UPDATE: Polarisierter Elektrolytkondensator auch für Wechselspannung und inverse Gleichspannung

Es ist nur möglich auf der Hauptseite des ELKO das begleitende Titelbild zum folgenden Text zu sehen. Damit dies im Newsletter auch möglich ist, öffne man im Web-Browser den folgenden Link:

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Jeder Elektroniker weiss, ein Elektrolytkondensator (Elko) eignet sich nur für Gleichspannung (DC-Spannung) und nicht für Wechselspannung (AC-Spannung), ausser es ist ein spezieller bipolarer Elko wie er z.B. in passiven Filterschaltungen (Frequenzweichen) in Lautsprecherboxen zum Einsatz kommt. Diese Elkos sind spannungssymmetrisch, d.h. sie können in beiden Polarten mit der selben DC-Maximalspannung betrieben werden, und damit sind sie AC-spannungstauglich.

Eher nur wenig bekannt ist eine ganze spezielle Art des polarisierten Aluminium-Festkörperelektrolyt-Kondensators (hier abgekürzt: Alu-Elko), der dauerhaft eine inverse DC-Spannung von 30 % der DC-Maximalspannung zulässt und sogar maximal eine AC-Spannung von 80 % der DC-Maximalspannung aushält. Diese Alu-Elkos sehen dem Tantal-Tropfen-Elko sehr ähnlich, seine elektrischen Eigenschaften sind allerdings sehr unterschiedlich! Ein gewöhnlicher Tantal-Tropfen-Elko erträgt nicht die geringste inverse DC-Spannung. Von AC-Spannung wollen wir schon gar nicht reden und es gefällt ihm auch nicht, wenn er zu niederohmig geladen oder entladen wird. Auch das quittiert er sehr gerne mit Kurzschluss. Ganz im Gegensatz dieser spezielle Alu-Elko, der locker ohne Serienwiderstand stossartiges Laden und Entladen zulässt und es gefällt ihm von der Tradition des gewöhnlichen Elko drastisch abzuweichen. Betreffs Leckstrom hält er mit maximal wenigen Micro-Ampere mit andern modernen Alu-Elkos Schritt. In diesem Punkt schneidet der Tantal-Tropfen-Elko etwas besser ab. Nebenbei sei an dieser Stelle erwähnt, dass Tantal ein seltener Rohstoff ist! Man sollte sparsam mit Tantal umgehen.

Dieser spezielle Alu-Elko eignet sich besonders in Schaltungen mit Operations- und Instrumentationsverstärkern, wenn mit signifikanten DC-Inversspannungen gerechnet werden muss. An einem Beispiel zeigt dies hier das Titelbild. Links der spezielle Alu-Elko und rechts davon die Schaltung eines Instrumentationsverstärkers. Ein dicker Strich mit Pfeil zeigt C1, wo dieser spezielle Alu-Elko ganz besonders geeignet ist und zum Einsatz kommt.

Dieser Elektronik-Minikurs zeigt wie dieser spezielle Alu-Elko, in praktischen Schaltungen mit Operations- und Instrumentationsverstärkern, eingesetzt werden kann. Dieses Update besteht aus etwas zusätzlichem Text, der dem leichteren Verstehen Rechnung trägt und neu gibt es einfache Angaben um diesen speziellen Elko in drei Elektronik-Distributoren leichter zu finden.


Warum spricht man von Phase und Neutralleiter, wenn es sich doch um Wechselspannung handelt?

Beim Wechselstrom aus der Steckdose spricht man von der Phase und dem Neutralleiter. Am Neutralleiter liegt kein Strom, aber auf der Phase. Aber wieso ist das so? Bei Wechselstrom ändert sich doch ständig die Polarität. Das müsste doch bedeuten, dass der Strom abwechselnd von der Phase und vom Neutralleiter kommen müsste. Kann das mal jemand aufklären?

Ein einfacher Wechselstromkreis besteht aus einem Generator und einem Verbraucher. Da der Generator sich mechanisch dreht, entsteht ein Kreisstrom, welcher bei jeder Änderung der magnetischen Pole eine Änderung der Strompolarität verursacht.

Bei genauerer Betrachtung ist die Phase der Draht, der bei Beginn der Generator-Drehung mit der positiven Polarität den Strom zu leiten beginnt. Der andere Draht ist damit der Rückleiter, der als Neutralleiter bezeichnet wird. Das an ihm kein Strom liegt, ist nur zum Teil richtig. Zum Teil deshalb, weil vom Generator aus gesehen, beginnt hier ein Potential zur Erde. Beim Generator ist der Neutralleiter mit Erde verbunden.

(Update: Irrtümlicherweise wurden die Begriffe Nullleiter und Neutralleiter verwechselt. Korrigiert)


Wechselspannung und Wechselstrom messen

Bei Wechselstrom und Wechselspannung spricht man von elektrischen Größen, deren Werte sich im Verlauf der Zeit regelmäßig wiederholen. Analoge Messinstrumente sind nur bedingt in der Lage den Wert des realen Signalverlaufs zu messen. Stattdessen wird ein mathematischer Wert angezeigt.

Erläuterung zum arithmetischen und quadratischen Mittelwert.