Kondenzátory

Pasivní součástka, která se používá k dočasnému uchovávání náboje. Moderní vysokokapacitní kondenzátory (superkondenzátory) mohou sloužit jako náhrada akumulátorů.

Kapacita kondenzátoru

Nejdůležitější vlastností kondenzátoru je kapacita, ta je dána vztahem:

$$C = \varepsilon\frac{S}{d} = \frac{Q}{U}$$

kde ε je permitivita dielektrika, S je povrch desek kondenzátoru, d je jejich vzdálenost, Q je elektrický náboj a U napětí. Jednotkou kapacity je Farad (F). Kapacita je schopnost kondenzátoru udržet elektrický náboj.

Dalšími důležitými parametry jsou jmenovité napětí a izolační odpor dielektrika, který umožňuje vysvětlit svodový proud kondenzátoru.

Náhradní schéma kondenzátoru
Náhradní schéma kondenzátoru
 

Permitivita

Permitivita je fyzikální veličina, která vyjadřuje schopnost materiálu odolávat pronikání elektrického pole. Její jednotkou je farad na metr, F.m-1 (s4A2m-3kg-1). Je dána poměrem elektrické indukcea intenzity elektrického pole.

$$\epsilon = \frac{D}{E}$$

Relativní permitivita je bezrozměrná veličina, která vyjadřuje poměr permitivity materiálu (ε) ku permitivitě vakua (ε0).

$$\epsilon_r = \frac{\epsilon}{\epsilon_0}$$

Materiálεr
Vakuum1,00000
Vzduch1,00059
Polystyren2,56
Papír3,7
Křemen3,78
Voda80
SrTiO3233

Spojování kondenzátorů

Při paralelním zapojení kondenzátorů je výsledná kapacita rovna součtu kapacit jednotlivých kondenzátorů:

C = C1 + C2 + C3 + …

Napětí na všech kondenzátorech je stejné.

Při sériovém spojení kondenzátorů se napětí na kondenzátorech rozdělí:

$$U = U_1 + U_2 = \frac{Q}{C_1} + \frac{Q}{C_2} = Q(\frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2})$$

Pro výslednou kapacitu pak platí:

$$\frac{1}{C} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C _2}$$

$$C = \frac{C_1C_2}{C_1 + C_2}$$

Druhy kondenzátorů

Fóliové

Elektrody jsou tvořeny hliníkovou fólií srolovanou do válce, jako dielektrikum slouží kondenzátorový papír, který vyplňuje prostor mezi fóĺiemi.

Keramické

Jako dielektrikum slouží speciální keramika.

MLCC

MLCC (Multi-Layer Ceramic Capacitors) – sestávají z několika paralelně zapojených keramických kondenzátorů v jednom pouzdře. Najdeme je velmi často na základních deskách, grafikách, apod.

Zdroj: Elcap/Commons

Elektrolytické

Tyto kondenzátory mají vysokou kapacitu a na rozdíl od předchozích typů je nelze přepólovat. Jsou použitelné pouze na poměrně nízké napětí, typy pro vysoké napětí mají podstatně větší rozměry. Elektrody jsou tvořeny speciálně upraveným hliníkem s vysokým měrným povrchem. Katoda je tvořena elektrolytem, který může být pevný i kapalný. Anoda je tvořena hliníkovou fólií s tenkou vrstvou aluminy (oxid hlinitý, Al2O3), příp. tantalem s vrstvou oxidu tantaličného (Ta2O5), tato elektroda tvoří dielektrikum kondenzátoru.

 

One Reply to “Kondenzátory”

Leave a Reply

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..