Kondensator


Kondensator jest to element obwodu elektrycznego, który gromadzi ładunki elektryczne na swoich okładkach.

Symbol kondensatora

W Europie do schematycznego oznaczenia kondensatora w układzie wykorzystuje się symbol:


W nazwie obwodu zawierającego kondensator używa się symbolicznego oznaczenia dużej litery `C` - tak samo jak oznaczamy pojemność kondensatora.


Budowa i działanie kondensatora

Zbudowany jest z dwóch przewodników nazywanych okładkami, które rozdzielone są od siebie dielektrykiem (np. folią z tworzywa sztucznego, trójtlenkiem glinu, czy w najprostszym przypadku - powietrze).


Doprowadzenie napięcia do okładek kondensatora powoduje zgromadzenie się na nich ładunku elektrycznego. Po odłączeniu od źródła napięcia, ładunki utrzymują się na okładkach siłami przyciągania elektrostatycznego. Jeżeli kondensator, jako całość, nie jest naelektryzowany to cały ładunek zgromadzony na obu okładkach jest jednakowy co do wartości, ale przeciwnego znaku.


Przez kondensator nie przepływa prąd.

Wielkością charakteryzującą kondensator jest jego pojemność. Im więcej ładunku może zgromadzić na okładkach kondensator, tym większą ma pojemność.


Istnieją kondensatory regulowane, które były w latach PRL powszechnie używane w radiach:


Kondensator o zmiennej pojemności.


Przekręcając pokrętło w powyższym kondensatorze, część dodatkowych blaszek przewodzących prąd "zanurza się" pomiędzy okładkami kondensatora, co zmniejsza jego pojemność.


Pojemność kondensatora

Pojemność oznaczamy za pomocą wielkiej litery alfabetu łacińskiego `C`. Jest ona równa ilości zgromadzonego ładunku podzielonemu przez napięcie pomiędzy okładkami przewodnika.

`C = Q / U`

Jednostką pojemności jest Farad, który równa się:

Farad = Kolumb / Wolt

`F = C / V`



Ułożenie kondensatorów w obwodzie, a sumaryczna (zastępcza) pojemność

Jeżeli połączymy kondensatory szeregowo - jeden za drugim - odwrotność pojemności zastępczej będzie równa sumie odwrotności pojemności poszczególnych kondensatorów:

`1/C_z = 1/C_1 + 1/C_2 + 1/C_3 + ... + 1/C_n`


Kondensatory połączone szeregowo




Jeżeli połączymy kondensatory równolegle pojemność zastępcza jest sumą poszczególnych wartości:

`C_z = C_1 + C_2 + C_3 + ... + C_n`


Kondensatory połączone równolegle



Uwaga!

Zależność ta jest dokładnie odwrotna niż w przypadku łączenia rezystorów!




Kondensator w obwodzie prądu zmiennego

Kondensator w obecności prądu zmiennego po względnym naładowaniu w skutek podłączenia do sinusoidalnego prądu naprzemiennie rozładowuje się i doładowuje z częstotliwością zmian siły elektromotorycznej.

Powoduje on:
- przyspieszeniem natężenia względem napięcia w fazie (odwrotnie niż zwojnica)
- wzrost oporu całkowitego

Opór całkowity nosi w nazwę zawady i wynosi Z:

`Z = sqrt(1/(omega^2 C^2) + R^2)`

gdzie
`C` - pojemność kondensatora
`R` - opór omowy obwodu
`omega` - częstotliwość kołowa prądu

`omega = 2 pi f` gdzie f to częstotliwość prądu.