En Kondensator
- TEKNIKK apparat til kondensasjon av gass, damp
- ELEKTRISITET apparat som man søker å samle en stor elektrisitetsmengde på en liten overflate med.
- ELEKTRONIKK komponent som består av to ledere (kondensatorplater), isolert fra hverandre ved et dielektrikum.
Ladning og Kapasitans:
Det trengs en lukket krets for at en kontinuerlig konstant strøm skal kunne gå. Imidlertid er det mulig å få bygget opp ladning på metallplater og andre ledere. Den enkleste er to parallelle plater som kobles til hver sin pol av en spenningskilde som vist i figuren. Elektroner vil hentes fra den ene platen og legges over på den andre platen inntil platene er ’fullt oppladet’.
Ved ’full oppladning’ går ingen strøm, og ladningen, Q, flyttet viser seg å være
proporsjonal med anvendet spenningen over platene:
\[Q=C \ U\]
Utladningsstrøm:
Ved å bruke Kirchhoffs andre lov i RC krets:
\[U_0=U_C+U_R=\frac {Q}{C}+IR\]
Selv om at spenningskilden brytes av (\(U_0=0\)) blir det et kortvarig strømm i kretsen, som avtar gradvis. Strømmen kalles for utladningsstrøm:
\[\frac {Q}{C}+IR=0\]
\[I=-\frac {Q}{R\ C}\]
men:
\[I=\frac {dQ}{dt}\]
\[\frac {dQ}{dt}=-\frac {Q}{R\ C}\]
\[\frac {dQ}{Q}=-\frac {dt}{R\ C}\]
\[\int \frac {dQ}{Q}=-\int \frac {dt}{R\ C}\]
\[[\ln{Q}]_0^t=-[\frac {t}{R\ C}]_0^t\]
\[\ln Q-\ln Q_0=-\frac {t}{R\ C}\]
\[\ln \frac {Q}{Q_0}=-\frac {t}{R\ C}\]
\[Q=Q_0\ e^^{-\frac {t}{R\ C}}\]
Hvis spenningen skrues opp igjen vil ladningen på kondensatoren som funksjon av tid være:
\[Q=Q_0\ (1- e^^{-\frac {t}{R\ C}}\ )\]
\[I=\frac {dQ}{dt}=\frac {d}{dt}[Q_0 (1- e^^{-\frac {t}{R\ C}}\ )]\]
\[I=\frac {Q_0}{RC} \ e^^{-\frac {t}{R\ C}} \]
\[I=\frac {U_0}{R} \ e^^{-\frac {t}{RC}} \]
Således, hvis det påtrykkes en vekselstrøm med frekvens som er mye høyere enn 1/(RC) så vil kondensatoren ikke ha noen virkning på kretsen. Likestrøm og signaler med lav frekvens vil ikke gå i kretsen.
Anvendelser:
- Likestrøm: Kondensatorer tillater ikke strøm av likestrøm (DC), men de kan likevel brukes i likestrømskretser. Her blir kondensatoren ladet med energi, som kan utlades raskt når den kobles til en forbrukerkrets. Dette tillater midlertidig ekstra energi for å drive høyeffekts elektriske belastninger.
- Vekselstrøm: Selv om det ikke er en fysisk strøm av ladninger som passerer gjennom gapet i en kondensator, forekommer det likevel ladnings- og utladningsstrømmer. Vekselstrøm og små, korte strømpulser passere gjennom kondensatoren hvis verdiene for R (motstand) og C (kapasitans) er tilpasset frekvensene i signalene. Kondensatorer kan også bli koblet slik at uønskede frekvenser og støy filtreres ut.