Kondenzatori vrste: elektrolitski, folijski, keramički, promjenljivi, super kondenzatori
Kondenzatori se u osnovi sastoje od dvije vodljive ploče koje su odvojene izolatorom (dielektrik). On ima svojstvo da akumulira energiju, proporcionalno sa kapacitetom, koji u općoj upotrebi može imati raspon od 1pF do 10000 µF, a može biti i veći za posebne aplikacije kao kondenzatori koji služe kao back-up u satovima za videorekorderima.
Što je veća površina ploče i manji razmak između ploča, veći je kapacitet. Također, to ovisi i o materijalu za izolaciju između ploča, a najmanji je ako je to zrak. Možete ponekad vidjeti ovu vrstu kondenzatora u visokonaponskim krugovima i nazivaju se («spark-caps»). Zamjenjivanje zračnog prostora sa izolacijom će povećati kapacitet nekoliko puta. Prema tabeli, ako se polystyren dielektrik koristi umjesto zraka, kapacitet će se povećati 2.60 puta. Kondenzatori se mogu šire podijeliti u dvije klase, nepolarizirani i elektrolitski.
Prosječni hobist koristi samo nekoliko vrsta kao što su obični elektrolitski i keramički kondenzator i ovisno o primjeni , toplinski stabilne vrste kao metal-film ili polipropilen. Promjenljivi kondenzatori sada se rijetko upotrebljavaju, osim u formi kao što su varikap diode.
Pogledajte dolje radi detaljnijeg objašnjenja za najčešće korištene kondenzatore.
Nepolarizirani kondenzator 
Elektrolitski kondenzator 
Promjenljivi kondenzator 
| microFarad (µF) | nanoFarad (nF) | picoFarad (pF) | ||
| 0.000001µF | = | 0.001nF | = | 1pF |
| 0.00001µF | = | 0.01nF | = | 10pF |
| 0.0001µF | = | 0.1nF | = | 100pF |
| 0.001µF | = | 1nF | = | 1000pF |
| 0.01µF | = | 10nF | = | 10,000pF |
| 0.1µF | = | 100nF | = | 100,000pF |
| 1µF | = | 1000nF | = | 1,000,000pF |
| 10µF | = | 10,000nF | = | 10,000,000pF |
| 100µF | = | 100,000nF | = | 100,000,000pF |
AC izmjenični napon. Izglađivanje valovitosti napona u kombinaciji s diodom. Istosmjerni napon DC.
Impuls. Sklop timera – potrebno je vrijeme da se kondenzator nabije. Vremensko kašnjenje.
Miješani signal. Nisko-propusni filtar je kombinacija kondenzatora i otpornika. Samo željeni niskofekventni signal je propušten.
Miješani signal. Visoko-propusni filtar je kombinacija kondenzatora i otpornika. Samo željeni visokofrekventni signal je propušten.
Elektrolitski kondenzatori
Elektrolitski kondenzatori se u osnovi proizvode od vodljivih soli u elektrolitskoj otopini. Aluminijske elektrode koje se koriste imaju tanku oksidacijsku membranu. Najčešća vrsta su polarizirani kondenzator mada postoje i bipolarni eletktrolitski kondenzatori čije su obje ploče su presvučene oksidom i upotrebljavaju se na primjer u skretnicama za zvučničke kutije.
Primjena: Filtar za glađenje napona, sklop za odmjeravanje vremena, prespajanje niskofrekventnih signala, itd. Jeftin, pristupačan, dobar za akumuliranje energije. Nije previše precizan, beznačajnih električnih svojstava, ima karakteristiku curenja ili propuštanja struje, smanjivanje vrijednosti kapaciteta s vremenom, nije pogodan za uporabu u visokonaponskim sklopovima, dostupan ili u vrlo malim ili vrlo velikim vrijednostima u µF. Može eksplodirati ako se nazivni radni napon prekorači ili je polaritet obrnut, stoga budite pažljivi. Kada koristite ovu vrstu kondenzatora u nekom od svojih projekata, iskustveno pravilo je izabrati onaj koji je dvaput veći od izvora napona. Naprimjer, ako je napon vašeg izvora napajanja 12 volti izabrat ćete kondenzator nazivnog napona od 24 volta. Ovaj tip kondenzatora je prešao dug put i karakteristike su mu se neprestano usavršavale. On je i uvijek će biti svevremenski favorit; sve dok se ne pojavi neki bolji i zamijeni ga. Ali, ne vjerujem da će se to dogoditi uskoro; polarizirani kondenzatori se puno koriste u gotovo svim vrstama uređaja i potrošačke elektronike.
