Capacitores de papel em óleo (PIO): o que é especial?

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Muitos circuitos de áudio usam capacitores PIO. Quais são as características elétricas dos tampões PIO que os tornam especiais (ou seja, justificam o custo)? Quais partes de um circuito amplificador se beneficiam mais com o uso de tampas PIO?

capacitor audio amplifier

— learnvst
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Eles formam uma reação mágica especial com os cabos sem oxigênio, a caixa de madeira especial em que o amplificador está e várias outras superstições que apenas os fonoaudiólogos podem ver. Essas coisas não são destinadas a trouxas comuns que precisam fazer eletrônica aplicando física e matemática.

— Olin Lathrop

Não tivemos uma pergunta como essa há alguns anos atrás ... Se bem me lembro, tinha ótimas respostas.

— precisa saber é o seguinte

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A submersão em óleo tem sido comumente usada para aplicações de alta tensão , como engenharia de energia, para capacitores, bem como para disjuntores / relés até o final dos anos 70, e ainda é usada hoje, embora raramente, aparentemente. incluir:

Supressão do arco para uma tensão mais alta que o ar
Arrefecimento melhorado dos pontos de calor locais devido à circulação do fluido
Isolamento aprimorado entre os eletrodos de contato, tendo uma constante dielétrica mais alta que o ar
Eliminação de bolhas no papel ou filme ou entre eletrodos, evitando arco esporádico e variação nas características
Em implantações específicas de alta ou baixa pressão, os óleos eram preferidos por serem menos compressíveis (quase nem um pouco) em comparação ao ar. A compressão ou rarefação alterariam imprevisivelmente a distância entre os eletrodos e, portanto, a capacitância entre eles.

Os amplificadores de áudio antigos eram baseados em tubos de vácuo e frequentemente operados em altas tensões, justificando assim o uso desses componentes compatíveis com alta tensão. No entanto, os amplificadores modernos baseados em semicondutores trabalham em tensões (geralmente) muito mais baixas, portanto, não devem ter nenhuma justificativa de engenharia forte para continuar usando capacitores cheios de óleo. Não há explicação para as crenças espirituais dos audiófilos.

Nota de rodapé: Mais tarde, o óleo foi amplamente substituído nos disjuntores pelo gás SF6, que não é inflamável, eliminando o risco de segurança do óleo. Agora, os disjuntores a vácuo também estão em uso em implantações de alta tensão. Essas duas opções não parecem prevalecer nos capacitores.

— Anindo Ghosh
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Gosto do ponto que você faz sobre a diferença na tensão da fonte de alimentação com amplificadores baseados em tubos e semicondutores.

— jippie

Ponto interessante. No entanto, as pessoas que usam aparelhagem de imersão em óleo considerariam os circuitos dos tubos de vácuo como "baixa tensão". A "Diretiva de Baixa Tensão" da CE aplica-se a 1500V DC. O óleo em capacitores de óleo / papel aumenta a permissividade, reduzindo o tamanho do capacitor. Não circula em nenhuma extensão e não desempenha nenhum papel no resfriamento ou na supressão de arco. No entanto, sua viscosidade controlará a vibração acústica em certa medida; um capacitor de filme moderno acionado com força pode emitir um som fraco, como um alto-falante eletrostático ineficiente; se suas placas estão se movendo, sua capacitância provavelmente também deve variar.

— Brian Drummond

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Como engenheiro profissional e músico amador, fiquei intrigado com essa pergunta. Tudo o que pude encontrar sobre o assunto pode ser resumido daqui ...

Muitos especialistas em eletrônica lhe dirão que não há explicação científica sobre por que o papel em capacitores de óleo fornecerá um tom melhor quando usado em um circuito de guitarra. Mas é um fato bem conhecido na comunidade de guitarras que o papel no óleo será mais quente, mais suave e terá mais "faísca" que capacitores de disco de cerâmica, mylar ou polipropileno. As abelhas originais e as belezas negras eram de papel a óleo e pensadas por muitos como o "Santo Graal" do Tom, tanto quanto os capacitores.

E daqui ...

As tampas de papel em óleo (ou PIO) são apenas uma variedade de capacitores. Outros são feitos de mylar, cerâmica, etc. As tampas PIO foram usadas nos Les Pauls dos anos 50 e muitos apreciam suas qualidades tonais em relação aos capacitores mais modernos.

O efeito de qualquer capacitor na resposta de frequência e na resposta transitória dependerá de outras impedâncias no circuito em que estão instaladas, para que um capacitor não possa ter 'som' como tal.

Mas estamos caminhando para um território altamente subjetivo (e alguns podem dizer religioso) aqui e, felizmente, como não sou guitarrista, não tenho nenhuma qualificação para comentar mais ...

— MikeJ-UK
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É a mesma razão pela qual as pessoas constroem um amplificador de alta fidelidade em uma laje de 80 libras de granito, evitam amplificadores operacionais em seus projetos ou usam apenas cabos de alto-falante de ouro puro de calibre 00: eles não são engenheiros adequados e estão propensos a pegando uma fatia da verdade, levando-a em excesso e ignorando todo o resto.

