Kondensatory stanowią ważny element układu elektronicznego – to co w nich lubimy, to możliwość magazynowania energii. Mogą występować w wielu rolach, np. filtrując napięcie.
Podstawowym parametrem kondensatora jest pojemność wyrażona w Faradach [F] zazwyczaj spotykamy się z określaniem pojemności kondensatorów w:
mikrofaradach [uF] – (1μF = 0,000 001F) ,
nanofardach [nF] (1nF = 0,000 000 001F) ,
pikofaradach[pF] (1pF = 0,000 000 000 001F)
Wyróżniamy następujące rodzaje kondensatorów:
elektrolityczne – biegunowe z określoną polaryzacją o stosunkowo wysokiej pojemności i niskiej częstotliwości pracy;
ceramiczne – przystosowane do pracy z wysokimi częstotliwościami;
foliowe – stosowane zazwyczaj przy pracy z napięciem sieciowym.
Przy doborze kondensatora do aplikacji musimy zwrócić uwagę na jego pojemność oraz napięcie pracy. Przy projektowaniu układu należy zwrócić uwagę na zakresy temperaturowe dobieranych kondenstatorów. Nie powinniśmy również umieszczać ich przy mocną nagrzewających się elementach.
Co to jest kondensator?
Kondensatory są to elektroniczne elementy pasywne, które magazynują energię w polu elektrycznym. Posiadają one dwa wyprowadzenia. Efekt kondensatora znany jest jako pojemność. Mimo tego, że istnieje pewna pojemność pomiędzy dwoma dowolnymi przewodami elektrycznymi, które zlokalizowane są blisko siebie, kondensator jest elementem zaprojektowanym po to, by uzyskać konkretną pojemność między swoimi wyprowadzeniami. Kondensatory, jak zresztą inne elementy pasywne, mają bardzo wiele zastosowań w układach pasywnych oraz aktywnych. Na przykład jako filtry czy elementy obwodów rezonansowych. Są one jednym z kluczowych elementów projektów elektronicznych.
Kondensatory mają zróżnicowane formy oraz konstrukcje. Istnieje więc wiele rodzajów tychże elementów. Większość z nich wyposażona jest w przynajmniej dwa przewodniki elektryczne, które zazwyczaj mają formę płyt metalowych lub folii oddzielonych od siebie dielektrykiem. Pierwsze kondensatory powstawały już w latach 40. XVIII wieku. Wtedy to odkryto, że ładunek elektryczny może być przechowywany w szklanych butelkach z wodą, które zostały nazwane butelkami lejdejskimi.
Kondensator – budowa, działanie
Kondensatory konstruowane są z dwóch przewodników, które oddziela się nieprzewodzącym dielektrykiem. Przykładowe dielektryki stosowane w kondensatorach to na przykład powietrze, szkło, papier, plastik czy ceramika. Jak wskazuje prawo Coulomba, ładunek na jednej okładce wywiera siłę na nośniki ładunku w drugiej okładce, przyciągając przeciwny ładunek i odpychając nośniki o jednakowym ładunku. Stąd na drugiej okładce indukowany będzie przeciwny ładunek. Przewodniki utrzymują więc równe, jeśli chodzi o wartość oraz przeciwne, jeśli chodzi o znak ładunki na swoich powierzchniach. Warto również dodać, że dielektryk obecny w układzie kondensatora uniemożliwia przepływ ładunku i utrzymuje pole elektryczne.
Rodzaje kondensatorów
Kondensatory różnią się od siebie przede wszystkim rodzajem dielektryka, typem obudowy, a także strukturą okładek. Wpływają one na właściwości i zakres zastosowań kondensatora. Wartości te wahają się od wyjątkowo niskich, wynoszących kilka pikofaradów, aż po wysokie, czyli do superkondensatorów, których pojemność wynosi około 5 kF. Najczęściej powyżej 1 mikrofarada używa się jedynie kondensatorów elektrolitycznych. Wynika to z ich niewielkich rozmiarów oraz niskich kosztów w porównaniu z pozostałymi typami o podobnej pojemności.
Parametry kondensatorów
Najistotniejszym parametrem opisującym kondensator jest pojemność. Wartość ta określana jest w faradach i mówi o tym, ile ładunku elektrycznego może zmieścić się w konkretnym elemencie. Pojemność dopasowuje się do danej aplikacji konkretnego kondensatora. Kolejnym parametrem jest z kolei maksymalne napięcie pracy. Kondensator ze względu na konstrukcję, która opiera się na cienkiej warstwie dielektryka pomiędzy przewodzącymi okładkami, może pracować wyłącznie do konkretnego poziomu napięcia. Gdy zostanie on przekroczony, może nastąpić przebicie dielektryka, a także zwarcie okładek kondensatora. W danym układzie maksymalne napięcie znamionowe nie może być niższe niż występujące na okładkach kondensatora w dowolnym momencie napięcie. Wlicza się w to przepięcia oraz nawet chwilowy wzrost napięcia.
Kondensatory zastosowanie
Kondensatory są stosowane w obwodach elektronicznych w celu blokowania prądu stałego, umożliwiając skuteczny przepływ prądu przemiennego. Natomiast w układach analogowych kondensatory stanowią element filtrów, zaś w obwodach rezonansowych mają za zadanie dostrajać układy o określonych częstotliwościach. Z kolei w systemach przesyłu energii elektrycznej kondensatory stabilizują napięcie oraz przepływ mocy.
