Kondensaattorit

Kondensaattorit ovat elektroniikan komponentteja, jotka kykenevät varastoimaan ja vapauttamaan sähköenergiaa. Ne ovat yleisesti käytössä elektronisissa piireissä, kuten analogisissa ja digitaalisissa sovelluksissa, virtalähteissä ja suodattimissa. Tässä oppaassa käsitellään kondensaattorien toimintaperiaatteita, yleisimpiä kondensaattorityyppejä sekä niiden laskukaavoja.

Kondensaattorin toimintaperiaate

Kondensaattori koostuu kahdesta erillisestä metallilevystä, joita erottaa dielektrinen materiaali (Dielektrinen aine on sähköeriste, jonka sisällä sähkökenttä on heikompi kuin se olisi tyhjiössä). 

Kun kondensaattorin napoihin kytkeytyy jännite, toinen levy varastoi positiivisia varauksia ja toinen negatiivisia varauksia. Kondensaattorin kyky varastoida sähkövarausta ilmaistaan kapasitanssilla (C), jonka yksikkö on faradi (F).

Yleisimmät kondensaattorityypit

Keraamiset kondensaattorit

Eloksoidut alumiinikondensaattorit

Eloksoidut tantaalikondensaattorit

Polymeerikondensaattorit

Metallikalvokondensaattorit

SMD-kondensaattorit (Surface Mounted Device)

Kondensaattorien laskukaavat

Kapasitanssi (C): Kapasitanssi kuvaa kondensaattorin kykyä varastoida sähköenergiaa. Sen kaava on C = Q / V, missä Q on varaus (koulombia) ja V on jännite (volttia).

Energia (E): Kondensaattorin varastoima energia voidaan laskea kaavalla E = 0.5 * C * V^2, missä E on energia (joulea).

Aika (t): Kondensaattorin lataus- ja purkausaika voidaan määrittää käyttämällä aikavakioita (tau, τ), joka on tuote kondensaattorin kapasitanssin ja piirin resistanssin välillä. Aikavakion kaava on τ = R * C, missä R on resistanssi (ohmia).

Kondensaattorien sarja- ja rinnankytkennät: 

Sarjaan kytkettyjen kondensaattoreiden yhteiskapasitanssi voidaan laskea kaavalla 1 / C_total = 1 / C1 + 1 / C2 + ... + 1 / Cn. 

Rinnankytketyissä kondensaattoreissa yhteiskapasitanssi on C_total = C1 + C2 + ... + Cn