Tantal kondenzator
Načinjen od tantal pentoxida. To su elektrolitski kondenzatori ali elektrode su od materijala koji se naziva tantal s tantalskim oksidom kao dielektrikom. Bolji su od elektrolitskih kondenzatora, odlične temperature i frekvencijskih karakteristika. Kad se tantalni prah ispeče kako bi se učvrstio, unutar njega nastanu pukotine. Električni naboj se može pohraniti u ovim pukotinama. Kao i elektroliti, tantal je polariziran, stoga pazite na oznake «+» i «-».
Najčešće se koristi u analognim signalnim sustavima zbog nedostatka šuma koji nastaju od strujnih impulsa. Male veličine odgovaraju bilo gdje, pouzdan, najčešće vrijednosti su gotovo uvijek dostupne. Skup, lako ga mogu uništiti naponski šiljci i obrnuti polaritet napona, struja punjenja i pražnjenja mora biti ograničena s najmanje 30 Ohma/V u strujnom krugu, visoke vrijednosti kapaciteta postoje ali ih se teško dobije.
Oznake na SMD tantal kondenzatoru
Primjer 220µF, 10V
Primjer: 6.8µF, 6.3V
Tantal kondenzator označavanje bojom
| Boja | 1. brojka | 2. brojka | Točka multiplikator | Napon |
| Crna | 0 | 0 | x 1 | 10V |
| Smeđa | 1 | 1 | x 10 | – |
| Crvena | 2 | 2 | x 100 | – |
| Narančasta | 3 | 3 | – | – |
| Žuta | 4 | 4 | – | 6.3V |
| Zelena | 5 | 5 | – | 16V |
| Plava | 6 | 6 | – | 20V |
| Ljubičasta | 7 | 7 | – | – |
| Siva | 8 | 8 | x 0.01 | 25V |
| Bijela | 9 | 9 | x 0.1 | 3V |
| Roza | – | – | – | 35V |
- CA tip je dizajniran za opću primjenu (uređaji za domaćinstvo, potrošačka elektronika) zbog svojih dobrih karakteristika.
- CB tip se preporučuje za profesionalnu i industrijsku upotrebu.
- Specifikacije:
- 1. Temperaturni raspon:
- § CA: -55oC to +85oC
- § CB: -85oC to +125oC (de-ratingvoltage)
- § oko +85oC,
- 2. Nominalni kapacitet CR: 0.1 do 330 uF(E6 serija)
- 3. Tolerancija kapaciteta:
- § CA: +/-20%
- § CB: +/-20%, +/-10%( +/-5% upon request)
- 4. Nazivni napon VR: 3 to 50V
- 5. udarni napon:
- § CA: 1.15Vr
- § CB: 1.30Vr
- 6. Struja curenja IL:
- § CA: ˇŘ0.4CR X VR or 2uA
- § CB: ˇŘ0.01CR X VR or 0.5uA
Super kondenzatori
Električni dvostruko slojni kondenzator je pravo remek djelo. Kapacitet je 2.2 Farada (2 200 000 µF).
