Kondenzátory - univerzální kapacitní prvky
Formy a konstrukce kondenzátorů jsou velmi rozmanité. Existuje mnoho typů těchto komponent, které se běžně používají v elektronice. Většina kondenzátorů obsahuje dva nebo více elektrických vodičů , často ve formě kovových desek nebo fólií oddělených dielektrikem. Nejčasnější formy kondenzátorů byly vyvinuty ve 40. letech 18. století, kdy evropští experimentátoři zjistili, že elektrický náboj lze skladovat ve skleněných nádobách naplněných vodou, které se staly známými jako sklenice Leiden.
Konstrukce a provoz kondenzátoru
Kondenzátor se skládá ze dvou vodičů oddělených nevodivým dielektrikem . Může to být vakuum nebo jakýkoli izolátor. Příklady dielektrik, která se používají v těchto prvcích, jsou sklo, vzduch, papír, plast, keramika atd. Podle Coulombova zákona působí náboj na jeden kryt sílu na nosiče náboje ve druhém krytu, přitahuje opačný náboj a odpuzuje dopravci se stejným poplatkem. Tímto způsobem bude na druhém krytu indukován opačný náboj. Vodiče proto udržují na svých površích náboje, které mají stejnou hodnotu a jsou opačné k označení. Přítomnost dielektrika brání toku náboje a udržuje elektrické pole.
Různé typy kondenzátorů
Komerčně je k dispozici mnoho různých typů kondenzátorů. Liší se typem dielektrika, strukturou krytů a typem pouzdra. Všechny tyto prvky ovlivňují vlastnosti prvku a rozsah jeho použití. Dostupné hodnoty se pohybují od velmi nízkých (v rozmezí jednotlivých pikofaradů) po superkondenzátory s kapacitou až asi 5 kF. Obvykle se nad 1 mikrofarad používá téměř výlučně elektrolytické kondenzátory kvůli jejich malým rozměrům a nízkým nákladům ve srovnání s jinými typy srovnatelné kapacity, pokud je kvůli jejich relativně nízké stabilitě, životnosti a polarizaci nevhodné pro použití.
Základní parametry kondenzátorů
Hlavním parametrem, který popisuje kondenzátor, je jeho kapacita . Je to hodnota vyjádřená ve faradech; udává, kolik elektrického náboje se vejde do daného prvku. Kapacita je vybrána pro konkrétní aplikaci daného kondenzátoru. Druhým parametrem je maximální provozní napětí. Každý kondenzátor, díky své struktuře založené na tenké vrstvě dielektrika mezi vodivými deskami, může pracovat pouze do povolené úrovně napětí. Při jeho překročení může dojít k poruše dielektrika a ke zkratu desek kondenzátoru. V daném maximálním systému by jmenovité napětí kondenzátoru nemělo být v žádném okamžiku nižší než napětí přítomné na jeho deskách, včetně přepětí a dokonce i jeho dočasného zvýšení.
Ukázkové aplikace
Dnes jsou kondenzátory široce používány v elektronických obvodech k blokování stejnosměrného proudu, což umožňuje tok střídavého proudu. V analogových obvodech jsou kondenzátory součástí filtrů, v rezonančních obvodech ladí obvody na konkrétní frekvence a v systémech přenosu elektřiny stabilizují napětí a tok energie. Vlastnost skladování energie v kondenzátorech byla také použita jako prvek dynamické paměti v časných počítačích.