Kondenzátory

Kondenzátor je lineární, pasivní, frekvenčně závislá elektronická součástka. Skládá se ze dvou kovových elektrod, které se překrývají na povrchu S a mezi nimiž je dielektrikum o tloušťce d.

Základní vlastností kondenzátoru je kapacita C (F) – schopnost kondenzátoru akumulovat elektrický náboj nebo napětí.

Kapacitu takového kondenzátoru vypočítáme ze vztahu:

εr – relativní permitivita

εo – permitivita vakua

Charakteristické vlastnosti kondenzátorů:

•  jmenovitá kapacita – je předpokládaná kapacita vyznačená výrobcem na kondenzátoru. Skutečná hodnota se liší od jmenovité hodnoty v rozmezí tolerance stanovené výrobcem .
• jmenovité napětí – je napětí, pro které je kondenzátor určen. Při překročení tohoto napětí dochází ke zvýšené tvorbě tepla a plynu a může dojít ke zničení kondenzátoru.
• izolační odpor – je odpor mezi elektrodami měřený stejnosměrným proudem při teplotě 20oC. Je tvořena odporem dielektrika a izolace, která obklopuje elektrody. Jeho hodnota je 109 Ω. U elektrolytických se neuvádí.
• ztrátový faktor tgδ – charakterizuje energetické ztráty v kondenzátoru , které jsou způsobeny ztrátami v dielektriku a únikem mezi elektrodami. Jednotlivé typy kondenzátorů naleznete v katalogu .
• kondenzátor nepropouští stejnosměrný proud, ale propouští střídavý proud.

•  když je kondenzátor připojen ke stejnosměrnému napětí, nabíjí se podle nabíjecí křivky.

Klasifikace kondenzátorů podle konstrukce:

a) Pevné

•  s papírovým dielektrikem  – elektrody jsou vyrobeny z hliníkové fólie, mezi nimiž je speciální kondenzátorový papír, celek je svinut do svitku a uzavřen v plastovém nebo kovovém pouzdře, nazývaném také cívka.
• z metalizovaného papíru – dielektrikem těchto kondenzátorů je papír. Elektrody nejsou tvořeny kovovou fólií, ale vrstvou kovu (hliník, zinek) odpařenou ve vakuu na lakovaném kondenzátorovém papíru. Natíraný papír se sroluje do svitku a uzavře do kovového pouzdra.
• s plastovou fólií – dielektrikem těchto kondenzátorů je plastová fólie (polystyren, polyester, teflon atd.). Elektrody jsou tvořeny kovovými fóliemi (fóliové provedení) nebo jsou přímo připájeny k dielektriku (pokovené provedení). Tyto kondenzátory se vyrábějí ve svitkovém provedení.
• se slídovým dielektrikem – dielektrikum těchto kondenzátorů je tvořeno tenkými plátky slídy. Elektrody jsou kovové fólie nebo vrstvy kovu nanesené přímo na dielektrikum. Po montáži jsou impregnovány a zapouzdřeny. Nyní jsou nahrazovány kondenzátory s plastovými nebo keramickými dielektriky.
• s keramickým dielektrikem – dielektrikum těchto kondenzátorů je tvořeno keramickou hmotou, na níž jsou naneseny elektrody v podobě kovových suspenzí. Jsou k dispozici v trubkovém, diskovém nebo plochém obdélníkovém provedení. Kromě jednovrstvých kondenzátorů s oboustrannými elektrodami se vyrábějí také monolitické kondenzátory určené pro hybridní integrované obvody.
• elektrolytické – jako dielektrikum se používá tenká vrstva oxidu kovu, která je vytvořena na jedné elektrodě – anodě kondenzátoru. Druhou elektrodou – katodou je elektrolyt. Dielektrikum vzniká elektrochemickou oxidací hliníku nebo tantalu. Vrstva oxidu kovu vede elektrický proud pouze jedním směrem, tj. má usměrňovací účinek. U těchto kondenzátorů je proto nutné dodržovat polaritu. Anoda je vyrobena z hliníku nebo tantalu. Elektrolytem v hliníkových kondenzátorech je roztok ethylenglykolu, amoniaku a kyseliny borité; kromě kapalného stavu se používá také papírová vložka napuštěná tímto elektrolytem. U tantalových kondenzátorů se jako kapalný elektrolyt používá kyselina sírová nebo pevný oxid manganičitý. Hliníkové elektrolytické kondenzátory se nejčastěji vyrábějí v provedení s polosuchou cívkou. Tantalové elektrolytické kondenzátory se vyrábějí s kapalným nebo pevným elektrolytem.

(b) proměnná kapacita

•  jsou tvořeny systémem pevných statorových a pohyblivých motorových elektrod, které jsou vloženy mezi sebe, přičemž překrytím elektrod se zvyšuje kapacita. Kapacita takového kondenzátoru je dána vztahem :

n – počet elektrod kondenzátoru

Dělíme je na:

• otočné (ladicí) – umožňují plynulou změnu kapacity, dielektrikem je obvykle vzduch nebo plastová fólie,
• kapacitní trimry (ladicí) – umožňují jednorázové počáteční nastavení kapacity, jako dielektrika se používají vzduch, keramika, sklo, polystyren…