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Was ist ein Kondensator?

Ein Kondensator, als passives elektrisches Bauelement, speichert Ladungen und die mit ihnen verbundene Energie. Kondensatoren können somit Spannungsänderungen entgegenwirken. Die älteste Ausführungsform eines Kondensators ist die Leidener Flasche mit einer Kapazität von ca. 5 nF. Ihre Funktionsweise wurde unabhängig voneinander 1745 durch Georg von Kleist und 1746 durch Pieter van Musschenbroeck entdeckt.

Technische Realisierung

Realisiert werden Kondensatoren als Anordnungen zweier ungleichartig geladener Körper in einem geringen, definierten Abstand zueinander. Die ungleichartig geladenen Körper werden auch als Elektroden bezeichnet. Die Kenngröße des Kondensators, die Kapazität, wird bestimmt durch die Größe der beidenungleichartig geladenen Körper und dem zwischen ihnen befindlichen isolierenden Material, dem sogenannten Dielektrikum. Sie wird in Farad gemessen und beschreibt die Fähigkeit Ladung bzw. die damit zusammenhängende Energie zu speichern. Das Dielektrikum wird charakterisiert durch die sogenannte Dielektrizitätskonstante. Sie beschreibt um wie viel sich die Kapazität vergrößert, wenn ein anderes isolierendes Material anstelle von Luft als Dielektrikum zum Einsatz kommt. Je größer der Wert der Dielektrizitätskonstante, umso größer ist die Kapazität. Demzufolge können mit dielektrischen Materialen mit hoher Dielektrizitätskonstante sehr kleine Kondensatorbauformen realisiert werden. Dies ist von besonderer Bedeutung für die Mikroelektronik.

Ausführungsformen

Oft werden in Kondensatoren als Elektroden zwei parallel zu einander stehende Platten verwendet. Diese Anordnung wird als Platten- bzw. Zweiplattenkondensator bezeichnet. Weitere beispielhafte Ausführungsformen sind:

  • Kugelkondensatoren,
  • Zylinderkondensatoren, oder
  • Festkondensatoren mit einer festen Kapazität wie z.B. der Elektrolytkondensator.

Anwendungsbereiche

Der Markt für Kondensatoren profitiert von den Innovationen und dem Boom der IT-Branche.

Der Markt für Kondensatoren profitiert von den Innovationen und dem Boom der IT-Branche.

Die Einsatzbereiche von Kondensatoren sind vielfältig und man findet diese passive elektrische Bauelemente heute in fast jedem elektronischen Gerät. Sie realisieren dabei z.B. Speicherelemente für elektrische Energie und Ladungen, Blindwiderstände oder frequenzabhängige Widerstände. Weitere Anwendungsfelder für Kondensatoren sind Wandler wie z.B. Spannungs- und Frequenzwandler, und Informationsspeicher wie z.B. verwendet in Abtast-Halte-Schaltungen. Sie werden oftmals auch als Sensoren eingesetzt. Der Markt für Kondensatoren ist ein Wachstumsmarkt der Zukunft. Vorangetrieben wird diese Entwicklung auch bzw. vor allem durch Innovationen der Informations- und Kommunikationstechnologie wie z.B. Smartphones, Navigationsgeräten und Tablet-Pcs.

Passive und aktive elektrische Bauelemente

Elektrische Bauelemente werden zumeist unterschieden in passive Bauelemente und aktive Bauelemente. Passive Bauelemente wie z.B. Widerstände, Kondensatoren, Memristoren, oder Induktivitäten, wirken nicht als Verstärker und besitzen keine Steuerfunktion. Hingegen verstärken aktive Bauelemente das Nutzsignal oder können als Steuerbauelemente eingesetzt werden. Beispiele für aktive Bauelemente sind Dioden, Transistoren oder auch Relais.