kondensator (elektrisk komponent)

Når det legges en elektrisk spenning mellom to ledere som er isolert fra hverandre, oppstår det et elektrostatisk felt, som opptar elektrisk ladning. En kondensator utnytter dette prinsippet, og utformes slik at den opptatte ladningen kan anta en nærmere angitt størrelse.

Lederne i en kondensator kalles kondensatorplater. Platene holdes isolert fra hverandre med et såkalt dielektrikum, som kan være luft eller et lag av impregnert papir, glimmer, glass, keramikk, polystyren, polykarbonat og liknende. Når det settes opp en elektrisk spenning mellom de to platene, blir den elektriske ladningen som opptas i det elektriske feltet proporsjonal med spenningen. Ladningen er også avhengig av platenes størrelse, avstand og egenskapene til dielektrikumet som er mellom dem.

Forholdet mellom ladning og spenning kalles kondensatorens kapasitans. For en kondensator som består av to plater med et areal A, og som er skilt av et dielektrikum med tykkelse d og permittivitet ε, blir kapasitansen (C) lik:

• C = ε · A/d

Kapasitansen øker altså proporsjonalt med permittiviteten til dielektrikumet. Ved opp- og utladning av kondensatoren går en del av energien i feltet over til varme i dielektrikumet. Dette kalles dielektrisk tap.

Hvis platene påtrykkes en vekselspenning, vil kondensatoren lades og utlades i takt med den periodisk varierende spenningen. Kondensatoren virker som om vekselstrømmen passerer gjennom den. I virkeligheten pendler strømmen frem og tilbake. Ladningen bygger seg opp i den delen av perioden da spenningen øker, for så å utlades når spenningen avtar. Strømstyrken er maksimal når kondensatoren er utladet, det vil si når spenningen over den er null. Da oppstår det en faseforskjell som gjør at strømmen blir liggende ¼ periode foran spenningen.

Ved vekselstrømmer gjennom induktanser ligger strømmen etter spenningen, og kondensatoren brukes derfor som fasekompensator for å redusere den faseforskyvningen som opptrer i et vekselstrømnett når det er tilkoblet induktanser, for eksempel i motorer. Les mer om sammenkobling av kondensatorer i omtalen av parallellkobling og seriekobling.

Den eldste formen for kondensator er leidnerflaske.

Elektriske kondensatorer er viktige komponenter i elektriske instrumenter, filterkretser og forsterkere, og har mange anvendelser i telefon-, radio- og måleteknikk. Kondensatorer brukes også i elektriske motorer, for eksempel i biler og trikker. Videre brukes kondensatorer i datamaskiner og moderne former for kommunikasjonsutstyr.

Kondensatorer, ofte omtalt som superkondensatorer, kan også brukes til lagring av elektrisk energi. Sammenlignet med ordinære batterier er energitettheten lav, men i en kondensator kan opp- og utlading skje svært hurtig, da den ikke er avhengig av forsinkende, elektrokjemiske reaksjoner. Dessuten er energitapet gjennom en ladesyklus minimal. Slike batterier blir for eksempel brukt til å lagre regenerert bremseenergi i kjøretøyer for etterfølgende bruk til akselerasjon.

• kapasitans
• permittivitet
• elektrisk ladning