Spis treści:
Kondensatory ceramiczne należą grupy do pasywnych elementów elektronicznych (lub elektrycznych), zdolnych do magazynowania energii elektrycznej.
Co to jest kondensator?
Kondensatory to jedne z najczęściej używanych podzespołów w elektronice i elektryce. Są zbudowane z przewodników nazywanych okładkami. Pomiędzy nimi znajduje się substancja lub ciało stałe, które nie przewodzi prądu. Dielektryk, określany również jako izolator, nie dopuszcza do styku poszczególnych okładzin. Okładki są najczęściej wyprodukowane z metalu. W momencie doprowadzenia napięcia stałego do okładek, ładunki dodatnie i ujemne zaczynają gromadzić się na okładkach. Po odłączeniu zasilania ładunki elektryczne pozostają na odpowiednich okładkach (są magazynowe). Taki stan jest określany jako naładowany kondensator.
Zjawisko uwalniania energii elektrycznej zgromadzonej w kondensatorach można zaobserwować m.in. w zasilaczach, w których dioda LED sygnalizuje optycznie status ich pracy. W sytuacji, gdy zasilacz (np. przeznaczony do zasilania laptopa) zostanie odłączony od źródła prądu, dioda nie wyłączy się od razu. Dlaczego? Właśnie ze względu na naładowane kondensatory, które uwalniają energię i zasilają diodę jeszcze przez kilka sekund po odłączeniu wtyczki od gniazdka elektrycznego.
Podstawowe dane techniczne kondensatorów
Poszczególne kondensatory różnią się od siebie konstrukcją, materiałami użytymi do ich produkcji, rozmiarami, kształtami oraz pojemnością. To najważniejszy parametr techniczny kondensatorów, który determinuje ich zastosowanie. Pojemność kondensatora należy rozumieć jako ilość ładunków elektrycznych jaką ten element może jednorazowo zmagazynować. Innymi słowy, jest to ilość energii, którą może zgromadzić kondensator, zanim zostanie maksymalnie naładowany. Pojemność jest wyrażona w faradach, jednak dla uproszenia, przeważnie podaje się ją w mikrofaradach, nanofaradach lub pikofaradach.
Kondensator ceramiczny - kluczowe informacje
Kondensator ceramiczny to jeden z najczęściej wykorzystywanych w elektronice i elektryce elementów do magazynowania energii. W kondensatorach ceramicznych okładziny nie są zwijane tylko układane równolegle (warstwa po warstwie). Wynika to m.in. ze specyficznych właściwości mechanicznych ceramiki (kruchość).
Kondensator ceramiczny charakteryzuje się stosunkowo niewielką pojemnością (mniejszą niż pozostałe rodzaje kondensatorów o tej samej wielkości). Najczęściej wykorzystywane kondensatory ceramiczne mają pojemność od kilkunastu pikofaradów do kilkunastu mikrofaradów. Jednak ze względu na materiały użyte do ich produkcji, wyróżniają się wysoką stabilnością temperaturową, a co za tym idzie długą żywotnością i niezawodnym działaniem. Kolejną zaletą kondensatorów ceramicznych jest niezwykle niska tolerancja pojemnościowa. W praktyce oznacza to, że elementy elektroniczne (lub elektryczne) tego typu magazynują nominalność pojemność, która została określona przez producenta.
Dodatkowo kondensator ceramiczny charakteryzuje się małymi stratami, czyli raz zgromadzona ilość energii elektrycznej zostaje zmagazynowana przez dłuższy czas. Doskonale nadają się do różnego rodzaju układów, w których regularnie lub sporadycznie występują wahania napięcia.
Co jeszcze warto wiedzieć o kondensatorach ceramicznych?
Kondensatory ceramiczne występują w obudowach przeznaczonych do montażu przewlekanego (THT) i powierzchniowego (SMT). Warto również wiedzieć, że nie mają oznaczonej polaryzacji. W zależności od konkretnych zastosowań, kondensatory ceramiczne można łączyć szeregowo i równolegle. Jednym z najczęstszych zastosowań elementów elektronicznych tego typu jest filtrowanie napięcia. Cały proces nazywany wygładzaniem napięcia jest możliwy dzięki właściwościom magazynującym kondensatora ceramicznego.
Właściwości kondensatorów ceramicznych sprawiają, że doskonale nadają się do różnego rodzaju układów działających z wysoką częstotliwością. Dobrym przykładem są telewizory i odbiorniki radiowe. Wyróżniamy kondensatory elektrolityczne 1 klasy wykorzystywane w obwodach, które wymagają nie tylko minimalnych strat dielektrycznych, ale przede wszystkim stabilnej częstotliwości działania. Z kolei kondensator ceramiczny 2 klasy charakteryzuje się większą pojemnością niż kondensator dielektryczny 1 klasy o tych samych wymiarach.
Jak dobrać odpowiedni kondensator?
Podczas wymiany niesprawnego kondensatora ceramicznego trzeba sprawdzić m.in. pojemność i napięcie znamionowe wymienianego elementu. Ważna jest również tolerancja, która powinna być przynajmniej taka sama lub lepsza niż uszkodzonego modelu. Kolejnymi istotnymi kwestiami w trakcie wyboru konkretnego modelu kondensatora ceramicznego są wymiary fizyczne oraz wielkość i umiejscowienie pól lutowniczych.
Kondensatory ceramiczne (szczególnie bardzo małe podzespoły) przeważnie nie mają oznaczeń, na podstawie których można określić ich parametry elektryczne. Z tego powodu trzeba je przechowywać w oznaczonych opakowaniach. Brak oznaczeń wynika z niewielkich rozmiarów fizycznych tych elementów.
Pozostałe rodzaje kondensatorów
Kolejnym rodzajem kondensatorów są modele elektrolityczne mające zastosowanie w aplikacjach, w których jest wymagana duża ilość dostępnej (zmagazynowanej energii). Wybrane modele kondensatorów elektrolitycznych wyróżniają się bardzo dużą pojemnością (są nazywane superkondensatorami). Niestety parametr dotyczący dokładności ich pojemności jest na stosunkowo niskim poziomie (wahania mogą wynosić np. +/- kilkanaście procent). Dodatkowo są bardziej podatne na wahania temperatury. Kolejnym minusem kondensatorów jest tendencja do stopniowej utraty parametrów elektrycznych w jednostce czasu.
Następną grupę obejmują kondensatory foliowe. Ich największą zaletą jest duża dokładność pojemności. Dodatkowo elementy elektroniczne (lub elektryczne) tego typu mogą być bezpiecznie zasilane zróżnicowanym poziomem napięcia (w tym wysokim napięciem).
