Kondensator (Elektrotechnik)

E Kondänser (vo latiin. condensare ‚verdichde‘) isch e passivs elektrischs Bauelimänt wo elektrischi Laadig und d Energii wo mit däm zämmehänggt, cha spiichere. D Fähigkäit, Laadig z spiicher, wird as elektrischi Kapazidäät bezäichnet und in dr Äihäit Farad gmässe. Wil er Laadige spiicheret, isch d Wirkig, won e Kondänser uf e Änderig vo dr Spannig het, dere entgeegegsetzt, wäärend d Spuele eso uf Ändrige in dr Stroomsterki reagiert.

Technisch gsee bestoot e Kondänser us zwäi elektrisch läitende Flechene, de Elektroode, wo dr Abstand zwüschene mäistens seer chlii isch und wo men e au Kondänserbeleeg säit. Zwüschene befindet sich immer e Beriich, wo isoliert, e Dielektrikum. Bi de mäiste Bauforme wärde d Elektroode und s Dielektrikum ufgröllelet oder ufenander gstaplet.

Kondänser wärde in vile elektrische Aalaage und in fast jedem elektronische Gräät iigsetzt, under anderem as elektrischi Energiispiicher, Blindwiderständ oder frekwänzabhängigi Widerständ. Spezielli Bauforme wärde as Sensore verwändet. Bi bsundrige Konfigurazioone si nitlineari Kondensatore bekannt.^[1] E Kapazitätsnormal isch e Kondensator mit dr höggste absolute und relative Kapazitätskonstanz gegenüber Tämpraturändrige und em elter Wärde. Drzue chömme mäistens no höggsti Aafordrige an die elektrischi Güeti über e groosse Iisatzfrekwänzberiich und an die dielektrischi Absorption vom Dielektrikum, wo iigsetzt wird; die sött chliner as e baar Mikrowolt si. Au Thermospannige si unerwünscht. Die Äich-Kapazitätsnormale wärde zur Kalibrierig (Abgliich) vo hoochwärtige Mässgräät iigsetzt bzw. befinde sich in sonige Gräät, wie z. B. Prezisions-RLC-Mässbruggene.

Es git Aaordnige, wo die kapazitivi Kopplig vo zwäi Elektrode unerwünscht isch. Sonige Kapazitääte säit mä parasitär oder begläitend und si ghööre nid zu de Kondensatore, zum Bischbil Aktore wie piezoelektrischi Wandler, elektrostatischi Lutsprächer, Ablänkblatte und Bauelimänt vo dr Elektrooptik. Dr Ufbau von ene isch zwar äänlig, aber mä will ummiddelbar von ene nume ass es elektrischs Fäld erzügt wird. Sonigi Aktore chönne Äigekapazitääte im Nanofarad-Beriich ham wo mäistens nid erwünscht si.

Wie e Kondänser funkzioniert

D Daarstellig vom Brinzip vom e Stroomfluss dur e Kondänser, wie sich en elektrischs Fäld bildet und d Elektroode ufglaade wärde, und e Spannig V entstoot

Wenn en elektrische Stroom dur e Kondänser duurefliesst, denn laadet sich äini vo de Elektroode positiv, die anderi negativ uf. Eso wird d Laadig gspiicheret. Zwüsche de bäide Elektroode vom Kondänser fliesst dr Stroom as Verschiebigsstroom, und mit em änderet sich die elektrischi Fäldsterki. E witere Stroomfluss entgege dr Spannig, wo sich ufbaut, vergröösseret die inneri Energii vom Kondänser. Wird dr Kondänser vo dr Stromkwelle drennt und es git käi läitendi Verbindig zwüsche de bäide Elektroode, so bliibe d Energii und d Laadige erhalte und d Spannig konstant. Wird d Richdig vom Stroom umkeert, denn fliesst d Energii ab und d Spannig sinkt wider.

D Beziejige zwüsche de verschiidene Mässwärt si in dene zwäi Formle usdruckt:

Q=C\cdot U

und

W={\frac {1}{2}}\cdot C\cdot U^{2}

Q isch drbii d Laadig (in Coulomb, C, oder Amperesekunde, As), C d Kapazitäät (in Farad, F) und U d Spannig (in Volt, V); d Energii isch mit Arbet W (in Joule, J) bezäichnet zum sä vo dr Fäldsterki E z underschäide.

Litratuur

Friedhelm Schiersching: Kondensatoren verstehen und anwenden. Kosmos, Stuttgart 1983, ISBN 3-440-05185-4.
Otto Zinke, Hans Seither: Widerstände, Kondensatoren, Spulen und ihre Werkstoffe. Springer, Berlin 1982, ISBN 3-540-11334-7.
Peter Volkmann, Edgar P. Vorndran: Elektrisches Feld und Kondensator. VDE, Berlin 1999, ISBN 3-8007-2018-3 (= Aufgaben Elektrotechnik + Elektronik. Band 2).
Wolfgang Just, Wolfgang Hofmann: Blindstromkompensation in der Betriebspraxis: Ausführung, Energieeinsparung, Oberschwingungen, Spannungsqualität. VDE, Berlin 2003, ISBN 3-8007-2651-3.
Hermann Böger, Friedrich Kähler, Günter Weigt: Bauelemente der Elektronik und ihre Grundschaltungen. Stam, Köln 1996, ISBN 3-8237-0214-9 (= Einführung in die Elektronik. Teil 1).
Heinz-Josef Bauckholt: Grundlagen und Bauelemente der Elektrotechnik. 7 Auflage. Hanser, München / Wien 2013, ISBN 978-3-446-43246-8 S. 409ff.
DIN EN 60384-1.
Fritz Henze: Blindstrom und Leistungsfaktor. Fachbuchverlag, Leipzig 1955, DNB 451961005.
Stefan Hochsattel: „Den werden sie wohl immer brauchen …“ 75 Jahre Kondensatorfertigung in Gera. Eigenverlag S. Hochsattel, Gera 2013, ISBN 978-3-0-0043983-4.

Weblingg

Commons: Kondensatoren – Sammlig vo Multimediadateie

Wikibooks: Bauelemente: Band 1: Kondensatoren — Lern- und Lehrmaterialie

Grundlaage und Funkzionswiis
S elektrische Fäld im Blattekondensator (Animazion)
CapSite Technischi Detäi zu Kondensatore, wo industriell relewant si (änglisch)

Fuessnoote

↑ L. A. Vsevolozhskii, V. A. Filinov: Methods of measuring nonlinear capacity. In: Measurement Techniques. Band 19, Nr. 10, 1976, S. 1497–1500, doi:10.1007/BF01101215.

Dä Artikel basiert uff ere fräie Übersetzig vum Artikel „Kondensator_(Elektrotechnik)“ vu de dütsche Wikipedia. E Liste vu de Autore un Versione isch do z finde.

[1] L. A. Vsevolozhskii, V. A. Filinov: Methods of measuring nonlinear capacity. In: Measurement Techniques. Band 19, Nr. 10, 1976, S. 1497–1500, doi:10.1007/BF01101215.

[1]