Unatoč velikom kapacitetu, njegova fizička veličina je relativno mala. Kao i drugi elektrolitski super kondenzator je također polariziran stoga budite oprezni s obzirom na probojni napon. Mora se dobro paziti kada se koristi ovaj kondenzator. Ima toliko veliki kapacitet da bi, ako se ne pazi, mogao uništiti dio izvora napajanja kao što je mosni ispravljač, regulator napona ili bilo što drugo radi ogromne jačine struje. U kratkom trenutku ovaj kondenzator djeluje kao kratak spoj kada se kapacitet napuni nabojem. Kod ove vrste nužna je zaštita sklopova.
Pregled Tehnologije
Ultrakondenzator, poznat i kao superkondenzator ili kondenzator s električkim dvostrukim slojem (EDLC), isporučuje energiju s relativno visokim stopama (iznad onih dostupnih baterijama). Ultrakondenzatori pohranjuju naboje elektrostatski (ne-Faradački) reverzibilnom adsorpcijom elektrolita na elektrokemijski stabilne elektrode od ugljika visoke površinske površine. Razdvajanje naboja događa se na polarizaciji na sučelju elektroda/elektrolita, stvarajući dvostruki sloj. Ovaj mehanizam vrlo je reverzibilan, omogućavajući ultrakondenzatoru da se puni i prazni stotine tisuća puta.
Konstrukcija Ultrakondenzatora
Ultrakondenzator je izrađen s simetričnim pozitivnim i negativnim elektrodama od ugljika, odvojenim izolacijskim ionski propusnim separatorom i smještenim u spremnik napunjen organskim elektrolitom (sol/topilo) dizajniranim za maksimiziranje ionske provodljivosti i vlaženje elektroda. Kombinacija elektroda od aktiviranog ugljika s visokom površinskom površinom (obično >1500m2/g) i izuzetno malom separacijom naboja (Angstromi) rezultira visokim kapacitetom.
Folijski, film i keramički kondenzatori
Film kondenzatori su vrsta kondenzatora koji koriste tanki film kao dielektrički materijal između elektroda. Ovi kondenzatori često imaju dobre električne karakteristike i koriste se u različitim elektroničkim aplikacijama. Evo nekoliko ključnih informacija o film kondenzatorima:
1. Dielektrički Materijali:
- Polyester (PET): Ovaj materijal često se koristi zbog svoje dobre otpornosti na vlagu i niske cijene.
- Polipropilen (PP): Pruža veću stabilnost temperature i nižu gubitnu tangentu od poliestera.
- Polietilen tereftalat (Mylar): Sličan poliesterskom filmu, Mylar se često koristi u film kondenzatorima.
2. Prednosti:
- Niska gubitna tangentna: Film kondenzatori obično imaju nisku tangentu gubitaka, što znači da imaju malu unutarnju disipaciju energije.
- Dobar faktor kvalitete (Q-faktor): Visok Q-faktor čini ih pogodnima za frekvencijski selektivne aplikacije.
- Dobar faktor stabilnosti: Imaju stabilne električne karakteristike tijekom vremena.
3. Primjene:
- Audio sustavi: Film kondenzatori često se koriste u audio uređajima zbog svoje visoke kvalitete zvuka.
- Prijenosna elektronika: U uređajima kao što su mobilni telefoni i MP3 playeri.
- Snaga i elektronika visokih frekvencija: U frekvencijski zahtjevnim aplikacijama gdje je važna precizna kontrola.
4. Označavanje:
- Vrijednost kapaciteta: Označena u faradima ili mikrofaradima (uF ili nF).
- Radni napon: Mora se uzeti u obzir kako bi se izbjeglo prekoračenje napona.
5. Nedostaci:
- Volumen i masa: Film kondenzatori mogu biti veći i teži u usporedbi s nekim drugim vrstama kondenzatora.
- Cijena: Mogu biti skuplji u odnosu na neke druge vrste kondenzatora.
6. Vrste Film Kondenzatora:
- Poliesterski (Mylar) kondenzatori: Česti u audio aplikacijama.
- Polipropilenski kondenzatori: Koriste se za više frekvencije i visok Q-faktor.
- Polietilenski kondenzatori: Pogodni za visoke temperature i frekvencije.
