De condensator

De condensator In de vroegste vorm: Leidense fles Een glazen fles waarin de binnen- en buitenkant bedekt was met een laag bladtin. Eén laag werd verbonden met de positieve pool van de elektriseermachine, de andere laag met de negatieve pool. Op deze manier kon men elektrische energie opslaan of “condenseren”. Samenstelling condensator Twee geleidende platen, gescheiden door een isolatorstrook (diëlektricum). Schets condensator Zie blad 1. Symbool condensator ┤├ Gedrag van een condensator bij gelijkspanning 1. Laden van een condensator Zie schema blad 2 – Als de schakelaar in stand 1 wordt geplaatst vindt er een kortstondige stroom plaats, de bron levert dus een bepaalde hoeveelheid elektriciteit aan de condensator. Hierdoor gaat de naald van de galvanometer even uitwijken. Heeft de condensatorspanning een waarde gelijk aan die van de bron, dan is er evenwicht en zal er geen stroom meer vloeien. De condensator is dan volledig opgeladen. Een geladen condensator verhindert de stroomdoorgang in een gelijkspanningkring. Alleen bij het aansluiten ervan vloeit er heel even een stroom. 2. Ontladen van een condensator Zie schema blad 3 – De schakelaar wordt in stand 2 geplaatst en er vind opnieuw een stroom plaats,de elektronen verplaatsen zich in omgekeerde richting. Ook nu gaat de naald van de galvanometer even uitwerken, zij het naar de andere richting dan die bij het opladen. Die stroom bewijst dat de condensator zijn opgestapelde energie teruggeeft. Bij het ontladen daalt de condensatorspanning en de ontlaadstroom. Als beiden gelijk zijn aan nul, is er geen stroom meer en is de condensator volledig ontladen. Beide platen zijn weer neutraal. Verschil tussen een condensator en een accumulator In een condensator wordt elektrische energie opgestapeld afkomstig van elektrische energie. Bij een accu is de elektrische energie afkomstig uit een chemische reactie.

Opmerkingen  Er vloeit bij het op- en ontladen geen stroom door het diëlektricum (de isolator).  De spanning van een condensator neemt geleidelijk aan af, omdat diëlektrische materialen nooit ideale isolatoren zijn en er dus altijd een minuscule lekstroom aanwezig zal zijn. Gedrag van een condensator bij gelijkspanning en wisselspanning  Voor gelijkstroom is hij een blokkade, er vloeit slechts kortstondig een stroom totdat de condensator volledig opgeladen of ontladen is. Vergelijkbaar met een weerstand.  Bij een wisselspanning wordt de condensator constant op- en ontladen. Hierdoor zal er nagenoeg constant stroom vloeien. Vergelijkbaar met een geleider. Capaciteit van een condensator De capaciteit van een condensator is de hoeveelheid elektriciteit die hij opneemt per eenheid van spanning. C=Q/U C is de capaciteit, uitgedrukt in Farad Q is de opgenomen lading, uitgedrukt in Coulomb U is de spanning, uitgedrukt in Volt Een condensator bezit dus een capaciteit van 1 Farad (1 F) als hij bij een spanning van 1 Volt een hoeveelheid elektriciteit opstapelt van 1 Coulomb. 1F=1C/1U Microfarad Nanofarad Picofarad

een miljoenste deel van 1 F een miljardste deel van 1 F een biljoenste deel van 1 F

0.000001 Farad 0.000000001 Farad 0.000000000001 Farad

 De capaciteit wordt op de condensator aangegeven door opdruk in cijfers of door een kleurcode.  Als er geen eenheid bij staat dan is de capaciteit uitgedrukt in Picofarad.  De grootte van de capaciteit hangt af van de opbouw van de rondematen. Doorslag van een condensator Als de spanning steeds groter, en uiteindelijk té groot wordt, dan zal er een stroom ontstaan door het diëlektricum in de vorm van een vonk. Dit noemt men de doorslagspanning. Na een doorslag is de condensator naar de zak. Om deze situatie te vermijden mag de maximale bedrijfsspanning (die op de condensator staat aangegeven) niet overschreden worden.

Soorten condensatoren  De voornaamste karakteristieken van een condensator zijn de capaciteit, de tolerantie, toegelaten temperatuur, stabiliteit en mechanische afmetingen.  De condensator wordt meestal genoemd naar het gebruikte diëlektricum, bijvoorbeeld de kunststoffolie-condensatoren. Er zijn verschillende types condensatoren: Keramische (kleine capaciteit, hoge doorslagspanning) Kunststoffoliecondensatoren (kunststoffilm als diëlektricum) Mica (kleine capaciteit, hoge doorslagspanning, geringe lekstroom) Elektrolytische (hoge capaciteit, lage weerstand, lage Ohmse weerstand, vooral gebruikt voor spanningstabilisatie, kortweg “elco” genoemd) Elektrolytische condensatoren Eén van de platen wordt gevormd door een elektrisch geleidende vloeistof, de elektrolyt. De andere plaat is van metaal, en hierop is een dun laagje isolerend metaaloxide aangebracht. Een elco is enkel gepast voor gelijkspanning. Elektrolytische condensatoren hebben een positieve en negatieve aansluitpool. Sluit men ze verkeerd aan, dan wordt het oxidelaagje afgebroken. De condensator zal beginnen geleiden, hetgeen gepaard gaat met een warmteontwikkeling die zo groot kan zijn dat de condensator ontploft. Gelukkig is de positieve kant aangegeven door een richel rond de condensator (zie foto p8), alsook een plus- of minteken. Schemasymbolen condensator: zie pagina 9. Condensatoren worden gebruikt bij versterkers, radio’s, TV’s en als ontstoringscondensator om vonkvorming aan contacten te voorkomen.