitável em um design de filtro.

Como você mencionou proteção, acrescentarei que as tampas polarizadas não devem ser usadas para proteção contra polaridade reversa . Eles reagirão com uma voltagem reversa muito lentamente (segundos ou minutos), enquanto componentes sensíveis típicos que valem a pena proteger estarão mortos em milissegundos. E uma vez que uma tampa polarizada comece a absorver a tensão reversa, ela poderá desabafar, explodir ou pegar fogo que (além do óbvio problema com fumaça e fogo) pode torná-la não condutora novamente, expondo seu circuito à tensão reversa mais uma vez.