Kondensator

Was sind Kondensator- und Kondensatorberechnungen?

Was ist kondensator

Kondensator ist eine elektronische Komponente, die elektrische Ladung speichert . Der Kondensator besteht also aus 2 engen Leitern (normalerweise Platten), die durch ein dielektrisches Material getrennt sind. Die Platten sammeln elektrische Ladung an, wenn sie an eine Stromquelle angeschlossen sind. Eine Platte sammelt positive Ladung und die andere Platte sammelt negative Ladung.

Die Kapazität ist also die Menge an elektrischer Ladung, die bei einer Spannung von 1 Volt im Kondensator gespeichert ist.

Die Kapazität wird also in Einheiten von Farad (F) gemessen.

Der Kondensator trennt also Strom in Gleichstromkreisen (DC) und Kurzschluss in Wechselstromkreisen (AC).

Kondensator Bilder

Kondensatorsymbole

Kondensator
Polarisierter Kondensator
Variabler Kondensator
  

Kapazität

Die Kapazität (C) des Kondensators ist gleich der elektrischen Ladung (Q) dividiert durch die Spannung (V):

C=\frac{Q}{V}

C ist also die Kapazität in Farad (F).

Also ist Q die elektrische Ladung in Coulomb (C), die auf dem Kondensator gespeichert ist.

V ist also die Spannung zwischen den Platten des Kondensators in Volt (V).

Kapazität des Plattenkondensators

Die Kapazität (C) des Plattenkondensators ist also gleich der Permittivität (ε) mal der Plattenfläche (A) geteilt durch den Spalt oder Abstand zwischen den Platten (d).

 

C=\varepsilon \times \frac{A}{d}

C ist also die Kapazität des Kondensators in Farad (F).

ε ist also die Dielektrizitätskonstante des dielektrischen Materials des Kondensators in Farad pro Meter (F/m).

Also ist A die Fläche der Kondensatorplatte in Quadratmetern (m 2 ).

d ist also der Abstand zwischen den Platten des Kondensators in Metern (m).

Kondensatoren in Reihe

 

Die Gesamtkapazität der Kondensatoren in Reihe, C1,C2,C3,.. :

\frac{1}{C_{Total}}=\frac{1}{C_{1}}+\frac{1}{C_{2}}+\frac{1}{C_{3}}+...

Kondensatoren parallel

Die Gesamtkapazität der parallel geschalteten Kondensatoren C1, C2, C3, .. :

CTotal = C1+C2+C3+...

Kondensatorstrom

Der Momentanstrom des Kondensators i c (t) ist gleich der Kapazität des Kondensators,

Also mal die Ableitung der momentanen Kondensatorspannung v c (t).

i_c(t)=C\frac{dv_c(t)}{dt}

Spannung des Kondensators

Die Momentanspannung des Kondensators v c (t) ist gleich der Anfangsspannung des Kondensators,

Also plus 1/C mal das Integral des momentanen Kondensatorstroms i c (t) über die Zeit t.

v_c(t)=v_c(0)+\frac{1}{C}\int_{0}^{t}i_c(\tau)d\tau

Energie des Kondensators

Die gespeicherte Energie EC des Kondensators in Joule (J) ist gleich der Kapazität C in Farad (F )

mal die Spannung des quadratischen Kondensators V C in Volt (V) dividiert durch 2:

EC = C × VC 2 / 2

Wechselstromkreise

Winkelfrequenz

ω = 2π f

ω - Winkelgeschwindigkeit gemessen in Radianten pro Sekunde (rad/s)

f - Frequenz gemessen in Hertz (Hz).

Reaktanz des Kondensators

X_C = -\frac{1}{\omega C}

Impedanz des Kondensators

Kartesische Form:

Z_C = jX_C = -j\frac{1}{\omega C}

Polarform:

ZC = XC∟-90º

Kondensatortypen

Variabler Kondensator Der variable Kondensator hat eine veränderbare Kapazität
Elektrolytkondensator Elektrolytkondensatoren werden verwendet, wenn eine hohe Kapazität benötigt wird. Die meisten Elektrolytkondensatoren sind polarisiert
Kugelkondensator Der Kugelkondensator hat eine Kugelform
Leistungskondensator Leistungskondensatoren werden in Hochspannungsnetzen verwendet.
Keramikkondensator Keramischer Kondensator hat keramisches dielektrisches Material. Hat Hochspannungsfunktionalität.
Tantalkondensator Dielektrisches Material aus Tantaloxid. Hat eine hohe Kapazität
Glimmerkondensator Kondensatoren mit hoher Genauigkeit
Papierkondensator Dielektrisches Material aus Papier

 

Siehe auch:

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