Prehľad

Kondenzátor je pasívna elektronické zariadenie, ktoré uchováva elektrický náboj a energiu v elektrickom poli medzi dvoma elektródami oddelenými dielektrikom. Funguje odlišne od batérie: namiesto chemických reakcií akumuluje náboj elektrostaticky, čo umožňuje veľmi rýchle nabíjanie a vybíjanie. V praktických obvodoch sa kondenzátory používajú na širokú škálu úloh, od vyhladzovania napätia až po krátkodobé dodanie veľkého prúdu.

Stavba a princíp

V najjednoduchšej forme sa kondenzátor skladá z dvoch vodivých plôch (elektród), ktoré sú navzájom blízko, ale sa nedotýkajú. Medzi nimi je izolačný materiál – dielektrikum – ktoré zvyšuje schopnosť súčiastky ukladať náboj. Keď sú dosky pripojené k zdroju napätia, na nich sa usadí náboj s opačnými polaritami a medzi nimi vznikne elektrické pole, v ktorom je uložená energia. Aby sa pri zachovaní veľkého odporu zmenšila fyzická veľkosť, bývajú kovové fólie často zvitkové, napríklad do tvaru valca.

Krátka história

Jedným z prvých praktických kondenzátorov bola Leydenská nádoba, objavená v 18. storočí, ktorá preukázala schopnosť zhromažďovať elektromagnetický náboj. Odvtedy sa konštrukcia kondenzátorov rozvinula od sklenených nádob a kovových platní k presným tenkým fóliám, keramike, elektrolytovým systémom a moderným superkondenzátorom.

Typy a charakteristiky

  • Keramické kondenzátory – malé, stabilné, bežné v signálových a filtračných obvodoch.
  • Elektrolytické kondenzátory – ponúkajú veľkú kapacitu v kompaktnom tele, často s polaritou, vyžadujú správnu orientáciu v obvode.
  • Fóliové kondenzátory – dobrá spoľahlivosť a nízke straty, vhodné pre napäťovo citlivé aplikácie.
  • Superkondenzátory – špecifické na krátkodobé veľké zásobovanie energiou, vyrovnávanie výkonových špičiek.

Kľúčovou veličinou je kapacita, meraná v faradoch (F) a jej zlomkoch (mikrofarady, nanofarady, pikofarady). Ďalšie dôležité parametre sú pracovné napätie, stratový činiteľ a teplotná stabilita.

Použitie a príklady

Kondenzátory sa uplatňujú v elektrických obvodoch rôznymi spôsobmi: filtruju rušenie v napájacích zdrojoch, tvoria časové konštanty v oscilátoroch a oneskoreniach, slúžia na dočasné ukladanie energie pre impulzy (napríklad v bleskoch fotoaparátov ako fotobleskový kondenzátor) a na rýchle dodanie energie v zariadeniach ako defibrilátor. Efekt pripomínajúci kondenzátor sa vytvorí aj vtedy, keď sú dva vodivé predmety blízko pri sebe — napríklad dva vodiče v tesnom priestore súčasne tvoria parazitnú kapacitu.

Fyzická veľkosť kondenzátora sa značne líši: môže byť malý ako mravec v povrchovej montáži až po jednotky veľkosti ako odpadkový kôš v priemyselných aplikáciách. Niektoré kusy sú navyše nastaviteľné, čo umožňuje meniť kapacitu počas prevádzky.

Bezpečnosť a praktické poznámky

Všetky kondenzátory majú dva vývody a pri manipulácii treba dbať na bezpečnosť: väčšie kusy môžu po odpojení zostať nabité a pri nedodržaní polarity (najmä elektrolytické typy) hrozí poškodenie alebo výbuch. Pri výmene je dôležité zvoliť náhradný kondenzátor s rovnakou alebo vyššou hodnotou pracovného napätia a vhodnou kapacitou. V obvodoch sa kondenzátory často spájajú do série či paralely, čím sa mení výsledná kapacita a pracovné napätie podľa základných pravidiel elektrických sústav.