Was sind Kondensatoren?

Kondensatoren sind in vielen elektronischen Geräten wichtig, insbesondere in solchen mit integrierten Schaltkreisen. Sie werden auf vielfältige Weise verwendet, von der Speicherung von Energie bis zur Entkopplung der Schaltung von Spannungswelligkeiten, die andernfalls zu Schäden an empfindlichen ICs führen könnten.

Je nach Anwendung stehen verschiedene Arten von Kondensatoren zur Verfügung, um Ihren Anforderungen gerecht zu werden. Sie bestehen aus unterschiedlichen Materialien und sind für unterschiedliche Spannungen ausgelegt. Sie können parallel zu einem Stromkreis eingebaut oder in Reihe geschaltet werden.

Es gibt viele verschiedene Arten von Kondensatoren, einschließlich Keramik und Polymer. Einige sind auf eine Leiterplatte gelötet, während andere oberflächenmontiert sind. Sie sind auch in einer Reihe von Formen und Größen erhältlich, wobei mehrere Typen für unterschiedliche Anwendungen erhältlich sind.

Ein Kondensator besteht aus zwei Metallplatten, die durch ein dielektrisches Material getrennt sind. Sie sind voneinander isoliert, und wenn ein elektrischer Strom über sie fließt, verändert er die Ladung auf einer Platte des Kondensators. Der Effekt ähnelt dem, wenn Wasser die Lage einer Gummimembran verändert, wenn es hindurchfließt.

Die in einem Kondensator gespeicherte Energiemenge entspricht der Anzahl der Elektronen auf jeder Platte. Die Ladung auf jeder Platte nimmt zu, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt, und ab, wenn der Strom unterbrochen wird. Die potentielle Energie wird dann im elektrischen Feld zwischen den beiden Platten des Kondensators gehalten. Diese Energie wird dann freigesetzt, wenn der Strom entfernt wird, ähnlich wie ein Wasserturm den Wasserdruck freisetzt, wenn ihm die Wasserversorgung ausgeht.

Sie sind in verschiedenen Stilen erhältlich, wobei einige in einem Stapel aus mehreren Platten und Scheiben angeordnet sind. Diese werden oft als "Stapelkondensatoren" bezeichnet und sind für kleine Kapazitätswerte (Mikrofarad und weniger) ausgelegt, während Kondensatoren mit größeren Werten entweder eine oder mehrere Platten haben können.

Einige sind zu Röhren aufgerollt, während andere flach oder quadratisch sind. Sie bestehen normalerweise entweder aus einer Metallfolie oder einer Schicht aus Metallfilm auf der Oberfläche eines dielektrischen Materials wie Mylar.

Kondensatoren können nicht nur Energie speichern und abgeben, sondern sind auch in Stromversorgungen sehr nützlich. Sie werden normalerweise parallel zu einem Stromkreis geschaltet, um Stromschwankungen von der primären Stromquelle abzuleiten, damit sie die Signal- und Steuerschaltung eines elektronischen Geräts nicht stören.

Ein Kondensator kann auch verwendet werden, um den Ausgang einer Gleichstromquelle zu glätten, wie z. B. eines Diodengleichrichters. Dies gilt insbesondere für Auto-Audiosysteme, bei denen ein Kondensator die Induktivität der Leitungen kompensiert, die mit einer Blei-Säure-Batterie verbunden sind.

Sie werden auch zur Speicherung von Strom in Elektroautos verwendet. Der gespeicherte Strom wird dann verwendet, um die Leistung des Motors und anderer Funktionen zu steigern.

Im Gegensatz zu Batterien werden Kondensatoren nicht leicht durch Hochspannungsbelastungen beschädigt. Es ist jedoch wichtig, einen Kondensator zu wählen, der die für die Schaltung erforderliche maximale Spannung verarbeiten kann. Der Kondensator muss auch für die Betriebstemperatur der Schaltung ausgelegt sein.