Poliesterski film kondenzator
- Neinduktivan
- Minijaturne veličine
- Samo-oporavak
- Epoksidna prevlaka protiv vlage
- Upotreba za filtriranje, blokiranje istosmjerne struje, povezivanje
- Izvrstan za povezivanje, by-passing, RF
- Electrode: metallized polyester film
- Premaz: epoxy resin (smeđa boja)
- Radna temperatura: -40oC do +85oC
- Raspon napona: 50, 100, 250, 400, 630VDC
- Kapacitet: 0.01 µ F do 10 µ F
- Tolerancija kapaciteta: ˇÓ55%, ˇÓ10%, ˇÓ20%
- Ispitni napon: R.V. x 175% – 1 minuta
Ovaj kondenzator koristi tanki poliesterski film kao dielektrik. Nema tako visoku toleranciju kao polipropilen, ali je jeftiniji, ima stabilniju temperaturu, pristupačan je, u širokoj uporabi. Tolerancija je približno 5% do 10%. Može biti prilično velik, ovisno o kapacitetu ili nazivnom naponu i stoga nije pogodan za sve aplikacije.
Polipropilen kondenzator
- Neinduktivan namotaj s polipropilenskim dieleketrikom i metaliziranim polipropilenskim filmom u seriji. Aluminijski folija za elektrode.
- Idealana za visoko frekventne i visokonaponske impulse
- široka primjena za prigušivanje u prekidačkim sklopovima, visokonaponskim napajanjima
- Radna temperatura: -40oC ~ +85oC
- Raspon kapaciteta : 0.001 ~ 0.33µF
- Tolerancija kapaciteta: + -5%(J), + -10%(K), + -20%(M)
- Nazivni napon: 1000VDC, 1200VDC, 1600VDC, 2000VDC
- Faktor disipacija: 0.1% max. at 1KHz, 25oC
- otpor izolacije: >30000 M ohm
Uglavnom se koristi kada je potrebna viša tolerancija nego što poliestarski kondenzator to može ponuditi. Ovaj polipropilenski film je dielektrik.
Vrlo je mala promjena u kapacitetu kada se koriste ovi kondenzatori u primjeni unutar frekvencijskog opsega od 100KHz. Tolerancija je oko 1%. Dostupne su vrlo male vrijednosti.
Polipropilenski kondenzatori često se koriste u audio tehnici zbog svojih specifičnih karakteristika koje pridonose visokoj kvaliteti zvuka. Evo nekoliko razloga zbog kojih su polipropilenski kondenzatori popularni u audio primjenama:
- Niska izobličenja: Polipropilenski kondenzatori imaju niske razine izobličenja, što znači da ne izobličavaju audio signal na isti način kao neki drugi materijali.
- Stabilnost: Oni su poznati po termičkoj i električnoj stabilnosti, što znači da održavaju dosljedne karakteristike tijekom širokog temperaturnog raspona.
- Niskai gubici: minimiziraju gubitak energije u kondenzatoru i omogućuju precizno reproduciranje zvuka.
- Visoka dielektrična čvrstoća: Imaju visoku dielektričnu čvrstoću, što znači da mogu podnijeti visoke napone bez probijanja.
- Niska dielektrična apsorpcija: Polipropilenski kondenzatori imaju nisku dielektričnu apsorpciju, što pridonosi održavanju čiste reprodukcije zvuka.
- Niska ekvivalentna serija otpornost (ESR): Niska ESR doprinosi boljoj efikasnosti i performansama u audio sustavima.
- Dug vijek trajanja: Ovi kondenzatori često imaju dug vijek trajanja, pružajući dugotrajan rad u audio uređajima.
Kada se koriste u audio tehnici, polipropilenski kondenzatori mogu poboljšati jasnoću, detalje i dinamiku zvuka. Važno je odabrati odgovarajuću vrstu kondenzatora ovisno o specifičnoj aplikaciji i potrebama audio sustava.
