Kondenzátor

Je základní elektronický prvek, který ukládá energii v obvodu a pak ji zase uvolňuje když je potřeba.

Základní vlastnosti

Kapacita

Základní vlastností kondenzátoru je kapacita, která se udává ve faradech (F). Kondenzátor v obvodu značíme písmenem C. Stejně tak značíme i kapacitu ve vzorcích.

Maximální napětí

Hlavně u elektrolytických (ale i u jiných) kondenzátorů se můžeme setkat s popiskem, který údává maximální napětí, které můžeme na vývody kondenzátoru připojit. Toto napětí je dáno tím, že dielektrikum (izolant) má vlastnost, které se říká průrazné napětí.

Co je to průrazné napětí?

Je to maximální napětí, které může kondenzátor vydržet, aniž by došlo k porušení kondenzátoru nebo k propálení dielektrika (izolantu uvnitř kondenzátoru). Zjednodušeně je to napětí, které když překročíme, materiál se mechanicky "propálí" a už neizoluje.

Z čeho že se ten kondenzátor vlastně skládá?

Kondenzátor se skládá ze dvou elektrod (vodivých ploch), mezi kterými je dielektrikum (izolant). Čím větší je plocha, nebo menší vzdálenost mezi deskami a čím větší má izolant relativní permitivitu (to je vlastnost dielektika), tím větší má kondenzátor kapacitu.

Typy kondenzátorů

Vyrábí se několik typů kondenzátorů, protože každý typ má trochu jiné využití.

Zde je uvedeno pár nejpoužívanějších typů pro různé typy pájení:

THT

Klasické kondenzátory, se kterými se na mladších setkáváme, o jejich pájení se více dozvíte v kategorii pájení

Keramické kondenzátory

U těchto kondenzátorů je dielektrikem keramika. Ve většině případů mají nízkou hodnotu - řádově pF až nF a většinou mají vyšší průrazné napětí (stovky až tisíce voltů)

Svitkové kondenzátory

Tyto kondenzátory se skládájí, jak už název napovídá, ze svitku fólie nebo papíru a kovu jako je hliník nebo měď. Většinou nemají moc vysoké maximální napětí, protože fólie nebo papír "se lehce propálí" vyšším napětím. Řádově se jejich kapacita pohybuje v nF až uF.

Elektrolytické kondenzátory

Tyto kondenzátory jsou speciální v tom, že jedna z elektrod je tvořena elektrolytem (vodivou kapalinou). Dielektrikum je tenká vrstva korundu, který vzniká na hliníkovém plíšku. Řádově se kapacita takovýchto kondenzátorů pohybuje od uF do mF.

Na kondenzátoru je označená polarita pomocí proužku, který označuje + nebo -

Pozor na přepólování!

Elektrolytické kondenzátory na sobě mají označenou polaritu, pokud je přepólujete, v lepším případě se objeví "magický kouř", který pochází z vařícího se elktrolytu, v horším případě kondenzátor EXPLODUJE!!!

Nastavitelné kondenzátory

V některých aplikacích je potřeba kapacitu nastavit - to se používá například v obvodech, kde se ladí frekvence (bezdrátový mikrofon - šteníce). Tyto kondenzátory fungují nejčastěji tak, že se otáčí s jednou z vodivých ploch, takže se mění plocha překrytí, tím se mění kapacita.

SMD

S SMD kondenzátory se můžete setkat spíše na starších, když budete chtít nějaký projekt minimalizovat. SMD kondenzátory jsou většinou keramické, ale vyrábějí se i elektrolytické či tantalové.

Hodnota kapacity kondenzátoru

Zjistit hodnotu kondenzátoru můžeme několika způsoby:

Změřením specializovaným multimetrem

Existují některé multimetry (nebývá to u všech), které umí měřit hodnotu kondenzátoru, na multimetru nastavíme měření kondenzátoru a přiložíme sondy multimetru na vývody kondenzátoru.

Číselné označení kondenzátorů

Na většině keramických THT kondenzátorů se objevuje takzvaný číselný kód. Používá se, protože SMD součástky jsou podstatně menší než THT součástky, takže by se špatně četly nějaké barevné proužky, nebo písmenka. První 2 čísla udávají hodnotu, ke které se přidá počet nul 3. čísla a výsledek výjde v pF.

Kód 473 je tedy 47 * 1000 (3 nuly) pF neboli 47 nF.

Text s hodnotou

Na některých kondenzátorech se objevuje i přímo nápis hodnoty například 47 uF znamená 47 mikrofaradů, neboli 47 * 10^-6 F.

Jak se počítá kapacita?

Pro vypočítání kapacity se používá tento vzorec: $C = \varepsilon_0 \cdot \varepsilon_r \cdot \frac{S}{d}$

V tomto vzorcí se objevuje několik proměnných.

$C$ je kapacita

$\epsilon_0$ (epsilon 0) je permitivita vakua - to je konstanta, která je daná a s ní nic nenaděláme.

$\epsilon_r$ je relativní permitivita materiálu dielektrika, kterou se můžeme dozvědět z tabulek, vzduch má například hodnotu 1.

$S$ je plocha překrývajících se desek kondenzátoru.

$d$ je vzdálenost mezi deskami.

Jak již bylo vysvětleno, pokud chceme co největší kapacitu, musíme mít co největší plochu desek, co nejmenší vzdálenost desek a co nejlepší materiál.

Jak to tedy funguje u elektrolytického kondenzátoru?

Elektrolytický kondenzátor má relativně velkou plochu - vevnitř je smotaná celkem velká plocha hliníkového plíšku, má i dobré dielektrikum - korund, kterým je pokrytý hliníkový plíšek, má relativní permitivitu 10. Největší výhodou je ale vzdálenost elektrod. V elektrolytickem kondenzátoru je totiž jednou elektrodou již zmíněný hliníkový plíšek a druhou se samotný elektolyt. Co je tady teda dielektrikum? Izolantem je malá vrstvička korundu na tom plíšku, která je velice tenká. Díky tomu je dosaženo velice nízké vzdálenosti 2 elektrod kondenzátoru.