Kondensator

En kondensator är en elektronikkomponent med förmåga att lagra en viss elektricitetsmängd. Kondensatorn karaktäriseras av dess kapacitans C som mäts i enheten farad. Två plattor med arean A och det inbördes avståndet d, har kapacitansen

$\backslash \; C\; \backslash approx\; \backslash epsilon\_r\backslash epsilon\_0\backslash cdot\backslash frac\{A\}\{d\}$ om $A\; \backslash gg\; d^2$,

där $\backslash epsilon\_0$ är permittiviteten i vakuum, $\backslash epsilon\_r$ är relativa permittiviteten för materialet mellan plattorna ($\backslash epsilon\_r\backslash approx\; 1$ för luft).

Elektricitetsmängden, det vill säga den laddningsmängd Q som kan lagras i kondensatorn, är proportionell mot den pålagda spänningen U över kondensatorn enligt sambandet

$\backslash \; Q\; =\; CU$

Medan kondensatorn laddas upp flyter en förskjutningsström genom kretsen. När kondensatorn kortsluts urladdas den med en hastighet som i huvudsak begränsas av kretsens resistivitet. I en RC-kretsns (kondensator och resistor seriekopplade) kännetecknas upp- och urladdningstiderna av τ = RC, där R är resistor resistansvärde och C kapacitansen.

Kondensatorn laddas upp under en viss tid, och kan i sedan verka som en spänningskälla med hög effekt.

Farad, F, är SI-enheten för kapacitans. Vanligtvis förekommande kondensatorer har typiskt en kapacitans i storleksordning pF, nF eller µF. Energin G lagrad i en kondensator, vilket för konstant kapacitans C ges av

$\backslash \; G\; =\; \backslash int\_\{U\_0\}QdU\; =\; \backslash int\_\{U\_0\}CUdU\; =\; \backslash frac\{1\}\{2\}CU^2.$

Ingen ström flyter mellan plattorna. Mellanrummet fylls ofta med ett isolerande material med hög permittivitet för att öka kapacitansen.

Den engelska benämningen för kondensator är .

Andra kapacitiva element

Inom elektrokemi uppträder ett kapacitansfenomen även då en ström flyter genom komponenten. (Plattorna kan motsvara kontaktytan mellan två material). Den 'allmänna kapacitansen' (inom engelska artiklar betecknad 'kemisk kapacitans' eller 'pseudokapacitans') definieras som

$C\; =\; \backslash frac\{dQ\}\{dU\}$

eller

$c\; =\; \backslash frac\{\backslash part\; G\}\{\backslash part\backslash mu\},$

där G är den termodynamiska potentialen Gibbs fria energi (den energi som kan utnyttjas vid en kemisk reaktion; samma G användes ovan för att beteckna lagrad energi en kondensator) och µ kemiska potentialen.

En suprakondensator (eller kemisk kondensator) kan användas som ett batteri inom vissa områden, exempelvis som energikälla för satelliter. Den effekt som suprakondensator kan avge är större än den effekt ett traditionellt batteri kan avge. Suprakondensatorn har en stor kapacitans, upp till några farad, vilket är en mycket större kapacitans än vad de övriga kondensatorertyperna har. Den stora kapacitansen beror på att kontaktytan mellan materialen är mycket stor då molekylerna är vecklade kring varandra.

Se även

• Kapacitans