Kondensators ir elektriskais komponents, kas spēj uzglabāt elektrisko lādiņu. Tas sastāv no divām vadošām plātnēm, kas ir atdalītas viena no otras ar dielektrisko materiālu.

Kondensatora funkcijas pamatā ir lādiņa atdalīšanas princips. Kad kondensatoram tiek pielikts spriegums, uz vienas plates uzkrājas pozitīvi lādiņi, bet uz otras - negatīvi lādiņi. Tas rada elektrisko lauku starp plāksnēm.

Jo lielāks ir spriegums vai plākšņu virsmas laukums, jo lielāku lādiņu kondensators var uzkrāt. Kondensatora spēju saglabāt lādiņu mēra ar tā kapacitāti, ko izsaka farados (F).

Kad sprieguma avots ir atvienots, kondensatorā saglabājas lādiņš. Kad kondensators tiek izlādēts, uzkrātais lādiņš plūst caur elektrisko slodzi, piemēram, spuldzi vai motoru.

Kondensatorus izmanto daudzās elektriskās un elektroniskās shēmās, lai uzkrātu enerģiju, izlīdzinātu spriegumu vai filtrētu frekvences. Tiem ir svarīga nozīme arī elektronikā, kur tos izmanto kā datu starpposma atmiņas ierīci vai rezonanses ķēžu sastāvdaļu.

Pastāv dažādi kondensatoru veidi, kurus izmanto dažādiem lietojumiem. Šeit ir minēti daži visbiežāk sastopamie kondensatoru veidi un to izmantošanas veidi:

Elektrolītiskie kondensatori: šie kondensatori izmanto elektrolītisko šķīdumu kā dielektriķi, un tos parasti izmanto barošanas avotu un pastiprinātāju shēmās.

2. keramikas kondensatori: šajos kondensatoros kā dielektriķis tiek izmantota keramika, un tie ir universāli. Tos izmanto dažādos lietojumos, tostarp augstfrekvences ķēdēs, traucējumu slāpēšanas ķēdēs un laika noteikšanas ķēdēs.

3. tantala kondensatori: Šajos kondensatoros kā dielektriķi izmanto tantalu, un tiem ir liela kapacitāte nelielā izmērā. Tos bieži izmanto elektroniskajās ierīcēs, piemēram, mobilajos telefonos, datoros un kamerās.

4. poliestera kondensatori: Šajos kondensatoros kā dielektriķis tiek izmantota poliestera plēve, un tos bieži izmanto audio un augstfrekvenču ķēdēs.

5. plēves kondensatori: Šajos kondensatoros kā dielektriķis tiek izmantota plastmasas plēve, un tiem ir augsta precizitāte un stabilitāte. Tos izmanto precīzijas shēmās, piemēram, filtros un oscilatoros.

6. sķiedras kondensatori: Šajos kondensatoros kā dielektriķis tiek izmantotas sķiedras plāksnes, un tiem ir augsta stabilitāte un precizitāte. Tos izmanto augstfrekvences un augstsprieguma ķēdēs.

7. superkondensatori: Šiem kondensatoriem ir augsts enerģijas blīvums, un tie var uzglabāt lielu enerģijas daudzumu. Tos izmanto lietojumos, kur nepieciešama ātra enerģijas uzkrāšana un atbrīvošana, piemēram, hibrīda un elektriskajos transportlīdzekļos.

Šis saraksts nav izsmeļošs, jo ir vēl daudzi specializēti kondensatori, kas ir izstrādāti konkrētiem lietojumiem. Pareizā kondensatora tipa izvēle ir atkarīga no lietojuma prasībām, piemēram, kapacitātes, dielektriskās izturības, izmēra un izmaksām.

Kondensatora kapacitāti var izmērīt dažādos veidos. Viens no veidiem ir ievietot kondensatoru ķēdē un izmērīt laiku, kas nepieciešams, lai uzkrātu vai izkliedētu noteiktu lādiņu. Cits veids ir savienot kondensatoru ar zināmu rezistoru, veidojot RC ķēdi, un izmērīt laiku, kas nepieciešams, lai uz kondensatora izveidotu vai samazinātu noteiktu spriegumu. Ir arī īpašas mērierīces, piemēram, kapacitātes mērītāji, ar kuriem var tieši izmērīt kapacitāti.

Kondensatora kapacitāte norāda, cik lielu lādiņu kondensators var uzkrāt, ja tam tiek pielikts noteikts spriegums. To mēra farados (F). Jo lielāka ir kondensatora kapacitāte, jo lielāku lādiņu tas var saglabāt. Tas nozīmē, ka kondensators ar lielāku kapacitāti var saglabāt lielāku elektroenerģijas daudzumu.

Kapacitāte ietekmē arī kondensatora darbību. Kondensators ar lielu kapacitāti var uzglabāt lielāku lādiņu un tādējādi nodrošināt lielāku enerģijas daudzumu. Tas var būt svarīgi, ja kondensatoru izmanto kā enerģijas avotu ķēdē, piemēram, lai stabilizētu spriegumu vai nodrošinātu impulsus. Turklāt kondensatora kapacitāte var ietekmēt ķēdes reakcijas laiku. Kondensators ar lielu kapacitāti var uzkrāt lielāku lādiņa daudzumu, un tāpēc tā reakcija uz izmaiņām ķēdē ir ilgāka.

