Z Wikipédie

Kondenzátor je elektronická súčiastka, ktorej prevažujúca vlastnosť je jej elektrická kapacita.

V zásade sa vždy jedná o dve elektródy s vloženým dielektrikom, avšak v závislosti od detailov konštrukcie kondenzátora sa za rôznych podmienok prejavujú ich nežiadúce (parazitné) vlastnosti (napr. sériový odpor, zvod, indukčnosť, teplotné závislosti, zmeny vlastností v čase, nelinearita kapacity (závislosť od napätia) atď.). Kvôli tomuto sa vyrába množstvo rôznych typov kondenzátorov a je potrebné vždy vybrať vhodný typ podľa typu aplikácie (samozrejme s prihliadnutím aj na cenu a rozmery).

Obsah 1 Typy kondenzátorov (konštrukcia, vlastnosti, použitie) 1.1 Elektrolytické 1.1.1 Konštrukcia 1.1.2 Vlastnosti 1.1.3 Typické rozsahy hodnôt 1.1.4 Typické aplikácie 1.2 Tantalové 1.2.1 Vlastnosti 1.2.2 Typické rozsahy hodnôt 1.2.3 Typické aplikácie 1.3 Keramické 1.3.1 Konštrukcia 1.3.2 Vlastnosti 1.3.2.1 Nízke kapacity 1.3.2.2 Vysoké kapacity 1.3.3 Typické rozsahy hodnôt 1.3.3.1 Nízke kapacity 1.3.3.2 Vysoké kapacity 1.3.4 Typické aplikácie 1.3.4.1 Nízke kapacity 1.3.4.2 Vysoké kapacity 1.4 Fóliové 1.4.1 Konštrukcia 1.4.2 Vlastnosti 1.4.3 Typické rozsahy hodnôt 1.4.4 Typické aplikácie 1.5 Premenlivé 1.5.1 Mechanické 1.5.2 Varikapy 1.6 Modelovanie a simulácia 1.6.1 Reálny kondenzátor

[úprava] Typy kondenzátorov (konštrukcia, vlastnosti, použitie)

[úprava] Elektrolytické

[úprava] Konštrukcia

Medzi dve hliníkové fólie (elektródy) je vložený savý materiál (papier) napustený elektrolytom. Dielektrikom je zlúčenina hliníka ktorá vznikne na povrchu elektródy vplyvom elektrolytu. Celok je zrolovaný a vložený do valcového hliníkového puzdra s dvomi vývodmi (jeden vývod je pripojený priamo na puzdro).

[úprava] Vlastnosti

• pomerne vysoké kapacity
• potreba jednosmernej polarizácie (niektoré typy zvládnu malú striedavú záťaž)
• pomerne nízka cena
• pomerne vysoké zvodové prúdy
• pomerne veľké parazitné javy (sériový odpor a indukčnosť), dá sa znížiť zvláštnou konštrukciou (-> vyššia cena)(takýto druh sa označuje „low ESR“ (ESR=Equivalent Series Resistance) a používa sa v spínaných zdrojoch)
• tendencia vysychať po dlhšej prevádzke, tým stratiť kapacitu...

[úprava] Typické rozsahy hodnôt

• kapacity 1nF - 10000uF (s rastúcou kapacitou rastie rozmer)
• napätia 6V - 600V (špeciálne aj viac) (s rastúcim napätím rastie rozmer)
• teplotné rozsahy bežne do 85°C, drahšie do 105°C

[úprava] Typické aplikácie

• filtrovanie jednosmerného napájacieho napätia
• oddelenie jednosmernej zložky u NF obvodov
• male kapacity sa pouzivaju na odstranenie vysokych frekvencii

[úprava] Tantalové

Modifikácia elektrolytických kondenzátorov, dielektrikom je vrstva oxidu tantalu na tantalovej elektróde.

