Przeczytaj
Warto przeczytać
Kondensator to element elektroniczny, składający się z dwóch przewodników (okładek) oddalonych od siebie na odległość . Cechą charakterystyczną każdego kondensatora jest jego pojemność . Mówi nam ona, jaki ładunek zostanie zgromadzony na kondensatorze przy określonym napięciu (różnicy potencjałów między okładkami ):
Jednostką pojemność jest farad, który oznaczamy jako F i definiujemy jako iloraz:
1 farad oznacza bardzo dużą pojemność, częściej więc używamy mniejszych jednostek, takich jak:
mikrofarad 1 muF = 10Indeks górny -6-6 F,
nanofarad 1 nF = 10Indeks górny -9-9 F,
pikofarad 1 pF = 10Indeks górny -12-12 F.
Aby zwiększyć pojemność kondensatora, można między jego okładkami umieścić dielektryk (np. ceramikę).
Pojemność kondensatora płaskiego o powierzchni okładek i odległości między nimi , możemy wyznaczyć na podstawie zależności:
gdzie:
– przenikalność elektryczna próżni ( = 8,85 · 10Indeks górny -12-12 F/m),
– przenikalność względna dielektryka, dla powietrza .
W elektrotechnice stosowane są różne kondensatory, np:
Kondensatory ceramiczne, w których rolę dielektryka pełni materiał ceramiczny. Główną zaletą tego typu kondensatorów jest ich niewielki rozmiar – kondensator ten jest płaski, więc daje możliwość umieszczenia go nawet w niewielkiej przestrzeni. Kondensator ten nie wymaga polaryzacji - oznacza to, że możliwy jest przepływ prądu przez kondensator w obu kierunkach, co pozwala na montaż w obwodach prądu przemiennegoprądu przemiennego (AC).
Kondensatory ceramiczne często wykorzystywane są w pracy z sygnałami o dużej częstotliwości.
Standardowa pojemność tego typu kondensatorów zawiera się w przedziale od 1 nF (10Indeks górny -9-9 F) do 10 muF (10Indeks górny -5-5 F), ale zdarzają się też kondensatory ceramiczne o pojemnościach 100 muF (10Indeks górny -4-4 F).
Kondensatory elektrolityczne, w których rolę jednej z elektrod pełni elektrolit, czyli substancja zdolna do przewodzenia prądu elektrycznego za pomocą ruchu jonów. Może mieć on formę cieczy lub ciała stałego. Projektując układ należy pamiętać, że ten typ kondensatorów wymaga polaryzacji. Nieprawidłowe podłączenie kondensator elektrolitycznego (zamiana biegunów) może grozić jego wybuchem.
Kondensatory elektrolityczne (Rys. 3.) zwykle mają pojemności z zakresu 10 muF (10Indeks górny -5-5 F) - 50 mF (5 · 10Indeks górny -2-2 F). Duża pojemność tego typu kondensatorów sprawia, że są one niezwykle często używane, np. w komputerach.
Superkondensatory to najnowocześniejszy rodzaj kondensatorów. Wykorzystują węgle aktywne, grafen lub węglowe aerożele. Bywają wykorzystywane jako alternatywa dla akumulatorów. Zaletą jest szybkie tempo ładowania i rozładowywania oraz duża pojemność, natomiast wadą jest duży koszt. Ten typ kondensatorów znajduje zastosowanie w komputerach czy UPS‑ach (urządzeniach podtrzymujących pracę w przypadkach nieciągłości w dostawie energii). Trwają prace nad zastosowaniem superkondensatorów m. in. w samochodach hybrydowychsamochodach hybrydowych.
Superkondensatory mogą uzyskiwać pojemności nawet do 12 000 F.
Kondensatory nastawne, czyli takie, których pojemność można płynnie zmieniać (Rys. 5.). Kondensator nastawny składa się z grupy nieruchomych, równoległych tarcz (statora) i drugiego układu ruchomych tarcz (rotora). Po przekręceniu rotora, talerze zazębiają się. W zależności od kąta obrotu zmienia się powierzchnia „zazębiających” się tarcz tworzących kondensator, a więc zmienia się też jego pojemność. Kondensatory te były często montowane w obwodach służących do strojenia odbiorników telewizyjnych i radiowych.
Kondensatory często są też elementami układów RLC (rezystor, cewka, kondensator). Układy te są wykorzystywane między innymi w falownikach rezonansowych, czyli służą do zamiany prądu stałegoprądu stałego na prąd zmienny (można je spotkać np. w tramwajach - w ładowarkach baterii pokładowych).
Na schematach elektrycznych kondensator zazwyczaj oznaczamy jako dwie pogrubione, równoległe kreski.
Słowniczek
(ang.: direct current) DC – prąd płynący w jednym kierunku, którego natężenie ma stałą wartość.
(ang.: alternating current) AC – prąd, dla którego natężenie prądu zmienia się w czasie w okresowy (powtarzalny) sposób, np. sinusoidalnie.
(ang.: hybrid car) samochód, który wykorzystuje więcej niż jeden rodzaj napędu, najczęściej jest to silnik spalinowy i silnik elektryczny.