Kondensatoru priekšrocības salīdzinājumā ar citiem elektroniskajiem komponentiem:

- Kondensatori var uzglabāt un atbrīvot elektrisko enerģiju, tāpēc tie ir neaizstājami daudzos lietojumos.
- Tos ir salīdzinoši viegli izgatavot un lēti saražot.
- Kondensatori ir ļoti uzticami, un tiem ir ilgs kalpošanas laiks.
- Tie ir pieejami dažādos izmēros un ar dažādām kapacitātēm, lai tos varētu pielāgot dažādām prasībām.
- Kondensatoriem ir zema iekšējā pretestība, kas nozīmē, ka tie var efektīvi pārnest enerģiju.

Kondensatoru trūkumi salīdzinājumā ar citiem elektroniskajiem komponentiem:

- Kondensatoriem ir ierobežota jauda, un tos var uzlādēt tikai līdz noteiktam punktam.
- Tie nevar saglabāt elektrisko lādiņu, ja nav savienojuma ar sprieguma avotu.
- Kondensatorus var sabojāt pie augsta sprieguma, kas var ierobežot to izmantošanu dažos lietojumos.
- Tie var būt salīdzinoši lieli izmēra un svara ziņā, kas dažos lietojumos var radīt problēmas.
- Kondensatorus var ietekmēt temperatūras izmaiņas un vides ietekme.

Kondensatorus var izmantot dažādās elektroniskajās shēmās dažādos veidos, un tiem ir dažādas funkcijas. Šeit ir daži izplatītākie kondensatoru lietojumi:

Kondensatori var uzglabāt elektroenerģiju un atbrīvot to pēc vajadzības. Tos izmanto kā pagaidu enerģijas avotu ķēdēs, lai kompensētu sprieguma svārstības vai kā buferi īslaicīga strāvas padeves pārtraukuma gadījumā.

2. spriegumu izlīdzināšana: Kondensatorus izmanto komutācijas barošanas avotos vai taisngriežu ķēdēs, lai pārveidotu maiņstrāvas spriegumu līdzstrāvas spriegumā un izlīdzinātu sprieguma maksimumus. Tie samazina trokšņus un nodrošina stabilāku barošanas spriegumu.

3. laika konstante: kondensatorus var izmantot, lai ķēdēs radītu laika aizkavi. Kombinācijā ar rezistoriem tie veido RC elementus, ko izmanto taimera shēmās, oscilatoru un filtros.

4. savienošana un atsaistīšana: Kondensatorus bieži izmanto, lai pārsūtītu vai savienotu signālus starp dažādiem shēmas blokiem. Tie nodrošina maiņstrāvas signālu pārraidi, vienlaikus bloķējot līdzstrāvas signālus. Atdalīšanas kondensatorus izmanto, lai izolētu un samazinātu traucējumus vai trokšņus no avota.

5. krosoversi: Kondensatorus audio vai mūzikas ķēdēs izmanto kā daļu no krosoversiem, lai filtrētu un nodotu noteiktus frekvenču diapazonus dažādiem skaļruņiem vai pastiprinātājiem.

6. aizsardzība pret līdzstrāvu: maiņstrāvas ķēdēs kondensatorus izmanto, lai bloķētu līdzstrāvas komponentus un ļautu caur tiem plūst tikai maiņstrāvai. Tas pasargā, piemēram, elektrolītiskos kondensatorus no pretējas polaritātes, kas varētu radīt bojājumus.

Kondensatoru loma elektroniskajās ķēdēs var atšķirties atkarībā no pielietojuma, bet kopumā tos izmanto, lai stabilizētu spriegumu, pārraidītu signālus, radītu laika nobīdi un samazinātu traucējumus.

Iegādājoties augstas veiktspējas kondensatorus, īpaši svarīgi ir nominālais spriegums, kapacitāte, ESR (ekvivalentā sērijas pretestība) un temperatūras diapazons. Šīs vērtības nosaka komponenta elektrisko slodzi, energoefektivitāti un kalpošanas laiku reālos ekspluatācijas apstākļos. Lietojumiem energoelektronikā vai enerģijas uzkrāšanas sistēmās jāņem vērā arī impulsa strāvas spēja. Turklāt dielektriķis (piemēram, alumīnijs, tantals, keramika vai polimērs) ir izšķirošs faktors stabilitātei un novecošanās procesiem. Inženieriem jāpievērš uzmanība pielaides specifikācijām, montāžas formai (SMD pret THT) un iespējamam vairāku kondensatoru paralēlam savienojumam, lai optimizētu sprieguma un temperatūras profilu projektēšanu. Precīza specifikācija novērš priekšlaicīgas atteices lielas strāvas vai augstfrekvences lietojumos.