DC- und AC-Kondensatoren: Grundlagen und Typen
Kondensatoren sind grundlegende Bauelemente in elektronischen Schaltungen und Geräten. Diese Geräte speichern elektrische Ladung und bestehen in der Regel aus zwei leitfähigen Objekten – meist Platten oder Blättern -, die einander nahegelegt, aber nicht berührend angeordnet sind. Zwischen diesen Platten befindet sich ein Isolator, der als Dielektrikum bezeichnet wird und aus Materialien wie Polystyrol, Öl oder Luft bestehen kann.
Die Kapazität eines Kondensators hängt nur von der Größe, Form und relativen Position der beiden Leiter sowie dem Material, das sie trennt, ab. Ein einfacher Kondensator besteht aus einem Paar paralleler Platten der Fläche A, die durch einen kleinen Abstand d getrennt sind. Häufig werden die beiden Platten in Form eines Zylinders aufgerollt, wobei Kunststoff, Papier oder ein anderes Dielektrikum die Platten trennt.
In Schaltplänen wird ein Kondensator durch eines dieser Symbole dargestellt:
Arten von Kondensatoren
Kondensatoren werden in drei Grundgruppen eingeteilt:
Feste Kondensatoren: Ihr Wert ist während des Herstellungsprozesses festgelegt und kann später nicht geändert werden. Feste Kondensatoren werden weiter in elektrolytische und nicht-elektrolytische Kondensatoren unterteilt.
Polarisierte Kondensatoren: Diese haben spezifische positive und negative Polaritäten und müssen in Schaltungen stets in der richtigen Polarität angeschlossen werden.
Variable Kondensatoren: Sie besitzen eine variable Kapazität und werden als Trimmer verwendet, die typischerweise nur während der Schaltkreiskalibrierung eingestellt werden, sowie als Geräte, die während des Betriebs des elektronischen Instruments einstellbar sind.
Die gängigsten Kondensatortypen sind:
Elektrolytkondensatoren
Tantalkondensatoren
Niobkondensatoren
Aluminiumkondensatoren
Keramikkondensatoren
Papierkondensatoren
Folienkondensatoren
Mikakondensatoren
Supercapacitors
DC- und AC-Kondensatoren
DC- (Gleichstrom-) und AC- (Wechselstrom-) Kondensatoren sind für den Einsatz in DC- bzw. AC-Stromkreisen ausgelegt.
DC-Kondensatoren sind für Schaltungen mit einer stabilen, unveränderlichen Spannung konzipiert. Sie werden häufig in Stromversorgungsschaltungen verwendet, um unerwünschtes Rauschen oder Wellen aus der Ausgangsspannung zu filtern. DC-Kondensatoren sind typischerweise für ihre maximale Spannung und Kapazitätswert bewertet und oft polarisiert.
AC-Kondensatoren hingegen sind für Schaltungen mit sich über die Zeit ändernder Spannung, wie in AC-Stromkreisen, vorgesehen. Sie werden häufig in Motoren, Beleuchtung und bei der Leistungsfaktorkorrektur verwendet. AC-Kondensatoren sind typischerweise für ihre Kapazitätswerte, maximale Spannung und Frequenzbereich bewertet und sind oft nicht polarisiert.
Es ist anzumerken, dass einige Kondensatoren, wie z.B. Elektrolytkondensatoren, sowohl in DC- als auch in AC-Schaltkreisen verwendet werden können, jedoch je nach Anwendung unterschiedliche Spezifikationen aufweisen. Beispielsweise kann ein Elektrolytkondensator, der in einem DC-Stromversorgungskreis verwendet wird, eine höhere Spannungsbewertung haben als derselbe Kondensator in einem AC-Beleuchtungskreis aufgrund der unterschiedlichen Spannungseigenschaften der Schaltkreise.