Polistiren kondenzator
Idealan za kompjutere i vremenske sklopove
- Visoki kapacitet i visoki otpor izolacije
- Radna temperatura: -40oC to +85oC
- Raspon kapaciteta: 100pF to 10000pF
- Tolerancija: F(+/-1%), G(+/-2%), J(+/-), K(+/-10%)
- Faktor disipacije: 0.1% max. na 1KHz i na 100KHz za CˇŘ0.01µF
- Otpor izolacije: 50000Mohm
- Radni napon: 50VDC, 125VDC
Polistiren se koristi kao dielektrik. Iznutra je konstruiran kao zavojnica pa nije pogodan za visoko frekvencijske aplikacije. Dobar je za primjenu u filtarskim sklopovima ili vremenskim aplikacijama koristeći nekoliko stotina KHz ili manje. Elektrode mogu biti crvenkaste zbog upotrebe bakrenog lista ili srebrnog kada se aluminijska folija koristi za elektrode.
Metalizirani poliesterski film kondenzatori
- Prikladan za;
- Blokiranje
- Filtriranje
- By-pass
- Povezivanje
- Decoupling
- Vremenski sklopovi
- Primjena u telekomunikacijama
- Procesiranje podataka
- Industrijski instrumenti
- Uređaji za automatsku kontrolu
Dielektrik je napravljen od metalnog oksida. Dobre je kvalitete, niskog pomicanja vrijednosti, temperaturna stabilnost. Pošto su elektrode tanke, može biti vrlo, vrlo mali. Dobar svestrani kondenzator.
Epoksi kondenzator
Prozvođači koriste epoksidni polimer kao dielektrik. U širokoj uporabi, stabilan, jeftin. Ovisno o kapacitetu ili nazivnom naponu može biti vrlo velik ili i stoga nije pogodan za sve aplikacije.
Keramički kondenzatori
- Dielectric Material : Y5P, Y5U, Y5V.
- Opseg kapaciteta : 3300pF ~ 33000pF.
- Tolerancija : +80%-20%, +/-20%, +/-10%.
- Napon (DC) : 16V ~ 50V.
Temperaturno stabilni tip
- Dielektrik : NPO, N220, N330, N470, N750, SL.
- Opseg kapaciteta : 0.5pF ~ 820pF.
- Napon (DC) : 50V ~ 1000V.
Konstruiran od materijala kao što je titanium acid barium za dielektrik. Ovi kondenzatori u unutrašnjosti nisu izrađeni kao zavojnica, te su stoga pogodni za uporabu u visokofrekventnim aplikacijama. Obično se koriste za odvođenje signala visoke frekvencije u zemlju. Imaju oblik diska, dostupni su u vrlo malim vrijednostima kapaciteta i vrlo malih veličina. Zajedno sa elektrolitskiim kondenzatorima je najrašireniji i najkorišteniji kondenzator. Vrlo je male veličine i vrijednosti, jeftin, pouzdan. Podložan je pomicanju vrijednosti kapaciteta zavisno o okolnoj temperaturi. NPO tipovi su temperaturno stabilni. Mogu se prepoznati po crnoj prugi na vrhu.
Višeslojni keramički kondenzator
Dielektrik je napravljen od mnogo slojeva. Male veličine, vrlo dobre temperaturne stabilnosti, izvrsnih frekventne stabilnosti. Koristi se aplikacijama za filtriranje ili odvođenje visokih frekvencija u zemlju. Nemaju polariteta. Višeslojni kondenzatori pate od visokih Q unutarnjih (paralelnih) rezonancija – općenito u VHF području. Kondenzatori CK05 stil 0.1µF/50V naprimjer rezoniraju oko 30 MHz.
Kao i sa svim keramičkim kondenzatorima, pažljivo kod savijanja izvoda preblizu kućišta i jer ih to može uništiti.
Srebrni tinjac – Mica kondenzator
- Ispitni napon je dva puta veći od radnog istosmjernog napona pri temperaturi: -55deg. C do +125stup. C
- Raspon kapaciteta: 1PF to 120,000PF
- Radni napon: 100V to 3,000V
Tinjac se koristi kao dielektrik. Koristi se u rezonantnim krugovima, frekvencijskim filterima i vojnim RF aplikacijama.
