Elektronik Grundlagen
5 Min. Lesezeit
Was ist ein Kondensator?
Ein Kondensator ist ein passives elektronisches Bauelement, das elektrische Ladung speichern kann. Er besteht aus zwei leitfähigen Platten, die durch ein Dielektrikum voneinander getrennt sind.
Die wichtigsten Eigenschaften eines Kondensators sind seine Kapazität und die maximal verträgliche Spannung.
Grundlegende Funktionsweise
- Elektronen sammeln sich auf einer Platte an
- Zwischen den Platten entsteht ein elektrisches Feld
- Energie wird im elektrischen Feld gespeichert
- Der Kondensator kann diese Energie wieder abgeben
Kondensator Kapazität und Spannung verstehen
Die Kapazität erklärt
Die Kapazität gibt an, wie viel Ladung ein Kondensator bei einer bestimmten Spannung speichern kann:
C = Q / U
Dabei ist:
- C = Kapazität in Farad (F)
- Q = Ladung in Coulomb (C)
- U = Spannung in Volt (V)
Eine höhere Kapazität bedeutet mehr gespeicherte Ladung bei gleicher Spannung.
Einflussfaktoren auf die Kapazität
| Faktor | Einfluss |
|---|---|
| Plattenfläche A | Größer = mehr Kapazität |
| Plattenabstand d | Kleiner = mehr Kapazität |
| Dielektrikum ε | Höher = mehr Kapazität |
Die Formel lautet: C = ε₀ · εᵣ · A / d
Spannung am Kondensator
Maximalspannung beachten
Jeder Kondensator hat eine maximale Betriebsspannung:
- Überschreitung führt zur Zerstörung
- Dielektrikum bricht durch
- Kurzschluss entsteht
Typische Spannungsbereiche
- Keramikkondensatoren: 50V bis mehrere kV
- Elektrolytkondensatoren: 6,3V bis 450V
- Folienkondensatoren: 63V bis 1000V
Praktische Anwendungen
Die Kenntnis über Kondensator Kapazität und Spannung ist wichtig für:
- Energiespeicherung in Photovoltaikanlagen
- Glättung von Gleichspannungen
- Siebschaltungen in Netzteilen
- Timing-Schaltungen
Energiespeicherberechnung
Die gespeicherte Energie berechnet sich mit:
E = ½ · C · U²
Beispiel: Ein 100µF Kondensator bei 12V speichert: E = 0,5 · 0,0001F · 144V² = 7,2mJ
