Lexikon Kondensator

Ein Kondensator ist ein elektrisches Bauelement, das Energie in Form eines elektrischen Feldes speichern kann. Dazu bringt man zwei elektrisch leitende Körper (Elektroden) in eine Position in der sie sich gegenüberliegen ohne daß ein elektrischer Kontakt bestünde. Zwischen ihnen kann sich das elektrische Feld aufbauen, das elektrisch isolierende Material, in dem sich das Feld befindet, heißt Dielektrikum. Voraussetzung für das elektrische Feld ist eine Potenzialdifferenz zwischen den beiden leitenden Körpern, also eine elektrische Spannung zwischen ihnen.

Die charakteristische Größe für einen Kondensator ist seine Kapazität. Die Kapazität ist ein Maß dafür, wie viel Energie man aufwenden muß, um eine bestimmte Spannung zu erreichen (z.B. 1 Volt). Man spricht dabei davon daß der Kondensator auf eine Spannung aufgeladen wird. Die Kapazität eines Kondensators hängt von der mechanischen Konstruktion ab, nämlich vom Abstand der Elektroden und ihrer Fläche, und auch die Eigenschaften des Dielektrikums sind wesentlich.

Außer als Kurzzeit-Energiespeicher werden Kondensatoren vor allem als frequenzabhängiges Bauelement eingesetzt. Dadurch kann man Filter bauen, die eine frequenzabhängige Durchlaßkurve aufweisen, was z.B. in Frequenzweichen eingesetzt wird.

Je nach Anwendungszweck verwendet man Kondensatoren mit verschiedenen Bauformen und Technologien, die ihre jeweiligen Vor- und Nachteile haben. Im Hifi-Bereich findet man vor allem folgende Typen (es existieren weitere, aber weniger bedeutende Typen):

Aluminium-Elkos[Bearbeiten]

Hier wird eine Elektrode durch eine Aluminiumfolie gebildet, die andere Elektrode besteht aus einer leitenden Flüssigkeit, dem Elektrolyt (daher der Name "Elektrolytkondensator" - kurz Elko). Dazwischen befindet sich ein Dielektrikum aus Aluminiumoxid, das sich als dünne Schicht auf der Aluminiumfolie bildet. Die Aluminiumfolie ist oftmals zur Vergrößerung der Oberfläche chemisch aufgerauht. Diese Konstruktion bewirkt große Elektrodenfläche und sehr geringe Elektrodenabstände, was eine große Kapazität bei recht kleiner mechanischer Größe des Bauteils bietet. Elkos sind daher geeignet wenn es auf möglichst große Kapazität ankommt. Als Nachteil kann man werten daß sie polarisiert sind, die Spannung darf also nur in einer Richtung angelegt werden, weil sich bei umgekehrter Spannung das Dielektrikum unter Einwirkung des Elektrolyts zersetzen würde, wodurch der Kondensator unbrauchbar wird. Elkos neigen außerdem dazu, über lange Zeit hinweg langsam auszutrocknen, besonders wenn sie bei hoher Temperatur betrieben werden. Ihre Lebensdauer ist daher begrenzt.

Elkos sind in praktisch allen Geräten zu finden, besonders zur Siebung (Glättung) der Betriebsspannung im Netzteil, und oftmals auch im Signalweg als Koppelkondensatoren - hier wird die Filterwirkung zur Abtrennung von Gleichspannung benutzt.

Keramikkondensatoren[Bearbeiten]

Hier besteht das Dielektrikum aus einer Keramik, die die Elektroden als Metallisierungen trägt. Es existieren eine große Anzahl verschiedener Keramikarten, die den Kondensatoren sehr unterschiedliche Eigenschaften verleihen. Keramiken mit hoher Dielektrizitätskonstante erlauben eine große Kapazität auf kleinem Raum, wenn auch nicht bis zur Größenordnung von Elkos, aber diese Keramiken sind stark nichtlinear, das heißt ihre Eigenschaften ändern sich deutlich mit der Temperatur und der angelegten Spannung. Andere Keramiken sind sehr linear, aber haben relativ geringe Dielektrizitätskonstante und eignen sich nur für relativ kleine Kapazitäten.

Man verwendet diesen Typ zur Entstörung, wo es um die Ableitung hoher Frequenzen geht, oder zur Unterdrückung von Schwingneigungen. Im Signalweg kommen nur die linearen Typen in Frage, und dort ist oft die erreichbare Kapazität zu gering.

Folienkondensatoren[Bearbeiten]

Der Kondensator besteht hier aus einer Plastik- oder Papierfolie als Dielektrikum. Die Elektroden sind entweder aus auf die Folie aufgedampftem Metall oder sie sind separate Metallfolien, die mit der Dielektrikumsfolie zusammen aufgewickelt werden. Die Eigenschaften dieser Typen hängen stark vom Dielektrikumsmaterial ab. Die Linearität ist typischerweise sehr gut, die Kondensatoren sind daher gut für Anwendungen im Signalweg geeignet. Bei großen Kapazitäten wird der Kondensator aber schnell relativ groß und teuer.

Man verwendet diese Typen in Filtern, und generell allen Anwendungen wo sie im Signalweg liegen.

Siehe auch:[Bearbeiten]