Kondensator

Theorie

Kondensator Schaltsymbol Ein Kondensator ist ein passives Bauelement, das die Eigenschaft hat, Energie in Form von elektrischen Ladungen für einen begrenzten Zeitraum zu Speichern und ihn wieder abzugeben. Ein Kondensator nimmt so lange Strom auf bis seine Spannung gleich hoch ist, wie die Spannung, der an ihm angeschlossenen Stromquelle. Natürlich sollte man dabei die angegebene maximale Spannung beachten, da bei einer zu hohen Spannung der Kondensator zerstört wird. Der große Vorteil im Vergleich zu einer Batterie ist, dass man ihn sehr schnell aufladen kann und, dass er sich genauso schnell wieder entladen kann. Wegen dieser Eigenschaft wird er für Verbraucher, die für kurze Zeit viel Strom brauchen, verwendet (z.B. Fotoblitz). Ein Kondensator lässt Gleichstrom nicht durch, Wechselstrom aber schon. Man kann damit zwei unterschiedliche Schaltungen voneinander getrennt halten, oder auch Wechselstrom filtern. Weil er Strom schnell aufnehmen und abgeben kann, wird er in empfindlichen Geräten verwendet um Spannungsschwankungen auszugleichen, oder um bei Stromausfall die erste Zeit zur Notstromversorgung zu dienen, bis auf eine langsamer ansprechende Batterie umgeschaltet wird.



Elkos
Ein Elko(Kurzform für Elektrolytkondensator) ist eine besondere Form des Kondensators, da er Polarisiert ist und damit nur in Gleichspannungssystemen oder in Audiotechnik Verwendung finden können. Sie haben als Anode(+) ein Metall, das über eine Elektrolyse eine Oxidschicht bildet, das als Dielektrikum dient und einem Elektrolyt als Kathode(-) hat. Elkos haben eine Größere Kapazität pro Kg als ein normaler Kondensator. Ein Elko muss wegen seiner Polarisation immer richtig angeschlossen sein, da ansonsten durch die Umgekehrte Stromflussrichtung sich die Oxidschicht auflöst und einen Kurzschluss erzeugt. Das kann den Elko in Band setzten oder ihn zum Explodieren bringen.

Funktionsweise

Ein Kondensator besteht aus zwei oder mehreren Metallschichten, die durch eine Isolierschicht, das so genannte Dielektrikum, getrennt sind. Dabei gilt, je dünner die Isolierschicht und je größer die Metallplatten, desto größer die Speicherkapazität des Kondensators. Die Kapazität eines Kondensator wird in Farad (nach Michael Faraday) angegeben. In der Praxis erwies sich diese Einheit jedoch als viel zu groß. Deshalb verwendet man das Mikrofarad (Millionstelfarad). Am häufigsten wird der Elektrolytkondensator verwendet, der als Isolierschicht eine Papierschicht hat, die in eine spezielle Flüssigkeit getränkt wurde. Diese Flüssigkeit reagiert bei Stromfluss und bildet das Dilektrium.1 Daneben gibt es noch viele verschiedene Typen, die sich in dem verwendeten Material unterscheiden. Die Hauptgruppen bilden die Papier-, Metall-, bzw. Kunststoffkondensatoren und ihre Kombinationen, sowie die Keramikkondensatoren. Daneben gibt es noch einige kleiner Gruppen. Je nach Material haben sie unterschiedlich Eigenschaften (Kapazität, Spannungsfestigkeit, usw.) und daher auch andere Anwendungsgebiete.

Verstellbarer Kondensator

Bei einem Kondensator gilt: Je größer die Fläche der Metallplatten, die sich gegenüber stehen, desto größer ist die Kapazität. Diese Eigenschaft nutzt man aus, in dem man die Platten des Kondensators so montiert, dass man die Stellung der Platten zueinander verändern kann, und dadurch die Kapazität beliebig verändern kann. Verstellbare Kondensatoren werden hauptsächlich in Radios oder Funkgeräten eingesetzt, um die Frequenz einstellen zu können.