Kondensator

Principskiss av en plattkondensator

Plattkondensator för demonstrationsbruk.

Olika typer av kondensatorer

Elektrolytkondensator

Vridkondensator

Exponentiellt avklingande spänning som funktion av antalet RC-tider.

Enkondensatorär enpassiv elektronisk komponent(jämteresistorer,memristorerochinduktorer). Den har förmågan att lagraelektrisk laddningoch utgör funktionen för vissabatterier.

Principen

Kondensatorn karaktäriseras av sinkapacitansCsom mäts i enhetenfarad.Två plattor med areanAoch det inbördes avståndetd,harkapacitansen

$\ C\approx \epsilon _{r}\epsilon _{0}\cdot {\frac {A}{d}}$om$A\gg d^{2}$,

där$\epsilon _{0}$ärpermittiviteten i vakuum,$\epsilon _{r}$är relativapermittivitetenför materialet mellan plattorna ($\epsilon _{r}\approx 1$för luft). Materialet mellan plattorna kallas fördielektrikum.Materialet som används somdielektrikumdefinierar vanligen kondensatortypens namn som exempelvis: keramisk, plast, papper elleraluminiumoxid(denna typ kallas dock elektrolytkondensator). Det dielektriska materialet påverkar starkt en kondensators egenskaper och prestanda.

Elektricitetsmängden, det vill säga denladdningsmängdQsom kan lagras i kondensatorn, är proportionell mot den pålagdaspänningenUöver kondensatorn enligt sambandet

$\ Q=CU$

Ingen ström flyter mellan plattorna. Mellanrummet fylls ofta med ettisolerandematerial med hög permitivitet för att öka kapacitansen.

Det finns även kondensatorer med variabel kapacitans,vridkondensatorerochtrimkondensatorer.En vridkondensator används förfrekvensväljarenpå enradioapparatoch då man vrider på ratten för stationsinställning ändrar man vridkondensatorns kapacitans. En trimkondensator justeras däremot i samband medtrimningenav en elektronisk apparat och inställningen av denna ändras i regel inte därefter (den är inte tillgänglig från apparatens utsida).

Farad,F, är den härleddaSI-enhetenför kapacitans. Vanligt förekommande kondensatorer har typiskt en kapacitans av storleksordningarna pF, nF eller µF.

EnerginGlagrad i en kondensator medkonstantkapacitansCges av

$\ G=\int _{U_{0}}QdU=\int _{U_{0}}CUdU={\frac {1}{2}}CU^{2}.$

Upp- och urladdning

Medan kondensatorn laddas upp flyter enuppladdningsströmgenom kretsen. När kondensatorn kortsluts urladdas den med en hastighet som begränsas av kretsens resistivitet och kondensatorns kapacitans. I enRC-krets(kondensator och resistor seriekopplade) kännetecknas upp- och urladdningstiderna avτ=RC,därRärresistornsresistansvärdeochCkapacitansen.

Kondensatorn laddas upp under en viss tid och kan sedan verka som en spänningskälla med högeffekt.

Andra kapacitiva element

Inomelektrokemiuppträder ett kapacitansfenomen även då en ström flyter genom komponenten. (Plattorna kan motsvara kontaktytan mellan två material). Den "allmänna kapacitansen" (i engelska artiklar betecknad "kemisk kapacitans" eller "pseudokapacitans" ) definieras som

$C={\frac {dQ}{dU}}$

eller

$c={\frac {\partial G}{\partial \mu }},$

därGär den termodynamiska potentialen (Gibbs fria energi,den energi som kan utnyttjas vid en kemisk reaktion; sammaGanvändes ovan för att beteckna lagrad energi i en kondensator) ochµdenkemiska potentialen.

Ensuprakondensator(eller kemisk kondensator) kan användas som ett batteri inom vissa områden, exempelvis som energikälla försatelliter.Den effekt som suprakondensator kan avge är större än den effekt ett traditionellt batteri kan avge. Suprakondensatorn har en stor kapacitans, upp till någrafarad,vilket är en mycket större kapacitans än vad de övriga kondensatorertyperna har. Den stora kapacitansen beror på att kontaktytan mellan materialen är mycket stor då molekylerna är vecklade kring varandra.

Se även

• Leidenflaska
• Kapacitans
• Kondensatorpest
• RIFAvar en svensk kondensatortillverkare 1942-1988
• Batteri

Referenser

• ”Kondensatorer”.Mats Wiklund.http://faktabanken.nu/kondensatorer.htm.Läst 30 november 2010.
• Söderkvist, SuneKretsteori och elektronikErik Larsson AB 1999

Externa länkar

• Wikimedia Commons har media som rörKondensator.
  Bilder & media