Kondensatorius yra elektros komponentas, galintis kaupti elektros krūvį. Jis sudarytas iš dviejų laidžių plokštelių, kurios viena nuo kitos atskirtos dielektrine medžiaga.

Kondensatoriaus funkcija pagrįsta krūvio atskyrimo principu. Kai į kondensatorių įjungiama įtampa, vienoje plokštelėje kaupiasi teigiami krūviai, o kitoje - neigiami. Taip tarp plokštelių susidaro elektrinis laukas.

Kuo didesnė įtampa arba didesnis plokštelių paviršiaus plotas, tuo daugiau krūvio kondensatorius gali sukaupti. Kondensatoriaus gebėjimas kaupti krūvį matuojamas jo talpa, kuri išreiškiama faradais (F).

Atjungus įtampos šaltinį, krūvis lieka kondensatoriuje. Kai kondensatorius iškraunamas, sukauptas krūvis teka per elektros krūvį, pavyzdžiui, elektros lemputę arba variklį.

Kondensatoriai naudojami daugelyje elektros ir elektroninių grandinių energijai kaupti, įtampoms išlyginti arba dažniams filtruoti. Jie taip pat atlieka svarbų vaidmenį elektronikoje, kur naudojami kaip tarpinė duomenų saugykla arba rezonansinių grandinių sudedamoji dalis.

Yra įvairių tipų kondensatorių, kurie naudojami skirtingoms reikmėms. Štai keletas dažniausiai pasitaikančių kondensatorių tipų ir jų naudojimo būdų:

Šie kondensatoriai naudoja elektrolitinį tirpalą kaip dielektriką ir dažniausiai naudojami maitinimo šaltinių ir stiprintuvų grandinėse.

2. Keraminiai kondensatoriai: šiuose kondensatoriuose kaip dielektrikas naudojama keramika ir jie yra universalūs. Jie naudojami įvairiose srityse, įskaitant aukšto dažnio grandines, trukdžių slopinimo grandines ir laiko grandines.

3. tantalo kondensatoriai: šiuose kondensatoriuose kaip dielektrikas naudojamas tantalas, jie pasižymi didele talpa esant mažam dydžiui. Jie dažnai naudojami elektroniniuose prietaisuose, pavyzdžiui, mobiliuosiuose telefonuose, kompiuteriuose ir fotoaparatuose.

4. poliesterio kondensatoriai: šiuose kondensatoriuose kaip dielektrikas naudojama poliesterio plėvelė, jie dažnai naudojami garso ir aukšto dažnio grandinėse.

5. plėveliniai kondensatoriai: šiuose kondensatoriuose kaip dielektrikas naudojama plastikinė plėvelė, jie pasižymi dideliu tikslumu ir stabilumu. Jie naudojami tiksliosiose grandinėse, pavyzdžiui, filtruose ir osciliatoriuose.

6. žėručio kondensatoriai: šiuose kondensatoriuose kaip dielektrikas naudojamos žėručio plokštelės, jie pasižymi dideliu stabilumu ir tikslumu. Jie naudojami aukšto dažnio ir aukštos įtampos grandinėse.

7. superkondensatoriai: šie kondensatoriai pasižymi dideliu energijos tankiu ir gali sukaupti didelį energijos kiekį. Jie naudojami tose srityse, kur reikia greitai kaupti ir išleisti energiją, pavyzdžiui, hibridinėse ir elektrinėse transporto priemonėse.

Šis sąrašas nėra baigtinis, nes yra daug daugiau specializuotų kondensatorių, sukurtų konkrečioms reikmėms. Tinkamo kondensatoriaus tipo pasirinkimas priklauso nuo taikomosios programos reikalavimų, pavyzdžiui, talpos, dielektrinio stiprio, dydžio ir kainos.

Kondensatoriaus talpą galima išmatuoti įvairiais būdais. Vienas iš būdų - įdėti kondensatorių į grandinę ir išmatuoti laiką, per kurį jis sukaupia arba išsklaido tam tikrą krūvį. Kitas būdas - prijungti kondensatorių prie žinomo rezistoriaus ir sudaryti RC grandinę bei išmatuoti laiką, per kurį ant kondensatoriaus susidaro arba sumažėja tam tikra įtampa. Taip pat yra specialių matavimo prietaisų, pavyzdžiui, talpos matuokliai, kuriais galima tiesiogiai išmatuoti talpą.

Kondensatoriaus talpa rodo, kiek krūvio kondensatorius gali sukaupti, kai į jį įjungiama tam tikra įtampa. Jis matuojamas faradais (F). Kuo didesnė kondensatoriaus talpa, tuo daugiau krūvio jis gali sukaupti. Tai reiškia, kad didesnę talpą turintis kondensatorius gali sukaupti didesnį elektros energijos kiekį.

Talpa taip pat turi įtakos kondensatoriaus veikimui. Didelę talpą turintis kondensatorius gali sukaupti didesnį krūvio kiekį ir taip suteikti daugiau energijos. Tai gali būti svarbu, jei kondensatorius naudojamas kaip energijos šaltinis grandinėje, pvz., įtampai stabilizuoti arba impulsams suteikti. Be to, kondensatoriaus talpa gali turėti įtakos grandinės reakcijos laikui. Didelės talpos kondensatorius gali sukaupti didesnį krūvio kiekį, todėl jo reakcija į grandinės pokyčius užtrunka ilgiau.

