Vyznačují schopností shromažďovat v sobě elektrický náboj. Jejich hlavní vlastností je kapacita, jejíž základní jednotkou je F (farad).
Dalšími používanými jednotkami jsou pF (10-12), nF (10-9), µF (10-6) a mF (10-3). Velmi důležitou vlastností je maximální provozní napětí, které se udává ve V (voltech). Při překročení maximálního napětí hrozí zničení (proražení) kondenzátoru.
Ve schématech se kondenzátory označují písmenem C a číslem, určujícím jejich pořadí (např. C1).
Příklad značení hodnot kondenzátorů | |||
Značení | Hodnota | To je Faradů | |
220m | 220 mF | 2,2 x 10-1 | 0,22 |
22m | 22 mF | 2,2 x 10-2 | 0,022 |
2m2 | 2,2 mF | 2,2 x 10-3 | 0,0022 |
330μ | 330 μF | 3,3 x 10-4 | 0,00033 |
33μ | 33 μF | 3,3 x 10-5 | 0,000033 |
3μ3 | 3,3 μF | 3,3 x 10-6 | 0,0000033 |
470n | 470 nF | 4,7 x 10-7 | 0,00000047 |
47n | 47 nF | 4,7 x 10-8 | 0,000000047 |
4n7 | 4,7 nF | 4,7 x 10-9 | 0,0000000047 |
680p | 680 pF | 6,8 x 10-10 | 0,00000000068 |
Ve shématech se často používá u (písmeno u) místo μ (řecké písmeno mí).
Jmenovitá hodnota a tolerance
Stejně jako rezistory se i kondenzátory vyrábí v řadách jmenovitých hodnot, kterým odpovídá určitá tolerance. Podrobnosti lze nalézt v katalogu součástek.
Rozdělení kondenzátorů podle dielektrika | |||||
označení | dielektrikum | kapacita | použití | příklad | poznámka |
vzduchové | vzduch | pF | ladící a dolaďovací | CKT 3-33PF | málo používané |
svitkové | plastová folie | pF až µF | střední frekvence | parazitní indukčnost | |
slídové | slída | pF až nF | kapacitní normály | zastaralá technologie | |
keramické | keramika | pF až μF | vysoké frekvence | CKS 68P/50 | různý teplotní součinitel |
foliové | plastová folie | nF až µF | střední frekvence | CF1-10N/K | obecné použití |
elektrolytické | oxid hliníku | µF až F | nízké frekvence | E22M/16V | polarizované |
Vzduchové kondenzátory
Skládají se z pevné části (stator) a otočné časti (rotor), mezi kterými je vzduchová mezera tvořící dielektrikum. Podle natočení rotoru se mění plocha překrývajících se desek a tím i kapacita.
Keramické kondenzátory
Základem a také dielektrikem keramických kondenzátorů je tenká keramická destička na které je z obou stran nanesena tenká kovová vrstva ze které jsou vyvedeny drátové vývody.
Hodnoty keramických kondenzátorů se značí třemi číslicemi:1. a 2. je hodnota a 3. určuje násobek.
Příklad:
Kondenzátory na obrázku jsou označeny číslicemi 102, to znamená, že hodnota je 10 x 102 = 10 x 100 = 1000 pF
Svitkové kondenzátory
Jsou tvořeny dvěma elektrodami ve formě hliníkového pásku, které odděluje dielektrická fólie z polykarbonátu nebo polyetylénu.
Nevýhodou je parazitní indukčnost (svitek se chová jako cívka), která omezuje jejich použití na kmitočtový rozsah maximálně jednotek MHz.
Foliové kondenzátory
Rozdělují se do dvou základních skupin:
- Kondenzátory s elektrodami z tenkých kovových fólií.
Umožňují velmi vysoké impulsní a proudové zatížení, mají velmi dobrou stabilitu a spolehlivost, velmi vysoký izolační odpor a velmi nízké dielektrické ztráty. Speciální konstrukce těchto kondenzátorů zajišťuje jejich samoregenerační schopnost. - Kondenzátory z metalizovaných fólií.
