Kondensatory to fundamentalny element większości niemal wszystkich układów elektrycznych, elektronicznych i elektroenergetycznych. Konstrukcja kondensatorów składa się z dwóch elektrod przedzielonych dielektrykiem. Na elektrodach akumulowane są ładunki elektryczne o takiej samej wartości, ale o przeciwnym znaku. Czym są kondensatory i jak się je wybiera oraz na co zwrócić uwagę podczas doboru?
Jak działa kondensator?
Jak wspomniano we wstępie, kondensator gromadzi ładunki elektryczne o takiej samej wartości i o przeciwnym potencjale. Konstrukcje kondensatorów konstruowane są z dwóch elektrod oddzielonych od siebie dielektrykiem – ceramiką, powietrzem, elektrolitem czy folią z tworzywa sztucznego (np. polipropylenu).
Elektrody połączone są z metalowymi płytkami stanowiącymi okładziny kondensatora, które akumulują ładunki elektryczne. W momencie, w którym do kondensatora zostanie podłączone zewnętrzne źródło zasilania, wówczas okładki kondensatora zaczną gromadzić ładunek elektryczny, a po odłączeniu zasilania, ładunek ten zostanie na okładkach i nie będzie się rozpraszał dzięki zjawisku przyciągania elektrostatycznego.
Kluczowym parametrem kondensatorów jest ich pojemność wyrażana w faradach. 1 farad określa, że pojemność kondensatora zwiększy się o 1 wolt, gdy do przewodnika elektrycznego zostanie dostarczony ładunek o wartości 1 kulomba. Większość kondensatorów wykorzystywanych w układach elektrycznych i elektronicznych zapewnia pojemność rzędu paru-parunastu nanofaradów bądź mikrofaradów. Kondensatory o pojemności milifaradów i faradów stosowane są głównie w układach elektroenergetycznych średnich i wyższych napięć.
W jaki sposób należy wybierać kondensator?
Wybór kondensatora nie powinien być poddany przypadkowi. Przed podjęciem decyzji związanej z doborem elementu pasywnego do układu elektrycznego lub elektronicznego należy zwrócić uwagę na kilka istotnych parametrów technicznych, a także sprecyzować przeznaczenie i zastosowanie kondensatora. Kondensatory zawsze należy dobierać po dokładnym określeniu warunków, w jakich element będzie pracował, a także ewentualnych zagrożeń związanych z jego nieprawidłowym doborem.
Dwoma najważniejszymi parametrami kondensatorów jest jego pojemność oraz czas rozładowania. Poza tym kondensator musi być precyzyjnie dostosowany do parametrów i właściwości elementów wchodzących w skład układu.
Istotne są również pozostałe parametry kondensatora – jego tolerancja, temperatura i napięcie pracy oraz – równie ważne – gabaryty i sposób montażu. Kondensator dobiera się nie tylko na podstawie uzyskiwanych parametrów pracy, ale także na podstawie konstrukcji i materiału, z którego został wykonany. Należy pamiętać, że niektóre elementy pojemnościowe mogą generować zakłócenia w pracy układu, a także nie mogą pracować przy konkretnej polaryzacji.
Dlatego też dobierając kondensator, należy zwrócić również uwagę na jego polaryzację oraz częstotliwość pracy i wyższych harmonicznych obecnych w układzie.