Kondensatorių privalumai, palyginti su kitais elektroniniais komponentais:

- Kondensatoriai gali kaupti ir išleisti elektros energiją, todėl jie nepakeičiami daugelyje sričių.
- Juos palyginti lengva ir nebrangu gaminti.
- Kondensatoriai yra labai patikimi ir ilgai tarnauja.
- Jų yra įvairių dydžių ir talpų, todėl juos galima pritaikyti įvairiems reikalavimams.
- Kondensatorių vidinė varža yra maža, todėl jie gali efektyviai perduoti energiją.

Kondensatorių trūkumai, palyginti su kitais elektroniniais komponentais:

- Kondensatorių talpa yra ribota ir juos galima įkrauti tik iki tam tikro taško.
- Jie negali kaupti elektros krūvio, jei nėra ryšio su įtampos šaltiniu.
- Kondensatoriai gali būti sugadinti esant aukštai įtampai, todėl jų naudojimas kai kuriose srityse gali būti ribotas.
- Jie gali būti santykinai dideli savo dydžiu ir svoriu, o tai kai kuriose srityse gali kelti problemų.
- Kondensatorius gali paveikti temperatūros pokyčiai ir aplinkos poveikis.

Kondensatoriai įvairiose elektroninėse grandinėse gali būti naudojami įvairiais būdais ir atlikti skirtingus vaidmenis. Štai kelios dažniausiai pasitaikančios kondensatorių taikymo sritys:

Kondensatoriai gali kaupti elektros energiją ir prireikus ją išleisti. Jie naudojami kaip laikinas energijos šaltinis grandinėse įtampos svyravimams kompensuoti arba kaip buferis trumpam nutrūkus elektros energijos tiekimui.

2. įtampos išlyginimas: Kondensatoriai naudojami impulsiniuose maitinimo šaltiniuose arba lygintuvų grandinėse kintamosioms įtampoms paversti nuolatinėmis ir išlyginti įtampos pikus. Jie sumažina triukšmą ir užtikrina stabilesnę maitinimo įtampą.

3. laiko konstanta: kondensatoriai gali būti naudojami laiko vėlinimui grandinėse sukurti. Kartu su rezistoriais jie sudaro RC elementus, kurie naudojami laikmačių grandinėse, osciliatoriuose ir filtruose.

4. sujungimas ir atskyrimas: Kondensatoriai dažnai naudojami signalams perduoti arba sujungti tarp skirtingų grandinės blokų. Jie leidžia perduoti kintamosios srovės signalus, blokuodami nuolatinės srovės signalus. Atskiriamieji kondensatoriai naudojami siekiant izoliuoti ir sumažinti trukdžius ar triukšmą iš šaltinio.

5. krosoveriai: Garso ar muzikos grandinėse kondensatoriai naudojami kaip krosoverių dalis, siekiant filtruoti ir perduoti tam tikrus dažnių diapazonus skirtingiems garsiakalbiams ar stiprintuvams.

6. apsauga nuo nuolatinės srovės: kintamosios srovės grandinėse kondensatoriai naudojami nuolatinės srovės komponentams blokuoti ir praleisti tik kintamąją srovę. Tai apsaugo, pavyzdžiui, elektrolitinius kondensatorius nuo priešingo poliariškumo, kuris gali juos sugadinti.

Kondensatorių vaidmuo elektroninėse grandinėse gali skirtis priklausomai nuo taikymo srities, tačiau paprastai jie naudojami įtampoms stabilizuoti, signalams perduoti, laiko vėlinimui sukurti ir trukdžiams sumažinti.

Įsigyjant aukštos kokybės kondensatorius ypač svarbu įvertinti vardinę įtampą, talpą, ESR (ekvivalentinę nuosekliąją varžą) ir temperatūros diapazoną. Nuo šių verčių priklauso komponento elektros apkrovos talpa, energijos vartojimo efektyvumas ir tarnavimo laikas realiomis darbo sąlygomis. Taikant galios elektronikos ar energijos kaupimo sistemose, taip pat reikia atsižvelgti į impulsinės srovės pajėgumą. Be to, dielektrikas (pvz., aliuminio, tantalo, keramikos ar polimero) yra labai svarbus stabilumo ir senėjimo veiksnys. Inžinieriai turėtų atkreipti dėmesį į tolerancijos specifikacijas, montavimo formą (SMD arba THT) ir galimą lygiagretų kelių kondensatorių sujungimą, kad būtų galima optimizuoti įtampos ir temperatūros profilių projektavimą. Tiksli specifikacija apsaugo nuo ankstyvų gedimų didelės srovės ar aukšto dažnio srityse.

Lyginant kondensatorių tipus, II klasės keraminiai kondensatoriai pasižymi nuolatinės srovės šališkumo poveikiu, kai prarandama iki 80 % talpos. Elektrolitiniai kondensatoriai sensta dėl elektrolito garavimo, o jų talpa per 1000 val. nominalioje temperatūroje sumažėja 2-5 %. Plėveliniai kondensatoriai
pasižymi didžiausiu ilgalaikiu stabilumu - per 20 metų pakinta