Es gibt viele verschiedene Kondensatortypen, alle mit ihren eigenen Anwendungen, Eigenschaften und Konstruktionen. Diese Seite listet die verschiedenen Kondensatortypen auf, die im Kondensatorführer beschrieben werden.
Luftkondensator
Luftkondensatoren verwenden Luft als Dielektrikum. Die einfachsten Luftkondensatoren bestehen aus zwei leitenden Platten, die durch einen Luftspalt getrennt sind. Luftkondensatoren können mit variabler oder fester Kapazität hergestellt werden. Feste Luftkondensatoren werden selten verwendet, da es viele andere Typen mit besseren Eigenschaften gibt.
Variable Luftkondensatoren werden wegen ihres einfachen Aufbaus häufig verwendet. Sie bestehen in der Regel aus zwei Sätzen halbkreisförmiger Metallplatten, die durch Luftspalte getrennt sind. Ein Satz ist fest, während der andere an einer Welle befestigt ist, die es dem Benutzer ermöglicht, die Baugruppe zu drehen und so die Kapazität nach Bedarf zu verändern. Je größer die Überlappung zwischen den beiden Plattensätzen ist, desto höher ist die Kapazität. Die maximale Kapazität wird erreicht, wenn die Überlappung zwischen den beiden Plattensätzen am größten ist, während die niedrigste Kapazität erreicht wird, wenn es keine Überlappung gibt.
Keramikkondensator
Ein Keramikkondensator verwendet ein Keramikmaterial als Dielektrikum. Die in der modernen Elektronik am häufigsten verwendeten Keramikkondensatoren sind Mehrschicht-Chipkondensatoren (MLCC) und Keramikscheiben-Kondensatoren. MLCC werden in SMD-Technologie (Oberflächenmontage) hergestellt und sind aufgrund ihrer geringen Größe weit verbreitet.
Typische Kapazitätswerte liegen zwischen 1nF und 1µF, obwohl Werte bis zu 100µF möglich sind. Keramikkondensatoren sind unpolarisiert, so dass sie sicher an eine Wechselstromquelle angeschlossen werden können, und haben aufgrund ihrer geringen parasitären Effekte einen hervorragenden Frequenzgang.
Es gibt zwei Klassen von Keramikkondensatoren, die heute erhältlich sind: Klasse 1 und Klasse 2. Klasse 1 wird verwendet, wenn eine hohe Stabilität und ein geringer Verlust erforderlich sind. Sie sind sehr genau und ihre Kapazität ist sehr stabil. Klasse 2 hat eine hohe Kapazität pro Volumen und wird hauptsächlich für weniger empfindliche Anwendungen verwendet.
Elektrolytkondensator
Dies ist ein Kondensatortyp, der einen Elektrolyten verwendet, um eine größere Kapazität als andere Kondensatortypen zu erreichen. Ein Elektrolyt ist eine Flüssigkeit/ein Gel, das eine hohe Konzentration von Ionen enthält. Fast alle Elektrolytkondensatoren sind gepolt, so dass die Spannung am Pluspol immer größer ist als am Minuspol.
Der Vorteil der großen Kapazität geht mit mehreren Nachteilen einher. Dazu gehören große Leckströme, Werttoleranzen von etwa 20 %, äquivalenter Serienwiderstand und begrenzte Lebensdauer.
Elektrolytkondensatoren können aus Nasselektrolyt oder festem Polymer bestehen. Elektrolytkondensatoren haben einen typischen Kapazitätswert zwischen 1µF und 47mF und eine Betriebsspannung von bis zu einigen hundert Volt.
Superkondensator
Superkondensatoren sind elektronische Geräte, die extrem große Mengen an elektrischer Ladung speichern können. Superkondensatoren sind eine spezielle Unterart von Elektrolytkondensatoren und werden auch als Doppelschichtkondensatoren oder Ultrakondensatoren bezeichnet. Es handelt sich um ein polares Gerät, das korrekt in den Stromkreis eingebunden werden muss.
Superkondensatoren nutzen zwei Mechanismen, um elektrische Energie zu speichern, anstatt ein herkömmliches Dielektrikum zu verwenden: Pseudokapazität und Doppelschichtkapazität.Die Doppelschichtkapazität ist elektrostatischen Ursprungs, während die Pseudokapazität elektrochemisch ist, was bedeutet, dass Superkondensatoren die Funktionen normaler Kondensatoren mit den Funktionen einer gewöhnlichen Batterie kombinieren. Die mit dieser Technologie erzielten Kapazitäten können bis zu 12000 F erreichen.
Während ein gewöhnlicher elektrostatischer Kondensator eine hohe maximale Betriebsspannung haben kann, liegt die typische maximale Ladespannung eines Superkondensators zwischen 2,5 und 2,7 Volt. Die schnellen Lade- und Entladeeigenschaften dieser Geräte sind für einige Anwendungen sehr interessant, bei denen Superkondensatoren Batterien vollständig ersetzen können.
Tantalkondensator
Dieser Kondensatortyp ist eine weitere Unterart des Elektrolytkondensators. Sie bestehen aus dem Metall Tantal, das als Anode dient und von einer Oxidschicht bedeckt ist, die als Dielektrikum dient, und von einer leitenden Kathode umgeben ist. Tantal ermöglicht eine sehr dünne dielektrische Schicht, was zu einem höheren Kapazitätswert pro Volumen, besseren Frequenzeigenschaften im Vergleich zu anderen Arten von Kondensatoren und einer ausgezeichneten Langzeitstabilität führt.
Tantalkondensatoren sind in der Regel gepolt und müssen daher korrekt in den Stromkreis eingebunden werden. Ihr Nachteil ist ihr ungünstiger Ausfallmodus, der zu thermischem Durchgehen, kleinen Explosionen und Bränden führt, die durch die Verwendung externer Sicherheitsvorrichtungen wie Strombegrenzer oder Thermosicherungen verhindert werden können.
Der technologische Fortschritt ermöglicht die Verwendung von Tantalkondensatoren in einer Vielzahl von Schaltkreisen, die häufig in der Automobilindustrie, in Laptops, Mobiltelefonen und anderen zu finden sind, meist in Form von oberflächenmontierten Bauteilen (SMD). Diese oberflächenmontierten Tantalkondensatoren beanspruchen viel weniger Platz auf der Leiterplatte (PCB) und ermöglichen eine höhere Packungsdichte.
Andere Kondensatortypen
- Filmkondensatoren
- Glimmerkondensatoren
- Polymerkondensatoren
- Trimmerkondensatoren