Welcher Kondensator ist der richtige?
Wenn sich jemand, der neu in der Elektronik ist, mit Kondensatoren auseinandersetzt, wird er von der Vielzahl an verschiedenen Kondensatoren überrascht sein. Es gibt sowohl gepolte als auch ungepolte Kondensatoren, und für die Dielektrika sowie die Platten kommen unterschiedliche Materialien zum Einsatz. Zudem gibt es verschiedene Bauformen und Größen. Schnell wird klar, dass nicht jeder Kondensator gleich ist.
Es ist tatsächlich so, dass verschiedene Kondensatoren ganz unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, wodurch sie sich für verschiedene Anwendungen eignen. Daher wollen wir hier untersuchen, welche Anwendungsbereiche es für bestimmte Kondensatoren gibt und wann man welchen Typ von Kondensator am besten einsetzt.
Zuerst aber eine kleine Einführung über die wichtigsten Eigenschaften.
Kapazität C
in F (C/V)
Grundsätzlich ist ein Kondensator ein Energiespeicher. Allerdings weniger, um Energie langfristig zu speichern, wie bei einem Akku, sondern eher kurzfristig. Zum Beispiel als Zeitglied oder Entladekondensator. Die erforderliche Kapazität C in Farad (F) wird dann über die Ladungsmenge Q in Coulomb (C) und die elektrische Spannung U in Volt (V) berechnet.
Ohmscher Ersatzserienwiderstand ESR
Bei Wechselspannungsanwendungen wird das Laden und Entladen des Kondensators durch eine Frequenz beeinflusst. Das Verhalten des Kondensators hängt dann nicht nur von seiner Kapazität ab, sondern auch von den Verlusten beim Laden und Entladen. Die Verluste entstehen hauptsächlich durch die ohmschen Eigenschaften des Kondensators. Gemeint ist der Ersatzserienwiderstand (ESR). Zur Beschreibung des realen Kondensators wird ein Ersatzschaltbild herangezogen. Es besteht aus einem ohmschen, kapazitiven und induktiven Anteil. Aus dem Ersatzschaltbild lässt sich der komplexe Widerstand des Kondensators ableiten. Man bezeichnet ihn als Impedanz Z (Scheinwiderstand).
Die Impedanz und der ESR sind abhängig von der Frequenz und unterscheiden sich bei unterschiedlichen Kondensatoren gleicher Kapazität.
Metall-Papier-Kondensator (MP-Kondensator)
Metall-Papier-Kondensator findet man in der Nachrichtentechnik und Kommunikationstechnik als:
- Koppelkondensator
- Glättungskondensator
- Hochspannungskondensator
- Stoß- und Stützkondensator
Metall-Kunststoff-Kondensator (MK-Kondensator)
Metall-Kunststoff-Kondensator eignen sich bei Gleichspannungen oder kleinen Wechselspannungen, weil sie besonders verlustarm und in verschiedenen Bauformen erhältlich sind. Sie sind bei geringem Platz und hohen Temperaturen als Glättungs- und Koppelkondensatoren geeignet.
Spezielle verlustarme Kondensatoren
Manche Kondensatoren sind besonders verlustarm, wobei es sich nicht um einen bestimmten Typ Kondensator handeln muss. Zum Beispiel eignen sich hier auch Glimmer- und Glaskondensatoren.
- Schwingkreiskondensatoren in frequenzbestimmenden Schaltkreisen
- Filter
- hochisolierte Entkopplung und Kopplung
- Blockkondensatoren
- Messkondensatoren
Ein verlustarmer Kondensator zeichnet sich also durch folgende Eigenschaften aus:
- Niedriger ESR: Minimiert die Wärmeentwicklung durch ohmsche Verluste.
- Geringe dielektrische Verluste (tan δ): Der Tangens des Verlustwinkels (tan δ) ist ein Maß für die dielektrischen Verluste.Ein niedriger tan δzeigt geringe Verluste an.
- Hoher Gütefaktor (Q-Faktor): Der Q-Faktor ist ein Maß für die Effizienz des Kondensators. Ein hoher Q-Faktor kennzeichnet einen verlustarmen Kondensator.
Keramik-Kondensatoren (NDK-Typen)
Keramik-Kondensatoren vom Typ NDK eignen sich
- für Temperaturkompensation in frequenzstabilisierten Schwingkreisen
- als Filter-Kondensatoren
- als Hochspannungskondensatoren
- als Impuls-Kondensatoren
Keramik-Kondensatoren (HDK-Typen)
Keramik-Kondensatoren vom Typ HDK eignen sich
- zur Koppelung
- zur Siebung
- als Hochspannungskondensatoren
- als Impuls-Kondensatoren
Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren
Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren eignen sich
- als Energiespeicher
- zur Siebung
- zur Glättung
- zur Koppelung
- als Blockkondensator
- bei Motoren
Tantal-Elektrolyt-Kondensator
Tantal-Elektrolyt-Kondensator eignen sich in der Nachrichten-, Mess- und Regelungstechnik zur Glättung und Koppelung.
Übersicht: Kondensatoren
- Folienkondensatoren / Wickelkondensatoren
- Keramikkondensator
- Styroflexkondensator
- Ungepolte Elektrolytkondensatoren
- MLCC - Multilayer Ceramic Chip Capacitor
- Elektrolytkondensator
- Aluminium-Elektrolytkondensatoren
- Tantal-Elektrolytkondensatoren
- Low-ESR-Elektrolytkondensatoren
- Gold-Cap / Doppelschicht-Kondensator
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