Pri vysvetľovaní toho, čo je kondenzátor, musíme jasne pochopiť fyzikálny základ fungovania a dizajnu tohto nevyhnutného prvku každého viac či menej seriózneho elektronického zariadenia.
Kondenzátor je prvok elektrického obvodu pozostávajúci z dvoch vodivých dosiek, z ktorých každá obsahuje elektrický náboj opačného znamienka. Doštičky sú oddelené dielektrikom, ktoré im pomáha udržať si tento náboj.
V kondenzátoroch sa používa niekoľko typov izolačných materiálov vrátane keramiky, sľudy, tantalu a polystyrénu. Pri výrobe kondenzátorov sú tiež široko používané izolátory ako vzduch, papier a plast. Každý z týchto materiálov účinne zabraňuje tomu, aby sa dosky kondenzátora navzájom dotýkali.
Aká je kapacita kondenzátora?
Pojem „kapacita kondenzátora“charakterizuje jeho schopnosť akumulovať elektrický náboj. Jednotkou kapacity je Farad.
Ak si kondenzátor udrží náboj 1 prívesku s potenciálovým rozdielom medzi jeho doskami 1 V, potom má kapacitu jeden Farad. V skutočnosti je táto jednotka príliš veľká pre väčšinu praktických aplikácií. Typické hodnotykapacity pri použití kondenzátorov spadajú do rozsahov mifarad (10-3 F), mikrofarad (10-6 F) a pikofarad (10-12 F).
Čo sú to kondenzátory?
Pre pochopenie toho, čo je kondenzátor, je potrebné zvážiť hlavné typy tohto komponentu v závislosti od účelu, podmienok aplikácie a typu dielektrika.
Elektrolytické kondenzátory sa používajú v obvodoch, kde sa vyžaduje vysoká kapacita. Väčšina týchto prvkov je polárna. Bežnými materiálmi pre nich sú tantal alebo hliník. Hliníkové elektrolytické kondenzátory sú oveľa lacnejšie a majú širšie uplatnenie. Tantal má však výrazne vyššiu objemovú účinnosť a vynikajúci elektrický výkon.
Tantalové kondenzátory majú ako dielektrikum oxid tantalu. Vyznačujú sa vysokou spoľahlivosťou, dobrými frekvenčnými charakteristikami, širokým rozsahom prevádzkových teplôt. Široko sa používajú v elektronických zariadeniach, kde sa vyžaduje vysoká úroveň kapacity v malom balení. Vďaka svojim výhodám sa vyrábajú vo veľkých objemoch pre potreby elektronického priemyslu.
Nevýhody tantalových kondenzátorov zahŕňajú citlivosť na zvlnenie prúdu a prepätie, ako aj relatívne vysoké náklady na tieto produkty.
Výkonové kondenzátory sa zvyčajne používajú vo vysokonapäťových systémoch. Široko sa používajú na kompenzáciu strát v elektrických vedeniach, ako aj na zlepšenie účinníkapriemyselné elektroinštalácie. Vyrobené z vysoko kvalitnej metalizovanej propylénovej fólie so špeciálnou impregnáciou netoxickým izolačným olejom.
Môže mať samoopravnú funkciu pre vnútorné poškodenie, čo im dodáva dodatočnú spoľahlivosť a zvyšuje ich životnosť.
Keramické kondenzátory majú ako dielektrický materiál keramiku. Vyznačujú sa funkciou vysokého prevádzkového napätia, spoľahlivosťou, nízkymi stratami a nízkymi nákladmi.
Rozsah kapacít sa pohybuje od niekoľkých pikofaradov po približne 0,1 uF. V súčasnosti sú jedným z najpoužívanejších typov kondenzátorov používaných v elektronických zariadeniach.
Strieborné sľudové kondenzátory nahradili predtým rozšírené sľudové prvky. Vyznačuje sa vysokou stabilitou, utesneným krytom a veľkou kapacitou na jednotku objemu.
Rozsiahlemu použitiu strieborno-sľudových kondenzátorov bráni ich relatívne vysoká cena.
Papierové a kovovo-papierové kondenzátory majú dosky vyrobené z tenkej hliníkovej fólie a ako dielektrikum sa používa špeciálny papier impregnovaný pevným (roztaveným) alebo tekutým dielektrikom. Používajú sa v nízkofrekvenčných obvodoch rádiových zariadení pri vysokých prúdoch. Sú relatívne lacné.
Na čo je kondenzátor
Je ich niekoľkopríklady použitia kondenzátorov na rôzne účely. Najmä sú široko používané na ukladanie analógových signálov a digitálnych údajov. Variabilné kondenzátory sa používajú v telekomunikáciách na nastavenie frekvencie a ladenie telekomunikačných zariadení.
Typickým príkladom ich aplikácie je použitie v napájacích zdrojoch. Tam tieto prvky plnia funkciu vyhladzovania (filtrovania) usmerneného napätia na výstupe týchto zariadení. Môžu byť tiež použité v multiplikátoroch napätia na generovanie vysokého napätia mnohonásobku vstupného napätia. Kondenzátory sú široko používané v rôznych typoch meničov napätia, neprerušiteľných zdrojoch napájania pre počítačové vybavenie atď.
Pri vysvetľovaní toho, čo je kondenzátor, nemožno nepovedať, že tento prvok môže slúžiť aj ako vynikajúce úložisko elektrónov. V skutočnosti má však táto funkcia určité obmedzenia z dôvodu nedokonalosti izolačných charakteristík použitého dielektrika. Napriek tomu má kondenzátor po odpojení od nabíjacieho obvodu schopnosť akumulovať elektrickú energiu pomerne dlho, takže ho možno použiť ako dočasný zdroj energie.
Vďaka svojim jedinečným fyzikálnym vlastnostiam našli tieto prvky také rozšírené využitie v elektronickom a elektrotechnickom priemysle, že je dnes zriedkavé, že elektrický výrobok neobsahuje aspoň jeden takýto komponent na akýkoľvek účel.
Zhrnutím môžeme konštatovať, že kondenzátor jeneoceniteľná súčasť obrovského množstva elektronických a elektrických zariadení, bez ktorých by bol ďalší pokrok vo vede a technike nemysliteľný.
To je to, čo je kondenzátor!
