Die Vor- und Nachteile von Kondensatoren

Kondensatoren werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, einschließlich elektrischer Energieverteilung und Elektronik. Ihre Hauptfunktion besteht darin, Energie zu speichern, bis sie auf nützliche Weise freigesetzt werden kann, z. B. durch Stromerzeugung oder Speicherung eines Blitzes in einer Digitalkamera.

Der Kondensator ist eine passive Schaltungskomponente, die im Wesentlichen elektrische Energie in Form eines elektrostatischen Feldes speichert, das eine Potentialdifferenz zwischen zwei leitenden Platten ist. Es ist eines der wichtigsten Bauelemente der Elektrotechnik und in vielen elektronischen Geräten zu finden.

Sie werden auch in vielen wissenschaftlichen Experimenten verwendet. Beispielsweise können Wissenschaftler mit einem Kondensator ihre Fähigkeit testen, ein elektromagnetisches Feld im Vakuum zu erzeugen.

Kondensatoren bestehen aus Metallblechen, die durch ein isolierendes dielektrisches Material getrennt sind. Sie sind auch in einer Vielzahl von Formen, Größen und Materialien erhältlich.

Es gibt eine Reihe verschiedener Arten von Kondensatoren, die jeweils für einen bestimmten Zweck entwickelt wurden. Einige davon umfassen mehrschichtige Keramik, röhrenförmige Keramik, mehrschichtige Polyesterfolie, Polystyrol und Aluminiumelektrolyt.

Der Spannungspegel ist ein kritischer Teil des Kondensatorbetriebs, da er die Ladungsmenge bestimmt, die im Gerät gespeichert werden kann. Es ist auch dafür verantwortlich, die Strommenge zu bestimmen, die durch den Kondensator geleitet werden kann, sowie sicherzustellen, dass die Anschlüsse vollständig leitend sind.

Die Spannung ist ein Maß dafür, wie viel Ladung in einem Kondensator gespeichert werden kann, ohne ihn zu beschädigen. Aus diesem Grund ist es so wichtig, einen Kondensator zu wählen, der die benötigte Kapazität und auch eine Nennspannung hat, die zu Ihrer Anwendung passt.

Im Vergleich zu Batterien sind Kondensatoren sehr effizient beim Speichern von Ladung. Sie können sehr schnell aufgeladen werden und geben dann all diese Energie sehr schnell ab, wie wenn Sie den Knopf einer Digitalkamera drücken, um ein Bild aufzunehmen.

Es gibt jedoch einige Nachteile bei der Verwendung von Kondensatoren in Ihren Schaltungen:

Kondensatorleckage

Das Dielektrikum jedes Kondensators ist nicht perfekt und es wird eine winzige Menge Strom von einem Anschluss zum anderen fließen. Dieser winzige Stromverlust (normalerweise weniger als ein Nanoampere) wird Leckage genannt und bewirkt, dass die Energie abfließt.

Der äquivalente Serienwiderstand oder kurz ESR ist eine kleine Menge leitfähigen Materials an den Kondensatoranschlüssen, das dem Strom tatsächlich widerstehen kann. Dieser Widerstand ist ein großes Problem, wenn Sie viel Strom durch Ihren Kondensator verbrauchen.

Diese Arten von Leckagen können zu großen Wärme- und Energieverlusten führen, daher ist es sehr wichtig, dass Sie einen Kondensator mit der größtmöglichen Toleranz für Ihre Anwendung wählen.

Kondensatoren können auch gefährlich sein, wenn sie in Parallel-Reihen-Schaltungen verwendet werden, da sie in sehr kurzer Zeit eine große Energiemenge speichern können, was bedeutet, dass die Spannung zwischen den einzelnen Kondensatoren sehr schnell ansteigt. Aus diesem Grund werden Kondensatoren normalerweise nicht parallel, sondern in Reihe geschaltet.

Diese Beziehung zwischen der Kapazität eines Kondensators und seinem Spannungspegel ist ein grundlegender Aspekt der Elektrotechnik. Es kann ein bisschen einschüchternd sein, mit ihnen zu experimentieren, aber sobald Sie wissen, was Sie erwartet, ist es nicht so schwer zu verstehen, wie sie funktionieren!