Entdecken Sie die faszinierende Welt der Kondensatoren, jener unscheinbaren Bauelemente, die in nahezu jedem elektronischen Gerät eine entscheidende Rolle spielen! Dieses Buch ist ein umfassender Leitfaden, der Ihnen die fundamentalen Prinzipien und vielfältigen Anwendungen von Kondensatoren aufzeigt. Tauchen Sie ein in die Definitionen grundlegender Begriffe wie Kapazität, Dielektrikum und kapazitiver Widerstand und verstehen Sie, wie diese Konzepte in der Praxis zusammenspielen. Erforschen Sie die verschiedenen Kenngrößen von Kondensatoren, einschließlich Nennkapazität, Toleranz, Nennspannung und Verlustfaktor, und lernen Sie, wie diese Parameter die Leistung und Zuverlässigkeit von Schaltungen beeinflussen. Eine detaillierte Untersuchung der verschiedenen Bauformen von Kondensatoren, von Papierkondensatoren über Kunststofffolien- und Keramikkondensatoren bis hin zu Elektrolyt- und variablen Kondensatoren, offenbart die spezifischen Eigenschaften und Einsatzgebiete jeder Bauart. Anhand von anschaulichen Erklärungen und praktischen Beispielen wird das komplexe Thema Kondensatoren für Elektronik-Enthusiasten, Studenten und Fachkräfte gleichermaßen zugänglich. Dieses Buch vermittelt nicht nur theoretisches Wissen, sondern bietet auch wertvolle Einblicke in die Auswahl und Anwendung von Kondensatoren in realen Schaltungsdesigns. Erweitern Sie Ihr Verständnis für die Welt der Elektronik und entdecken Sie das Potenzial von Kondensatoren zur Optimierung Ihrer Projekte. Ob Sie ein erfahrener Ingenieur oder ein neugieriger Anfänger sind, dieses Buch ist Ihr Schlüssel zum Verständnis und zur Beherrschung der Kondensatortechnik. Lassen Sie sich von der Leistungsfähigkeit dieser kleinen, aber feinen Bauelemente überraschen und erschließen Sie neue Möglichkeiten in der Elektronikentwicklung. Die Reise durch die Welt der Kondensatoren beginnt hier – werden Sie zum Experten und gestalten Sie die Zukunft der Elektronik mit!
Inhaltsverzeichnis
1. BEGRIFFERKLÄRUNGEN:
KONDENSATOR
DIELEKTRIKUM
KAPAZITÄT
KAPAZITIVER WIDERSTAND
TOLERANZ
2. KENNGRÖßEN VON KONDENSATOREN
2.1. NENNKAPAZITÄT BZW. KAPAZITÄTSTOLERANZ
2.2. NENNSPANNUNG
2.3. VERLUSTFAKTOR TAN d
3. BAUFORMEN VON KONDENSATOREN
3.1. PAPIERKONDENSATOREN
3.2. KUNSTSTOFFOLIEN-KONDENSATOREN
3.3. KERAMIK-KONDENSATOREN
3.4. ELEKTROLYT-KONDENSATOREN
3.6. VERÄNDERBARE KONDENSATOREN
1. Begrifferklärungen:
Kondensator
Gerät, das eine Kapazität besitzt und zum Speichern elektr. Ladungen dient; besteht aus zwei elektr. Leitern, zwischen denen sich ein Dielektrikum (Nichtleiter) befindet. Der Plattenkondensator hat zwei oder mehrere Metallplatten und als Dielektrikum Luft, Öl, Paraffin, Kunststoffplatten und ähnliches. Der Block- Kondensator besteht aus einem blockförmig zusammengewickelten schmalen Metallfolienband, das mit Kondensatorpapier als Dielektrikum belegt ist . Der Elektrolyt- Kondensator, dessen Kapazität sehr groß ist , besteht aus zwei Aluminiumblechen als Elektroden und einem Elektrolyten. Eines dieser Bleche ist mit einer isolierenden Hydroxidschicht (Dielektrikum) überzogen. Beim nassen Elektrolyt- Kondensator ist eine wässrige Elektrolytlösung vorhanden, beim trockenen Elektrolyt- Kondensator ist sie von einem porösen Stoff aufgesaugt. Der Drehkondensator, der besonders in der Rundfunktechnik verwendet wird, besitzt einen festen und einen beweglichen Plattensatz und damit eine veränderliche Kapazität; sie ist um so größer, je weiter der drehbare Teil in den festen Teil hineingedreht wird. Als Dielektrikum dienen Luft, Glimmer oder Kunststoffolie.
