En kondensator (på engelsk ofte kaldet "capacitor", tidligere også kaldet "kapacitor") er en elektronisk komponent, der kan lagre elektrisk energi i et elektrisk felt mellem to ledende flader. Den virker superficialt lidt som et batteri, men adskiller sig ved, at den kan oplades og aflades meget hurtigere og typisk ikke leverer energi over lange perioder. Kondensatorer fremstilles i mange materialer og konstruktioner afhængigt af anvendelsen. Et tidligt eksempel på en kondensator er Leydenglasset, som var et vigtigt skridt i forståelsen af elektrisk lagring.

Hvordan en kondensator fungerer

En kondensator består typisk af to ledende plader adskilt af et isolerende materiale kaldet et dielektrikum. Når der påføres en spænding, ophobes positive ladninger på den ene plade og negative på den anden, og der etableres et elektrisk felt i dielektrikumet, som holder energien. Den grundlæggende relation er Q = C · V, hvor Q er ladningen, V er spændingen, og C er kapacitansen målt i farad (F). Den energimængde, der kan gemmes, er E = 1/2 · C · V².

Form og opbygning varierer meget: for at opnå stor kapacitans skal pladerne have et stort areal og være tæt på hinanden, hvorfor mange kondensatorer rulles eller foldes sammen (f.eks. til en cylinder) for at give stor effektiv flade i et lille rum. Selv to ubeskyttede ledere, der ligger tæt, kan opføre sig som en kondensator uden at det er tilsigtet — det kaldes parasitisk kapacitans.

Vigtige parametre

  • Kapacitans (C) – måles i farad (F), men almindelige kondensatorer ligger ofte i pF, nF, µF eller mF. Superkondensatorer kan nå til flere farad.
  • Spændingsklasse – maksimal spænding kondensatoren må udsættes for uden at blive beskadiget.
  • Lækstrøm – en lille strøm gennem dielektrikumet, vigtig ved lagerapplikationer.
  • ESR (Equivalent Series Resistance) – indre modstand, som påvirker tab og opvarmning ved højere strømme.
  • Tolerancer og temperaturkoefficient – hvor meget kapacitansen kan variere med produktionstolerance og temperatur.

Typer af kondensatorer

Der findes mange typer, hver med fordele og ulemper:

  • Keramiske kondensatorer – små, stabile, gode til høje frekvenser og afkobling.
  • Elektrolytiske kondensatorer – store kapacitansværdier (µF til mF), ofte polariserede (skal tilsluttes korrekt), følsomme over for temperatur og alder; fejlanvendelse kan medføre alvorlig svigt og at de eksploderer.
  • Tantal-kondensatorer – stabile og kompakte, men kan kortslutte ved overbelastning.
  • Film-/plastkondensatorer – gode tolerance- og temperaturegenskaber, ofte brugt til signal- og effektapplikationer.
  • Mica- og glasskondensatorer – meget stabile og præcise til højfrekvente kredsløb.
  • Superkondensatorer (ultrakondensatorer) – ekstremt store kapacitansværdier til energiopbevaring på kortere tidsskalaer.
  • Variable kondensatorer – justerbare kapacitansværdier, anvendt i f.eks. radioindstillinger.

Anvendelser

Kondensatorer anvendes bredt i elektronik og elektricitet:

  • Afkobling og filter i strømforsyninger for at glatte udgangsspændinger og reducere støj.
  • Tidskonstanter i RC-kredsløb til pulsgeneratorer, tidsforsinkelser og oscillatorer.
  • Resonanskredsløb sammen med spoler (f.eks. i radiosendere og -modtagere).
  • Energilagring til hurtige pulser — eksempelvis i en defibrillator eller en fotoblink-kondensator, der oplades langsomt og afgiver energien hurtigt.
  • Start- og driftkondensatorer i elmotorer, effektfaktorkorrektion i industriel kraftdistribution og i regenerative systemer.

Sikkerhed, montage og vedligeholdelse

  • Elektrolytiske kondensatorer er ofte polariserede — tilslutning med forkert polaritet eller overskridelse af spændingsgrænsen kan føre til opvarmning, lækage eller eksplosion.
  • Kondensatorer kan bevare opladning længe efter at strømmen er afbrudt; de bør afledes sikkert før arbejde på kredsløb (brug en passende modstand til afladning).
  • Ved udskiftning skal kapacitans, spændingsklasse, fysisk størrelse og ESR tages i betragtning. Mange kondensatorer kan udskiftes af personer med grundlæggende elektronikfærdigheder, men vær opmærksom på polaritet og sikkerhedsprocedurer.
  • Kondensatorers egenskaber ændrer sig med alder og temperatur — specielt elektrolytiske typer har begrænset levetid.

Størrelse og mangfoldighed

Kondensatorer findes i meget forskellige størrelser: fra så små som en myre på printkort i moderne elektronik til store industrikondensatorer på størrelse med en skraldespand i kraftige elektriske anlæg. Valget af kondensatortype afhænger altid af krav til kapacitans, spænding, frekvensrespons, stabilitet og fysisk formfaktor. Nogle kondensatorer er justerbare for finindstilling i kredsløb.

Kort sagt er kondensatoren en essentiel komponent i moderne elektronik med enkle grundprincipper, men med mange variationer og anvendelsesmuligheder. Forståelse af dens parametre og begrænsninger er vigtig for sikker og pålidelig brug.