Kondensatoren

Wir bieten eine breite Palette von Kondensatoren für eine Vielzahl von Anwendungen an. Hier finden Sie einige Informationen über Kondensatortypen, ihre Funktionsweise, wie man sie auswählt und ihre Anwendungen.

Ein Kondensator ist ein Bauelement, das elektrische Energie in einem elektrischen Feld speichert, indem es elektrische Ladungen auf zwei Oberflächen sammelt, welche voneinander isoliert sind, sich aber in unmittelbarer Nähe zueinander befinden. Es handelt sich um ein passives elektronisches Bauelement mit zwei Anschlüssen.

Wie funktioniert ein Kondensator?

Die meisten Kondensatoren enthalten mindestens zwei elektrische Leiter, oft in Form von metallischen Platten oder Oberflächen, die durch ein dielektrisches Medium getrennt sind. Ein Leiter kann eine Folie, eine Dünnschicht, eine gesinterte Metallperle oder ein Elektrolyt sein. Das nichtleitende Dielektrikum dient dazu, die Ladekapazität des Kondensators zu erhöhen.

Wenn eine Spannung an die Anschlüsse eines Kondensators angelegt wird, wird ein elektrisches Feld über dem Dielektrikum erzeugt, was zu einer positiven Netto-Ladung auf einer Platte und einer negativen Netto-Ladung auf der anderen Platte führt. Durch das Dielektrikum fließt eigentlich kein Strom. Eine Ladung fließt jedoch durch die Quellenschaltung. Wenn der Zustand ausreichend lange aufrechterhalten wird, hört der Strom durch die Quellenschaltung auf. Liegt an den Leitungen des Kondensators eine sich zeitlich ändernde Spannung an, so erfährt die Quelle durch die Lade- und Entladezyklen des Kondensators einen Dauerstrom.

Kondensatortypen:

Keramikkondensatoren: Eine der gebräuchlichsten Formen ist der Keramikkondensator. Das bei diesem Kondensatortyp verwendete Material ist dielektrisch. Keramikkondensatoren sind unpolare Bauelemente.

Es gibt drei Gruppen von Keramikkondensatoren:

1. Bedrahtete Keramikscheibenkondensatoren
2. Keramik-Vielschichtkondensatoren zur Oberflächenmontage
3. Blanke unbedrahtete Mikrowellen-Keramikscheibenkondensatoren

Folienkondensatoren: Folienkondensatoren verwenden ein Polymerfolien-, Kunststofffolien- oder Foliendielektrikum. Folienkondensatoren haben den Vorteil, dass sie kostengünstig und unbegrenzt lagerfähig sind. Der allgemeine Spannungsbereich dieser Kondensatoren liegt zwischen 50 V und 2 kV.

Leistungs-Folienkondensatoren: Konstruktionstechniken und Materialien, die in Leistungs-Folienkondensatoren verwendet werden, ähneln denen von gewöhnlichen Folienkondensatoren. Polypropylenfolie wird als Dielektrikum verwendet.

Elektrolytkondensatoren: Bei einem Elektrolytkondensator ist eine metallische Anode mit einer als Dielektrikum dienenden oxidierten Schicht beschichtet. Diese Kondensatoren sind gepolt. Elektrolytkondensatoren werden nach ihrem Dielektrikum kategorisiert:

1. Aluminium-Elektrolytkondensatoren – Aluminiumoxid (Dielektrikum).
2. Tantal-Elektrolytkondensatoren – Tantalpentoxid (Dielektrikum).
3. Niob-Elektrolytkondensatoren – Niobpentoxid (Dielektrikum).

Papierkondensatoren verwenden Papier als dielektrisches Material. Die vom Papierkondensator gespeicherte elektrische Ladungsmenge ist feststehend. Er besteht aus zwei metallischen Platten und dem Papierdielektrikum, das zwischen diesen Platten angeordnet ist.

Wie wählt man einen Kondensator aus?

Bei der Auswahl eines Kondensatortyps sind diverse Faktoren zu berücksichtigen:

1. Größe – Größe sowohl in Bezug auf das physische Volumen als auch auf die Kapazität.
2. Maximale Spannung – Jeder Kondensator ist für eine maximale Spannung konzipiert, die an ihm abfallen kann.
3. Leckstrom – Kondensatoren sind nicht perfekt. Tendenziell verliert jeder Kondensator eine geringe Menge Strom durch das Dielektrikum zwischen den Anschlüssen. Ein Leck führt dazu, dass die im Kondensator gespeicherte Energie langsam, aber sicher abfließt.
4. Äquivalenter Serienwiderstand (ESR) – Die Anschlüsse eines Kondensators haben immer einen kleinen, aber messbaren Widerstand – normalerweise unter 0,01 Ω. Bei größeren Strömen führt dies zur Erzeugung von Wärme und einer Verlustleistung.
5. Toleranz – Zudem ist es nicht möglich, Kondensatoren mit einer exakten, präzisen Kapazität herzustellen. Jeder Kondensator wird für seine Nennkapazität ausgelegt. Je nach Typ kann der genaue Wert jedoch zwischen ±1 % und ±20 % des gewünschten Wertes variieren.

Anwendungen für Kondensatoren

1. Energiespeicher
2. Leistungskonditionierung
3. Gepulste Leistung
4. Leistungsfaktorkorrektur
5. Sensoren
6. Kopplung
7. Tuning
8. Entkopplung
9. Entstörung
10. Hoch- und Tiefpassfilter
11. Rauschfilter und Snubber