Dielektrikum
Das Dielektrikum ist ein elektrisch nicht leitendes Material, in dem ein elektrisches Feld aufrechterhalten werden kann.
Kapazität
Speichervermögen eines Kondensators an elektrischer Ladung; ist von Größe und Abstand der Kondensatorenplatten und dem Dielektrikum abhängig; wird in Farad gemessen.
kapazitiver Widerstand
Widerstand, den eine Kapazität (Kondensator) einem Wechselstrom entgegengesetzt, ist bedingt durch das ständige Auf- und Abbauen des elektrischen Feldes.
Toleranz
Die in der Werkstatt zugestandene Ungenauigkeit, die nach den jeweiligen Funktionsbedingungen des Bauteils vorgeschrieben und in der Regel als das zulässige Größt- und Kleinstmaß angegeben wird (Grenzlehre). Die Toleranzen sind nach der Größe des Nennmaßes und nach der Größe der Toleranzen (18 Klassen) gestuft. Die Toleranzen sind zusammen mit den Passungen in ein Passungs- und Toleranzsystem eingeordnet, von denen das internationale ISA-System das heute das wichtigste ist.
2. Kenngrößen von Kondensatoren
Die Eigenschaften von Kondensatoren werden durch Kenngrößen angegeben. Wichtig sind Nennkapazität, Toleranz, Nennspannung und Isolationswiderstand .
2.1. Nennkapazität bzw. Kapazitätstoleranz
Die Nennkapazität bzw. Kapazitätstoleranz gibt an, um wieviel Prozent der Kapazitätswert vom Sollwert abweichen darf. Die Toleranz muß bei 20°C im Neuzustand des Kondensators eingehalten werden. Durch Lagerung und/oder Betrieb kann die Toleranz größer werden. Die Toleranzangabe ist meist auf das Gehäuse oder die Umhüllung des Kondensators aufgedruckt.
Die Nennkapazität kann auf verschiedene Weise angegeben werden:
1. Zahlenwert mit vollständiger Einheit.
2. Zahlenwert mit verkürzter Einheit. (Beispiele: 6n8 bedeutet 6,8 nF; 39µ bedeutet 39µF )
3. Zahlenwert ohne Einheit. (Zum angegebenen Zahlenwert gehört die Einheit pF oder µF.)
4. Farbmarkierungen
(Der tatsächliche Wert der Kapazität kann um die zulässige Toleranz abweichen. Beispiel: Nennkapazität 22 nF, Toleranz + 10%; daraus ergibt sich ein Kapazitätsbereich von 22 nF + 2,2 nF bzw. 19,8 nF.24,2 nF.)
2.2. Nennspannung
Mit dieser Gleichspannung kann man den Kondensator im Dauerbetrieb ohne Schaden betreiben. Dies gilt allerdings nur für eine eingeschränkte Betriebstemperatur (z.B. <
+85°C), da bei höheren Temperaturen beispielsweise die zulässige Dauergrenz- Spannung abfällt (Spannungs-Derating).
Kennzeichnung der Nennspannung von Kondensatoren durch Kleinbuchstaben
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Die Toleranzen der Kondensatoren werden wie folgt angegeben:
1. direkt aufgedruckt
2. Farbmakierungen
3. große Buchstaben
Kennzeichnung der Toleranzen bei Kondensatoren durch Großbuchstaben
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
2.3. Verlustfaktor tan d
Jeder Kondensator enthält im Betrieb verlustbehaftete Komponenten: Ohmsche Widerstände der Elektroden und Zuleitungen sowie Dipolumlagerungen und Ionenleitung im Dielektrikum. Diese Verluste gibt der Verlustfaktor an (tan d = Wirkleistung / Blindleistung).