Mají vynikající samoregenerační schopnosti a velmi malé rozměry. Kontakty jsou provedeny nastříkáním kovové vrstvy na čela svitků kondenzátorů. Vývody jsou přivařeny na tyto kontaktní plochy. Nástřikem kontaktů dojde ke zkratování jednotlivých závitů kondenzátorů a tím se dosáhne velmi nízké vlastní indukčnosti a vysoké rezonanční frekvence kondenzátoru.
Elektrolytické kondenzátory
Liší nejen svým dielektrikem, tvořeným velmi slabou vrstvou oxidu hliníku (AL2O3), který vzniká chemickou cestou prostřednictvím elektrolytu, ale i tím že se rozlišuje polarita napětí elektrod. Polarita je součástí schématické značky (+) i pouzdra kondenzátoru, kde bývá obvykle označeno (-). Elektrolyt může být kapalný, ve formě pasty nebo suchý.
Při přepólování nebo připojení střídavého napětí dojde ke zničení vrstvy dielektrika a tím k destrukci celého kondenzátoru.
V horní části pouzdra je na obrázku vidět zeslabení ve tvaru +. V případě, že se kondenzátor nadměrně zahřeje například v důsledku překročení napětí, přepólování, připojení střídavého napětí, apod., začne se elektrolyt odpařovat. Aby nemohl tlak plynů pouzdro kondenzátoru roztrhout, horní část se rozevře. Takto poškozené (nafouklé) kondenzátory jsou často k vidění ve zdrojích, nebo zakladních deskách počítačů. Kapacita kondenzátorů se výrazně sníží a je třeba vymenit je za nové.
Není-li elektrolytický kondenzátor delší dobu používán, zvyšuje se zbytkový proud, který je potřebný pro udržování a regeneraci dostatečné tloušťky dielektrické oxidové vrstvy. Oprava spočívá ve formátování (opakované nabití a vybití), nebo jeho výměně.
Tantalové kondenzátory
Jedná se o elektrolytické kondezátory, kde je místo hliníku použit tantal (šedý, kujný, velmi pevný kovový prvek).
Tantalové kondenzátory mají menší ztráty, lepší teplotní stabilitu, delší životnost a menší rozměry v porovnání s hliníkovými, jsou ale dražší.
Vyrábí se v kapacitách 100 nF až 220 μF pro napětí 6,3 až 50 V.
Používají se například v měřících přístrojích, kde se uplatní jejich stabilita a lepší parametry.
Kondenzátory pro povrchovou montáž (SMD - surface mount technology)
Další vlastnosti kondenzátorů
Kromě hlavních vlastností (jmenovitá kapacita a maximální napětí) jsou pro použití kondenzátorů důležité také další, kterými jsou:
- Teplotní závislost (velikost kapacity je závislá na teplotě), která je největší u keramických kondenzátorů a závisí na materiálu dielektrika.
- Ztrátový činitel (tangens δ) je poměr mezi odporovou (dielektrické ztráty) a kapacitní složkou inpedance.
- ESR (ekvivalentní sériový odpor) závisí na kapacitě kondenzátoru a měl by být co nejměnší. Projevuje se zejména u elektrolytických kondenzátorů.
Náhradní schéma reálného kondenzátoru
Kondenzátory v obvodech stejnosměrného a střídavého napětí
Příklady použití kondenzátorů
- Filtrační kondenzátor je připojen na výstup usměrňovače nebo paralelně k napájení elektronických obvodů. Obvykle se používá elektrolytický kondenzátor velké kapacity s paralelně připojeným keramickým kondenzátorem, který zlepšuje funci na vysokých frekvencích.
- Blokovací kondenzátor odstraňuje střídavou složku napětí (např. připojený paralelně k emitorovému odporu v zesilovači).
- Oddělovací (vazební) kondenzátor odděluje stejnosměrné napětí (např. na vstupu nebo výstupu zesilovače) od střídavého.
- Časovací kondenzátor ve spojení s rezistorem tvoří časovou konstantu určující frekvenci klopných obvodů nebo oscilátorů.
- V rezonančních obvodech společně s paralelně nebo sériově připojenou indukčností (cívkou).
- Speciální kondenzátory s velmi vysokou kapacitou až několik faradů se používají k zálohování napětí při krátkodobém výpadku napájení (např. paměťové obvody), nebo v automobilech, kde se připojují paralelně k napájení výkonových audio zesilovačů a vyrovnávají krátkodobé proudové špičky.