Kondensaattori

Kondensaattori on virtapiirin osa, joka toteuttaa sähkövarauksen varastointia.

Yksinkertaisin kondensaattori on kaksi toisistaan hieman erossa olevaa suoraa sähköä johtavaa levyä, joiden väliin (tyhjöön tai muuhun eristeeseen) muodostuva sähkökenttä varastoi sähkövarausta.

"Rinnakkaisista levyistä" tehdyn kondensaattorin elektrodien välinen kapasitanssi, kun pinta-ala on A ja levyjen väli on d on suunnilleen:

$C=\epsilon _{0}\epsilon _{r}{\frac {A}{d}}$

missä C on kapasitanssi faradeina, $\epsilon _{0}\,$ on tyhjön sähköstaattinen permittiivisyysvakio ($1/(\mu _{o}c^{2})=1/(4\pi 10^{-7}c^{2})\,$) ja $\epsilon _{r}\,$ on käytetyn eristeen suhteellinen dielektrinen permittiivisyys.

Kondensaattorin varauskykyä voi siis lisätä:

• Laittamalla lisää pinta-alaa kondensaattoriin - tai laittamalla useampia kondensaattoreita rinnakkain.
• Käyttämällä korkeamman $\epsilon _{r}\,$:n omaavaa materiaalia eristeenä
• Ohentamalla eristettä

Koska ilmaeristeiset kondensaattorit ovat suurikokoisia, yleensä käytetään jotain muuta eristettä ja erilaisia keinoja kasvattaa pinta-alaa pienessä paketissa. Nykyisin ilmaeristeisiä kondensaattoreita näkee enää eräissä virityspiireissä, enimmäkseen nekin ovat menneisyyttä.

Kondensaattoriin varastoituva energia

Kondensaattori varastoi energiaa ja sen yhtälöt ovat:

$C={\frac {Q}{U}}\,$

$E={\frac {1}{2}}{\frac {Q^{2}}{C}}={\frac {1}{2}}CU^{2}\,$

missä:

• C = kapasitanssi
• U = jännite
• Q = sähkövaraus
• E = energia

Katso myös: reaktanssi

Erilaisia kondensaattoreita

• Ilmaeristeiset (kaasut ja tyhjö)
• Kiinteä eriste:
  • Keraamiset
    • C0G tai NP0: 4.7 pF -- 47 nF, 5%, laadukas toleranssiltaan ja lämmönkestoltaan. Isompaa ja kaliimpaa.
    • X7R: 3.3 nF -- 330 nF, 10%, kelvollinen epäkriittiseen käyttöön ja ajastuksiin. Herkkä mikrofonisuudelle (eli mekaaninen värähtely vaikuttaa kapasitanssiin!)
    • Z5U: 0.01 uF -- 2.2 uF, 10%, Hyvä Bypass käyttöön, halpaa ja pientä. Herkkä mikrofonisuudelle!
    • Keraamiset chipit, yleensä Lyijy-zirkonaatti-titanaatti (PZT) joka on ferrosähköinen keraami. 1% tarkkuus, arvoja suurimmillaan luokkaa 1 uF.
  • Lasi
  • Paperi
  • Polyesteri (Mylar®)
  • Polystyreeni
  • Polypropyleeni
  • PTFE (Teflon®)
  • Kiille
  • Piirilevylle tehdyt
• Elektrolyyttiset
  • Alumiini
  • Tantaani
  • EDLC (ultracap)
• Säädettävät kondensaattorit
  • Mekaanisesti säädettävät
  • Kapasitanssidiodit
• Kaikkea sekavaa:
  • Kondensaattorimikrofonit
  • Painemittauskennot
  • Ihminen
  • Pietsosähköinen kide
  • Hajasuureet
  • DRAM-muistisolu
  • Akut

----- TODO -----  kirjoita mitä on saatavilla mihin käyttöön

Katsottavaa

http://en.wikipedia.org/wiki/Capacitor