Om uit te leggen wat een condensator is, moeten we de fysieke basis van de werking en het ontwerp van dit onmisbare element van elk min of meer serieus elektronisch apparaat duidelijk begrijpen.
Een condensator is een element van een elektrisch circuit dat bestaat uit twee geleidende platen, die elk een elektrische lading van het tegenovergestelde teken bevatten. De platen worden gescheiden door een diëlektricum, waardoor ze deze lading behouden.
Er zijn verschillende soorten isolatiematerialen die worden gebruikt in condensatoren, waaronder keramiek, mica, tantaal en polystyreen. Isolatoren zoals lucht, papier en plastic worden ook veel gebruikt bij de vervaardiging van condensatoren. Elk van deze materialen voorkomt effectief dat de condensatorplaten elkaar raken.
Wat is de capaciteit van een condensator?
Het concept van "condensatorcapaciteit" kenmerkt zijn vermogen om een elektrische lading te accumuleren. De eenheid van capaciteit is Farad.
Als een condensator een lading van 1 hanger behoudt met een potentiaalverschil tussen de platen van 1 Volt, dan heeft deze een capaciteit van één Farad. In werkelijkheid is deze unit te groot voor de meeste praktische toepassingen. Typische waardencapaciteiten bij gebruik van condensatoren vallen in het bereik van mifarad (10-3 F), microfarad (10-6 F) en picofarad (10-12 F).
Wat zijn condensatoren?
Om te begrijpen wat een condensator is, is het noodzakelijk om de belangrijkste typen van dit onderdeel in overweging te nemen, afhankelijk van het doel, de toepassingsomstandigheden en het type diëlektricum.
Elektrolytische condensatoren worden gebruikt in circuits waar een hoge capaciteit vereist is. De meeste van deze elementen zijn polair. Gebruikelijke materialen voor hen zijn tantaal of aluminium. Aluminium elektrolytische condensatoren zijn veel goedkoper en hebben een bredere toepassing. Tantaal heeft echter een aanzienlijk hogere volumetrische efficiëntie en superieure elektrische prestaties.
Tantaliumcondensatoren hebben tantaaloxide als diëlektricum. Ze onderscheiden zich door een hoge betrouwbaarheid, goede frequentiekarakteristieken en een breed bedrijfstemperatuurbereik. Ze worden veel gebruikt in elektronische apparatuur waar een hoge capaciteit vereist is in een klein pakket. Vanwege hun voordelen worden ze in grote volumes geproduceerd voor de behoeften van de elektronica-industrie.
De nadelen van tantaalcondensatoren zijn onder meer de gevoeligheid voor stroomrimpeling en overspanning, evenals de relatief hoge kosten van deze producten.
Voedingscondensatoren worden meestal gebruikt in hoogspanningssystemen. Ze worden veel gebruikt om verliezen in hoogspanningsleidingen te compenseren en om de arbeidsfactor inindustriële elektrische installaties. Vervaardigd uit hoogwaardige gemetalliseerde propyleenfilm met een speciale impregnering met niet-giftige isolatieolie.
Kan een zelfherstellende functie hebben voor interne schade, waardoor ze extra betrouwbaar zijn en hun levensduur verlengen.
Keramische condensatoren hebben keramiek als diëlektrisch materiaal. Ze hebben een hoge bedrijfsspanning, betrouwbaarheid, lage verliezen en lage kosten.
Het bereik van capaciteiten varieert van enkele picofarads tot ongeveer 0,1 uF. Ze zijn momenteel een van de meest gebruikte typen condensatoren die worden gebruikt in elektronische apparatuur.
Zilveren mica-condensatoren hebben de voorheen wijdverbreide mica-elementen vervangen. Voorzien van hoge stabiliteit, afgedichte behuizing en grote capaciteit per volume-eenheid.
Breed gebruik van zilver-mica-condensatoren wordt belemmerd door hun relatief hoge kosten.
Papier- en metaalpapiercondensatoren hebben platen van dunne aluminiumfolie en speciaal papier geïmpregneerd met een vast (gesmolten) of vloeibaar diëlektricum wordt als diëlektricum gebruikt. Ze worden gebruikt in laagfrequente circuits van radioapparaten met hoge stromen. Ze zijn relatief goedkoop.
Waarvoor is een condensator
Er zijn een aantalvoorbeelden van het gebruik van condensatoren voor een breed scala aan doeleinden. Ze worden met name veel gebruikt voor het opslaan van analoge signalen en digitale gegevens. Variabele condensatoren worden gebruikt in telecommunicatie om de frequentie aan te passen en telecommunicatieapparatuur af te stemmen.
Een typisch voorbeeld van hun toepassing is het gebruik in voedingen. Daar vervullen deze elementen de functie van het afvlakken (filteren) van de gelijkgerichte spanning aan de uitgang van deze apparaten. Ze kunnen ook worden gebruikt in spanningsvermenigvuldigers om hoge spanningen te genereren die vele malen groter zijn dan de ingangsspanning. Condensatoren worden veel gebruikt in verschillende soorten spanningsomvormers, ononderbroken voedingen voor computerapparatuur, enz.
Om uit te leggen wat een condensator is, kan men niet anders dan zeggen dat dit element ook kan dienen als een uitstekende opslag van elektronen. In werkelijkheid heeft deze functie echter bepaalde beperkingen vanwege de imperfectie van de isolerende eigenschappen van het gebruikte diëlektricum. Desalniettemin heeft de condensator het vermogen om elektrische energie vrij lang op te slaan wanneer hij is losgekoppeld van het laadcircuit, zodat hij kan worden gebruikt als tijdelijke stroombron.
Vanwege hun unieke fysieke eigenschappen worden deze elementen zo wijdverbreid gebruikt in de elektronica- en elektrische industrie dat het tegenwoordig zeldzaam is dat een elektrisch product niet ten minste één zo'n onderdeel voor welk doel dan ook bevat.
Samenvattend kunnen we stellen dat de condensator iseen onschatbaar onderdeel van een enorme verscheidenheid aan elektronische en elektrische apparaten, zonder welke verdere vooruitgang in wetenschap en technologie ondenkbaar zou zijn.
Dat is wat een condensator is!