[úprava] Vlastnosti

• pomerne vysoké kapacity
• absolútna potreba jednosmernej polarizácie, neznášajú ani najmenšie prepólovanie a ani prepätia (explodujú)
• výrazne menšie (až zanedbateľne malé) zvodové prúdy
• vyššia cena než u elektrolytických

[úprava] Typické rozsahy hodnôt

• kapacity 1uF - 4700uF
• napätia 6V - 320V

[úprava] Typické aplikácie

• filtrovanie jednosmerného napájacieho napätia v miestach, kde je potrebný malý zvod (napr. batériou napájané prístroje)

[úprava] Keramické

[úprava] Konštrukcia

Tenký plát keramického dielektrika ja potiahnutý z dvoch strán kovovou vrstvou (elektródy). Celok je po pripevnení kontaktov zaliaty do izolačnej hmoty.

Používa sa široký rozsah keramických hmôt, v závislosti od nich sú aj ostatné vlastnosti. Vo všeobecnosti sa jedná o hmoty s vysokou permitivitou pre kondenzátory s väčšími kapacitami, ktoré sú však silne nelineárne a hodia sa len pre filtračné účely; alebo naopak ide o keramiku s nízkou permitivitou ale dobrými elektrickými vlastnosťami.

[úprava] Vlastnosti

• bipolárne
• malé rozmery
• lacné
• malé (zanedbateľné) zvodové prúdy

[úprava] Nízke kapacity

• dobrá linearita
• malé parazitné javy (vhodné aj pre vysoké frekvencie)

[úprava] Vysoké kapacity

• silne nelineárne
• veľká tepelná závislosť
• vhodné len pre filtrovanie jednosmerného napájania

[úprava] Typické rozsahy hodnôt

• napätia 10V - 600V

[úprava] Nízke kapacity

• kapacity 1pF - 1nF

[úprava] Vysoké kapacity

• kapacity 1nF - 100nF

[úprava] Typické aplikácie

[úprava] Nízke kapacity

• vysokofrekvenčné obvody
• RC siete v NF obvodoch
• filtrovanie VF zložiek signálov a napájacích napätí

[úprava] Vysoké kapacity

• filtrovanie jednosmerného napájacieho napätia

[úprava] Fóliové

[úprava] Konštrukcia

Dielektrikom - fólia z vhodného plastu je umiestnená medzi dvomi kovovými fóliami - elektródami - a zvinutá do tvaru valca.

[úprava] Vlastnosti

• dobrá linearita
• dobrá tepelná (ne)závislosť
• dobrá časová stabilita
• vyššie parazitné vlastnosti (indukčnosť)
• dobré vysokonapäťové vlastnosti
• väčšie rozmery
• vyššia cena

[úprava] Typické rozsahy hodnôt

• 100pF - 1uF
• 10V - 1000V

[úprava] Typické aplikácie

• precízne NF filtre
• oddelenie jednosmernej zložky v NF obvodoch

[úprava] Premenlivé

[úprava] Mechanické

Kapacita sa dá meniť obvykle otáčaním. Konštrukciou sú to dve elektródy prípadne sústava elektród v polkruhovom tvare, ktoré sa otáčaním pohyblivej časti zasúvajú medzi seba, zväčšujú tak plochu a tým kapacitu. Delia sa na

• vzduchové
• s dielektrikom

Typicky sa jedná o ladenie v rozsahu jednotiek či desiatok pF. Typické použitie je v ladených obvodoch rádiových prijímačov.

[úprava] Varikapy

Sú to v podstate diódy, ktoré sa používajú v závernom smere. V závernom smere sa totiž dióda správa ako kondenzátor. Kapacita sa ladí potom napätím. Čím väčšie napätie, tým menšia kapacita.

Kapacita sa dá zhruba vyjadriť:

kde k je koeficient, čo závisí od konštrukcie diódy (pri obyčajných diódach menší ako pri varikapoch).

[úprava] Modelovanie a simulácia

[úprava] Reálny kondenzátor

Reálny kondenzátor sa dá vyjadriť modelom ako na obrázku. Okrem kapacity, má ešte zvod (R_leakage), sériový odpor (R_ERS ) a sériovú indukčnosť (L_ESL).