Kondenzator je elektrotehniški element, ki lahko shranjuje energijo v obliki električnega polja.
Količino shranjene energije imenujemo kapacitivnost, kjer so enote Faradi.
Napetost na idealnem kondenzatorju s kapacitivnostjo C, skozi katerega teče električni tok i(t), je enaka:
Minus neskončno v spodnji meji določenega integrala pomeni, da je kondenzator neke vrste preprost pomnilnik in da je njegova napetost odvisna tudi od dogajanja pred časom začetka opazovanja t = 0. Obratna zveza je enaka
Kadar kondenzator priključimo na izmenično napetost , skladno z zgornjo zvezo teče skozenj izmenični tok
Opazimo lahko, da el. tok prehiteva napetost za četrtino periode, oz. izraženo v deležu polnega kota, za .
Pri preučevanju razmer v izmeničnem tokokrogu si računanje poenostavimo s transformacijo v kompleksni prostor, impedanca kondenzatorja pri tem postane
kjer j, kot je običajno v elektrotehniki, pomeni imaginarno enoto, pa je krožna frekvenca, ki je s frekvenco povezana v naslednjem razmerju:
Pri obravnavi prehodnih pojavov v vezju se reševanju diferencialnih enačb poskušamo izogniti s pretvorbo iz časovnega v kompleksni frekvenčni prostor spremenljivke s z Laplacovo transformacijo. Impedanca kondenzatorja je v tem primeru enaka
Ekvivalentna kapacitivnost več vzporedno vezanih idealnih kondenzatorjev je enaka vsoti kapacitivnosti teh kondenzatorjev:
Pri zaporedni vezavi idealnih kondenzatorjev je obratna vrednost ekvivalentne kapacitivnosti enaka vsoti obratnih vrednosti kapacitivnosti posameznih kondenzatorjev:
Podana kapacitivnost velja le pri neki določeni temperaturi, običajno pri . Odvisnost kapacitivnosti pri drugih temperaturah je po navadi linearna in podana s temperaturnim koeficientom , ki je odvisen od dielektrika:
Poleg tega moramo upoštevati, da z naraščanjem temperature pada dovoljena delovna napetost.
Pri idealnih kondenzatorjih smo predpostavili, da je dielektrik popolni izolator in da je upornost priključkov zanemarljiva. V praksi največkrat ne drži povsem ne eno ne drugo.
Napolnjen kondenzator, ki ga pustimo nepriključenega se prazni čez dielektrik in po morebitnih drugih poteh, npr. čez ohišje. Predstavljamo si lahko, da je vzporedno h kondenzatorju s kapacitivnostjo C vezan upor z upornostjo R. Kvaliteto kondenzatorja vrednotimo s časovno konstanto , ki je enaka produktu in je pri kvalitetnem kondenzatorju velika.
Časovno konstanto lahko tudi izmerimo, če merimo napetost na tako praznečem se kondenzatorju. Če v katerikoli točki na krivulji potegnemo tangento na to krivuljo, bo tangenta sekala asimptoto (v tem primeru abscisno os) v času, ki je ravno za časovno konstanto večji od časa točke, v kateri smo potegnili tangento.
Ob priključitvi na izmenično napetost se na idealnem kondenzatorju ne troši delovna moč. V dejanskem kondenzatorju temu ni tako, ker nekaterih ohmskih upornosti ne moremo zanemariti in se zato nekaj delovne moči kljub vsemu porablja Izgube vrednotimo s kotom , ki pove za koliko se fazni kot med kazalcema napetosti in toka razlikuje od , kolikor znaša pri idealnem kondenzatorju.
Pri visokih frekvencah pride do izraza upornost dovodov , ki je v nadomestnem vezju vezana zaporedno h kondenzatorju.
Nadomestno vezje dejanskega kondenzatorja pri visokih frekvencah
Kazalčni diagram je tedaj takšen:
Kazalčni diagram dejanskega kondenzatorja pri visokih frekvencah
Faktor izgub pri visokih frekvencah je enak
Pri nizkih frekvencah je impedanca kondenzatorja po absolutni vrednosti zelo velika, vpliv upornosti dovodov je tako zanemarljiv, zato pa pride do izraza izolacijska upornost dielektrika, ki je v nadomestnem vezju na spodnji sliki označena z in vezana vzporedno h kondenzatorju.
Nadomestno vezje dejanskega kondenzatorja pri nizkih frekvencah
Kazalčni diagram je v tem primeru takšen:
Kazalčni diagram dejanskega kondenzatorja pri nizkih frekvencah
Faktor izgub pri nizkih frekvencah pa je enak
Predloga:Stub-sect
Kondenzator je tako rekoč nepogrešljiv element pri načrtovanju električnih vezij. Natančni kondenzatorji z majhno toleranco kapacitivnosti se uporabljajo predvsem v radijski tehniki kot del nihajnega kroga, filtra, frekvenčne kretnice, integratorja in diferenciatorja. Na kondenzatorjih temeljijo tudi nekatera pomnilniška vezja. Kondenzatorji z večjo toleranco se uporabljajo za glajenje nihanj okoli enosmerne napetosti, za proizvajanje napetostnih ali tokovnih sunkov, v množilnikih napetosti, za generiranje jalove moči, zagon z enofazno napetostjo napajanih asinhronskih motorjev itd. Kondenzatorje z veliko kapacitivnostjo uporabljamo za shranjevanje energije za napajanje nekaterih delov vezja v primeru kratkotrajnega izpada zunanjega vira električne energije.
Spremenljive kondenzatorje uporabljamo tudi za merjenje kratkih premikov (ki ga izračunamo iz izmerjene spremembe kapacitivnosti), medtem ko lahko s kondenzatorji s poroznimi dielektriki merimo vlažnost zraka.
Predloga:Ref-sect Predloga:Wikify-sect
Kondenzator sestavljata dve elektrodi, največkrat ploščati ali valjasti, med katerima se nahaja dielektrik. Kondenzatorji se po navadi poimenujemo po materialu, iz katerega je dielektrik:
Pri polariziranih kondenzatorjih nastane dielektrik šele ob priključitvi na el. napetost in jih moramo pravilno priključiti na enosmerno napetost. Nekaj trenutkov po priključitvi teče skoznje velik prečni tok. Zato se uporabljajo za glajenje nihajočih enosmernih napetosti, ki ne menja predznaka (v žargonu: blokado), včasih tudi kot vezni kondenzatorji izmeničnih tokokrogov. Dve najpogostejši izvedbi polariziranih kondenzatorjev sta:
This article uses material from the Wikipedia Slovenščina article Kondenzator, which is released under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 license ("CC BY-SA 3.0"); additional terms may apply (view authors). Vsebina je na voljo pod licenco CC BY-SA 4.0, razen če je navedeno drugače. Images, videos and audio are available under their respective licenses.
®Wikipedia is a registered trademark of the Wiki Foundation, Inc. Wiki Slovenščina (DUHOCTRUNGQUOC.VN) is an independent company and has no affiliation with Wiki Foundation.