Kondenzátory - Univerzální kapacitní prvky
Formy a konstrukce kondenzátorů se velmi liší. Existuje mnoho typů těchto součástek, které se běžně používají v elektronice. Většina kondenzátorů obsahuje alespoň dva elektrické vodiče , často ve formě kovových desek nebo fólií oddělených od sebe dielektrikem. Nejstarší formy kondenzátorů vznikly ve 40. letech 18. století, kdy evropští experimentátoři zjistili, že elektrický náboj lze ukládat do skleněných nádob naplněných vodou, které se staly známými jako Leydenské nádoby.
Konstrukce a princip činnosti kondenzátoru
Kondenzátor se skládá ze dvou vodičů oddělených nevodivým dielektrikem . Může to být vakuum nebo jakýkoli izolátor. Příklady dielektrik používaných v těchto prvcích jsou sklo, vzduch, papír, plast, keramika atd. Podle Coulombova zákona působí náboj na jedné desce silou na nosiče náboje na druhé desce, přitahuje opačný náboj a odpuzuje nosiče s stejný poplatek. Tímto způsobem se na druhé desce indukuje opačný náboj. Vodiče si proto na svých površích udržují náboje stejné a opačné velikosti. Přítomnost dielektrika zabraňuje toku náboje a udržuje elektrické pole.
Různé typy kondenzátorů
Mnoho různých typů kondenzátorů je komerčně dostupných. Liší se typem dielektrika, konstrukcí krytu a typem pouzdra. Všechny tyto prvky ovlivňují vlastnosti prvku a rozsah jeho použití. Dostupné hodnoty se pohybují od velmi nízkých (v rozsahu jednoho pikofaradu) až po superkondenzátory s kapacitami do asi 5 kF. Typicky se nad asi 1 mikrofarad téměř výhradně používají elektrolytické kondenzátory kvůli jejich malé velikosti a nízké ceně ve srovnání s jinými typy srovnatelné kapacity, pokud je jejich relativně špatná stabilita, životnost a výskyt polarizace nečiní nevhodnými pro danou aplikaci.
Základní parametry kondenzátorů
Základním parametrem, který popisuje kondenzátor, je jeho kapacita . Toto je hodnota vyjádřená ve farade; říká nám, kolik elektrického náboje se vejde do daného prvku. Kapacita se volí pro konkrétní aplikaci daného kondenzátoru. Druhým parametrem je maximální provozní napětí. Každý kondenzátor může díky své struktuře založené na tenké dielektrické vrstvě mezi vodivými deskami pracovat pouze do přípustné úrovně napětí. Při jejím překročení může dojít k porušení dielektrika a ke zkratu desek kondenzátoru. V daném systému by maximální jmenovité napětí kondenzátoru nemělo být nižší než napětí vyskytující se na jeho deskách kdykoli, včetně přepětí a dokonce i momentálního zvýšení napětí.
Ukázkové aplikace
Dnes jsou kondenzátory široce používány v elektronických obvodech k blokování stejnosměrného proudu, což umožňuje proudění střídavého proudu. V analogových systémech jsou kondenzátory součástí filtrů, v rezonančních obvodech ladí systémy na konkrétní frekvence a v systémech přenosu elektrické energie stabilizují tok napětí a výkonu. Vlastnost akumulace energie kondenzátorů byla také používána jako dynamický paměťový prvek v raných počítačích.
