Kondensatorer

En kondensator är en linjär, passiv, frekvensberoende elektronisk komponent. Den består av två metallelektroder som överlappar ytan S och mellan vilka det finns ett dielektrikum med tjockleken d.

Den grundläggande egenskapen hos en kondensator är kapacitans C (F) – kondensatorns förmåga att ackumulera elektrisk laddning eller spänning.

Vi beräknar kapacitansen för en sådan kondensator från relationen:

εr – relativ permittivitet

εo – permittivitet för vakuum

Karakteristiska egenskaper hos kondensatorer:

•  nominell kapacitet – är tillverkarens förväntade kapacitet som anges på kondensatorn. Det faktiska värdet avviker från det nominella värdet inom det toleransområde som tillverkaren angivit.
• märkspänning – är den spänning som kondensatorn är konstruerad för. När denna spänning överskrids uppstår ökad värme- och gasbildning och kondensatorn kan förstöras.
• isoleringsresistans – är resistansen mellan elektroderna mätt med en likström vid en temperatur på 20oC. Den bildas av resistansen hos dielektrikumet och den isolering som omger elektroderna. Dess värde är 109 Ω. För elektrolytisk nämns det inte.
• förlustfaktor tgδ – kännetecknar energiförlusterna i kondensatorn som beror på förluster i dielektrikum och läckaget mellan elektroderna. För enskilda kondensatortyper, se katalog.
• Kondensatorn släpper inte igenom likström, men den släpper igenom växelström.

•  när kondensatorn är ansluten till likspänningen laddas den enligt laddningskurvan
• hugolin gavlovic valaska skola

Klassificering av kondensatorer efter design:

a) Fast

•  med pappersdielektrikum – elektroderna är gjorda av aluminiumfolie, mellan vilka finns ett speciellt kondensatorpapper, det hela rullas till en spole och inkapslas i ett plast- eller metallhölje, även kallat spole.
• från metalliserat papper – det dielektriska materialet i dessa kondensatorer är papper. Elektroderna består inte av en metallfolie, utan av ett metallskikt (aluminium, zink) som förångats i vakuum på ett lackerat kondensatorpapper. Det bestrukna papperet rullas till en spole och kapslas in i ett metallhölje.
• med plastfilm – det dielektriska elementet i dessa kondensatorer är en plastfilm (polystyren, polyester, teflon, etc.). Elektroderna består av metallfolier (folieutförande) eller är direktlödda till dielektriken (metalliserat utförande). Dessa kondensatorer tillverkas i en spolkonstruktion.
• med dielektrikum av glimmer – dielektrikumet i dessa kondensatorer består av tunna skivor av glimmer. Elektroderna är metallfolier eller metallskikt som deponerats direkt på det dielektriska materialet. Efter montering impregneras och inkapslas de. De ersätts nu av kondensatorer med dielektrikum av plast eller keramik.
• med keramiskt dielektrikum – dielektrikumet i dessa kondensatorer består av en keramisk substans på vilken elektroderna är deponerade som metallsuspensioner. De finns i rörformad, skivformad eller platt rektangulär design. Förutom enskiktskondensatorer med dubbelsidiga elektroder tillverkas även monolitiska kondensatorer avsedda för integrerade hybridkretsar.
• elektrolytisk – som dielektrikum använder de ett tunt lager av metalloxid, som bildas på en elektrod – kondensatorns anod. Den andra elektroden – katoden – är en elektrolyt. Dielektrikumet bildas genom elektrokemisk oxidation av aluminium eller tantal. Metalloxidskiktet leder endast elektrisk ström i en riktning, dvs. det har en likriktande effekt. Därför måste polariteten respekteras när det gäller dessa kondensatorer. Anoden är tillverkad av aluminium eller tantal. Elektrolyten i aluminiumkondensatorer är en lösning av etylenglykol, ammoniak och borsyra; förutom det flytande tillståndet används också en pappersliner som är impregnerad med denna elektrolyt. För tantalkondensatorer används svavelsyra eller fast mangandioxid som flytande elektrolyt. Elektrolytkondensatorer av aluminium tillverkas oftast med en halvtorr spole. Elektrolytkondensatorer av tantal tillverkas med flytande eller fast elektrolyt.

(b) Variabel kapacitet.

•  bildas av ett system av fasta stator- och rörliga motorelektroder som sätts in mellan varandra, genom att överlappa elektroderna ökas kapacitansen. Kapacitansen för en sådan kondensator ges av :

n – antal elektroder i kondensatorn

Vi delar upp dem i:

• roterbar (tuning) – gör det möjligt att ändra kapacitansen kontinuerligt, dielektrikumet är vanligtvis luft eller plastfolie,
• kapacitiva trimmare (tuning) – möjliggör initial engångsjustering av kapacitans, som dielektrikum använder de luft, keramik, glas, polystyren …