Visoko stabilan, dobrog temperaturnog koeficijenta, izvrsne izdržljivosti zbog frekvencijskih karakteristika, malih vrijednosti, visokonaponski tipovi dostupni, može biti skup, ali i vrijedi.
Promjenljivi kondenzatori
- Poly Variable kondenzatori za audio (AM, FM, SW, itd.)
Naziva se i korekcijski kondenzator ili promjenjivi kondenzator. Koristi keramiku ili plastiku kao dielektrik.
Keramički tip ima otisnutu vrijednost na sebi u bojama. Postoji još nekoliko boja kao što je crvena, bež i grimizna koje ovdje nisu nabrojane.
| Pf | 10MHz | Color Code |
| 1.8-6 | >300 | red |
| 1.0-10 | >300 | red |
| 2.0-12 | >300 | none |
| 2.8-23 | >300 | blue |
| 4.0-34 | >200 | yellow |
| 5.0-45 | >200 | brown |
| 5.0-55 | >200 | green |
| 2-8 | >200 | red |
| 2-9 | >200 | – |
Većina njih je označena bojom kako bi se lakše prepoznala ugodiva veličina.
Kondenzator za podešavanje na jednu frekvenciju ili kondenzator sa »zračnom jezgrom»
Oni koriste okolni zrak kao dielektrik.
Kombinirani kondenzatori i formule
Paralelni kondenzatori
Kod kondenzatora spojenih paralelno, što je najpoželjnije, kapaciteti se zbrajaju, što je upravo suprotno od paralelnih otpornika. To je odličan način povećanja ukupnog kapaciteta električnog naboja.
Ctotal = C1 + C2 + C3
Morate znati da se mjenja samo ukupni kapacitet, a ne dovedeni napon. Budite pažljivi kako ne biste previše pojačali određeni napon na kondenzatoru kada kombinirate sa različitim radnim naponima, jer bi mogli eksplodirati. Primjer: recimo da imate tri kondenzatora sa naponima od 16V, 25V i 50V. Napon ne smije prekoračiti najniži napon, u ovom slučaju onog od 16V. Činjenica je i iskustveno pravilo, uvijek birajte kondenzator dvaput veći od dovedenog napona. Primjer: ako je ulazni napon 12V, trebali bi izabrati tip kondenzatora od 24V (u stvarnosti 25V).
Kondenzatori u serijskom spoju
Ponovo, upravo suprotno od načina računanja otpornika. Višebrojni kondenzatori spojeni u nizove jedan s drugim imat će ukupni kapacitet niži od najniže vrijednosti pojedinačnog kondenzatora u krugu. Nije najbolja metoda, ali je prihvatljiva.
Ako imate kondenzatore istog kapaciteta u serijskom spoju tada je kapacitet upola manji od pojedinačnog. 
Budućnost kondenzatora:
Kondenzatori imaju dobru budućnost. Neprestani razvoj se nastavlja u kompanijama kao što su Murata, Kemet itd. Kemet posebno istražuje nove vrste tvari za dielektrik kao što su Niobium, Niobium Pentoxide (Nb205) nudi dielektričku konstantu 41 u usporedbi sa Tantalum Pentoxid (ta205) kod kojeg iznosi 26. To znači da je približno 1,5 puta veći omjer kapaciteta i napona koji se može postići sa istom količinom materijala, sve ostalo ostaje jednako. Time se dobivaju manji kondenzatori sa većim kapacitetom, što je posebno važno u surface mount technology. Nedavno, razvio se novi tip kondenzatora sa vrlo velikim kapacitetom koji je projektiran u Faradima! Ovaj tip električnog dvoslojnog kondenzatora je poznat kao «super kondenzator».
Oznake vrijednosti kondenzatora
Primjedbe
Objavi komentar