3. Bauformen von Kondensatoren
Der grundsätzliche Aufbau von Kondensatoren wird bereits durch das Schaltzeichen verdeutlicht. Zur Vergrößerung der Kapazität werden die Kondensatorplatten häufig in Form von Metallfolien hergestellt. In aufgewickelter Form befinden sie sich dann in quader- oder zylinderförmigen Gehäusen.
Kondensatoren können nach ihrem Aufbau in Festkondensatoren (mit fester Nennkapazität) und in veränderbare Kondensatoren (mit veränderbarer Nennkapazität) eingeteilt werden. Die Festkondensatoren werden nach der Art des Dielektrikums weiter unterteilt.
Häufig gestellte Fragen
Was ist ein Kondensator?
Ein Kondensator ist ein Gerät, das Kapazität besitzt und zum Speichern elektrischer Ladungen dient. Er besteht aus zwei elektrischen Leitern, zwischen denen sich ein Dielektrikum (Nichtleiter) befindet. Beispiele sind Plattenkondensatoren, Blockkondensatoren und Elektrolyt-Kondensatoren.
Was ist ein Dielektrikum?
Ein Dielektrikum ist ein elektrisch nicht leitendes Material, in dem ein elektrisches Feld aufrechterhalten werden kann.
Was ist Kapazität?
Kapazität ist das Speichervermögen eines Kondensators für elektrische Ladung. Sie hängt von Größe und Abstand der Kondensatorplatten sowie vom Dielektrikum ab und wird in Farad gemessen.
Was ist kapazitiver Widerstand?
Kapazitiver Widerstand ist der Widerstand, den eine Kapazität (Kondensator) einem Wechselstrom entgegensetzt. Er entsteht durch das ständige Auf- und Abbauen des elektrischen Feldes.
Was bedeutet Toleranz bei Kondensatoren?
Toleranz bezeichnet die zugestandene Ungenauigkeit, die nach den jeweiligen Funktionsbedingungen des Bauteils vorgeschrieben ist. Sie wird in der Regel als das zulässige Größt- und Kleinstmaß angegeben.
Welche Kenngrößen sind bei Kondensatoren wichtig?
Wichtige Kenngrößen von Kondensatoren sind Nennkapazität, Toleranz, Nennspannung und Isolationswiderstand.
Was bedeutet Nennkapazität bzw. Kapazitätstoleranz?
Die Nennkapazität gibt den Sollwert der Kapazität an. Die Kapazitätstoleranz gibt an, um wie viel Prozent der tatsächliche Kapazitätswert vom Sollwert abweichen darf. Die Toleranz muss bei 20°C im Neuzustand des Kondensators eingehalten werden.
Was bedeutet Nennspannung?
Die Nennspannung ist die Gleichspannung, mit der der Kondensator im Dauerbetrieb ohne Schaden betrieben werden kann. Dies gilt in der Regel nur für eine eingeschränkte Betriebstemperatur.
Was ist der Verlustfaktor tan d?
Der Verlustfaktor (tan d) gibt die Verluste in einem Kondensator an, die durch ohmsche Widerstände der Elektroden und Zuleitungen sowie Dipolumlagerungen und Ionenleitung im Dielektrikum entstehen. Er wird als Verhältnis von Wirkleistung zu Blindleistung angegeben.
Welche Bauformen von Kondensatoren gibt es?
Kondensatoren können in Festkondensatoren (mit fester Nennkapazität) und veränderbare Kondensatoren (mit veränderbarer Nennkapazität) eingeteilt werden. Festkondensatoren werden nach der Art des Dielektrikums weiter unterteilt (z.B. Papierkondensatoren, Kunststofffolienkondensatoren, Keramikkondensatoren, Elektrolytkondensatoren).
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- Jens Hentschel (Author), 2000, Kondensatoren - Bauformen und Kenngrößen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/104184