Quando você lê:

ser mais quente, mais suave e ter mais "Sparkle"

ou

considerado por muitos como o "Santo Graal"

isso realmente significa:

algumas pessoas pensam que são legais, sem nenhuma razão específica.

— Phil Frost
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Como um aparte ... Muitos audiófilos tendem a ganhar mais prazer sabendo que investiram em equipamentos que reproduzem sons. O principal problema do "calor" é que eles estão recriando velhos efeitos de distorção contaminados pela memória. A música reproduzida com muita precisão é frequentemente descartada como fria, áspera ou mecânica, enquanto que os picos (como os amplificadores valvulados) confundem e outros efeitos leves da distorção harmônica produzem o som desejado. Não é sobre fidelidade, é sobre fidelidade nostálgica. É por isso que as peças mais antigas e caras, porque não são mais relevantes, estão em demanda.

— Edwin Buck #

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@ Edwin: eu gostaria de ver alguns estudos duplo-cegos feitos com relação a esses fenômenos; a pessoa que argumentar que vintage ou caro (em qualquer caso) tenha um som diferente do mais recente / mais barato poderá selecionar o material da fonte de áudio e o ambiente de audição. Eles receberiam dez botões, cinco dos quais seriam selecionados aleatoriamente para usar um componente "novo" e cinco dos quais usariam um componente vintage. Se seus componentes favoritos tiverem um som diferente, eles deverão poder determinar quais cinco botões são diferentes dos outros cinco. Que soa componente "melhor" ...

— supercat

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... é puramente um julgamento subjetivo; se alguém achar que alguma distorção harmônica peculiar torna uma gravação mais esteticamente agradável para eles, não posso argumentar com isso, desde que exista pelo menos alguma combinação de material de origem e ambiente de escuta onde eles possam realmente dizer a diferença . Se eles não conseguem distinguir entre seu componente preferido e um componente mais convencional, no entanto, qualquer preferência expressa será infundada.

— Supercat 01/02

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Se você estiver restaurando - ou recriando - um amplificador historicamente importante, como um amplificador de alta fidelidade Leak TL12 dos anos 40 ou um amplificador de guitarra Vox AC-30, é importante usar as partes corretas ou as alternativas modernas mais próximas que você puder.

Ao mesmo tempo, os melhores e mais confiáveis capacitores de alta tensão eram papel em óleo. Então, os designers originais os usaram porque não havia uma boa alternativa. (Acho que eles tendem a vazar após 40 anos ou mais)

— Brian Drummond
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Talvez, a diferença então contra os tipos modernos de capacitores seja que os capacitores de papel em óleo têm uma longa confiabilidade de vida útil em campo? Quando tínhamos as tampas eletrolíticas em seu formato atual, provavelmente por volta dos anos 70? Será como comparar obras de arte em meio de óleo (longa história, características conhecidas de envelhecimento) versus acrílicos mais recentes.

— Shimofuri

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Eu tenho alguns eletrolíticos da década de 1930, mas eles tendem a ter voltagem mais baixa e - mesmo quando novos - era esperado que eles não funcionassem corretamente até que tivessem reformado ao ligar o circuito. "O Manual do rádio moderno" diz "em alguns dos tipos mais antigos, a corrente de fuga é muito pesada e pode levar dez minutos para que o condensador seja curado" (a partir da edição de 1934!)

— Brian Drummond

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Esse cara realmente fez medições e colocou alguns Lissajous, para que pelo menos possamos ver alguns dados. Vejo um monte de linhas retas, mas ele diz que o papel / óleo era "mais limpo", mas vejo um monte de linhas retas (com algumas exceções notáveis).

— Scott Seidman
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Penso que essas curvas mostram que poliéster, poliestireno, policarbonato, polipropileno, mica e óleo de papel serão equivalentes em aplicações de baixa tensão e baixo viés. Os timbres da guitarra são certamente de baixa voltagem (frações de volt) e sem viés.

— David Johnston

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Pode haver algum comportamento acústico estranho, pois as folhas do capacitor experimentam alguma força da tensão que os atravessa, com diferentes efeitos resultantes para papel, mylar, etc.

Na época, eu tinha alguns capacitores de corpo de vidro cheios de óleo de uma unidade de alta tensão de um osciloscópio antigo. Eles foram classificados para 40 KV ou algo assim. Mas quando eu coloquei 60Hz ac através deles (provavelmente direto da linha de força. Foi há muito tempo), eles explodiram. Vai saber. Eu imagino que eles não aguentavam a vibração de 60 Hz.

— Bobbi Bennett
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Se um capacitor tiver alta capacitância e alto ESR, colocá-lo em uma fonte CA descarregará muita energia no capacitor. Essa energia tem que ir a algum lugar .....

— Peter Green