• AB Elektrotechnik: Kondensator
  • HerrSauer
  • 30.06.2020
  • Mittlere Reife
  • Technik
  • 8
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Der Kon­den­sa­tor

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Kon­den­sa­to­ren

Ein Kon­den­sa­tor (von la­tei­nisch con­den­sa­rever­dich­ten‘) ist ein pas­si­ves elek­tri­sches Bau­ele­ment mit der Fä­hig­keit, in einem Gleich­strom­kreis elek­tri­sche La­dung und die damit zu­sam­men­hän­gen­de En­er­gie sta­tisch in einem elek­tri­schen Feld zu spei­chern. Die ge­spei­cher­te La­dung pro Span­nung wird als elek­tri­sche Ka­pa­zi­tät be­zeich­net und in der Ein­heit Farad ge­mes­sen.



Kon­den­sa­to­ren be­stehen im Prin­zip aus zwei elek­trisch leit­fä­hi­gen Flä­chen, den Elek­tro­den, die von einem iso­lie­ren­den Ma­te­ri­al, dem Di­elek­tri­kum, von­ein­an­der ge­trennt sind. Die Größe der Ka­pa­zi­tät wird durch die Flä­che der Elek­tro­den, das Ma­te­ri­al des Di­elek­tri­kums und den Kehr­wert des Ab­stan­des der Elek­tro­den zu­ein­an­der be­stimmt. Die Elek­tro­den und das Di­elek­tri­kum kön­nen auf­ge­rollt oder par­al­lel ge­schal­tet als Sta­pel an­ge­ord­net sein. In­dus­tri­ell her­ge­stell­te Kon­den­sa­to­ren wer­den mit Ka­pa­zi­täts­wer­ten von etwa 1 Pi­co­fa­rad bis zu etwa 1 Farad, bei Su­per­kon­den­sa­to­ren sogar bis zu 10.000 Farad ge­lie­fert.



Die mit gro­ßem Ab­stand am meis­ten pro­du­zier­ten Kon­den­sa­to­ren sind in­te­grier­te Spei­cher­kon­den­sa­to­ren in di­gi­ta­len Spei­cher­schal­tun­gen. Die wich­tigs­ten Kon­den­sa­torar­ten sind Ke­ra­mik­kon­den­sa­to­ren, Kunststoff-​Folienkondensatoren, Aluminium-​ und Tantal-​Elektrolytkondensatoren und, ob­wohl sie auf völ­lig an­de­ren Spei­cher­prin­zi­pi­en be­ru­hen, die Su­per­kon­den­sa­to­ren. Neben die­sen Kon­den­sa­to­ren mit fes­ten Ka­pa­zi­täts­wer­ten gibt es Bau­ele­men­te mit ein­stell­ba­ren Ka­pa­zi­täts­wer­ten, die va­ria­blen Kon­den­sa­to­ren.



Kon­den­sa­to­ren wer­den in vie­len elek­tri­schen An­la­gen und in na­he­zu allen elek­tri­schen und elek­tro­ni­schen Ge­rä­ten ein­ge­setzt. Sie rea­li­sie­ren bei­spiels­wei­se elek­tri­sche En­er­gie­spei­cher als Zwi­schen­kreis­kon­den­sa­to­ren in Fre­quenz­um­rich­tern, als Spei­cher­kon­den­sa­tor in Sample-​and-Hold-Schaltungen oder als Photo-​Flash-Kondensatoren in Blitz­licht­ge­rä­ten.

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Ein Kon­den­sa­tor (von la­tei­nisch con­den­sa­rever­dich­ten‘) ist ein pas­si­ves elek­tri­sches Bau­ele­ment mit der Fä­hig­keit, in einem Gleich­strom­kreis elek­tri­sche La­dung und die damit zu­sam­men­hän­gen­de En­er­gie sta­tisch in einem elek­tri­schen Feld zu spei­chern. Die ge­spei­cher­te La­dung pro Span­nung wird als elek­tri­sche Ka­pa­zi­tät be­zeich­net und in der Ein­heit Farad ge­mes­sen.



Kon­den­sa­to­ren be­stehen im Prin­zip aus zwei elek­trisch leit­fä­hi­gen Flä­chen, den Elek­tro­den, die von einem iso­lie­ren­den Ma­te­ri­al, dem Di­elek­tri­kum, von­ein­an­der ge­trennt sind. Die Größe der Ka­pa­zi­tät wird durch die Flä­che der Elek­tro­den, das Ma­te­ri­al des Di­elek­tri­kums und den Kehr­wert des Ab­stan­des der Elek­tro­den zu­ein­an­der be­stimmt. Die Elek­tro­den und das Di­elek­tri­kum kön­nen auf­ge­rollt oder par­al­lel ge­schal­tet als Sta­pel an­ge­ord­net sein. In­dus­tri­ell her­ge­stell­te Kon­den­sa­to­ren wer­den mit Ka­pa­zi­täts­wer­ten von etwa 1 Pi­co­fa­rad bis zu etwa 1 Farad, bei Su­per­kon­den­sa­to­ren sogar bis zu 10.000 Farad ge­lie­fert.



Die mit gro­ßem Ab­stand am meis­ten pro­du­zier­ten Kon­den­sa­to­ren sind in­te­grier­te Spei­cher­kon­den­sa­to­ren in di­gi­ta­len Spei­cher­schal­tun­gen. Die wich­tigs­ten Kon­den­sa­torar­ten sind Ke­ra­mik­kon­den­sa­to­ren, Kunststoff-​Folienkondensatoren, Aluminium-​ und Tantal-​Elektrolytkondensatoren und, ob­wohl sie auf völ­lig an­de­ren Spei­cher­prin­zi­pi­en be­ru­hen, die Su­per­kon­den­sa­to­ren. Neben die­sen Kon­den­sa­to­ren mit fes­ten Ka­pa­zi­täts­wer­ten gibt es Bau­ele­men­te mit ein­stell­ba­ren Ka­pa­zi­täts­wer­ten, die va­ria­blen Kon­den­sa­to­ren.



Kon­den­sa­to­ren wer­den in vie­len elek­tri­schen An­la­gen und in na­he­zu allen elek­tri­schen und elek­tro­ni­schen Ge­rä­ten ein­ge­setzt. Sie rea­li­sie­ren bei­spiels­wei­se elek­tri­sche En­er­gie­spei­cher als Zwi­schen­kreis­kon­den­sa­to­ren in Fre­quenz­um­rich­tern, als Spei­cher­kon­den­sa­tor in Sample-​and-Hold-Schaltungen oder als Photo-​Flash-Kondensatoren in Blitz­licht­ge­rä­ten.

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VI­DEO­LINK

https://www.you­tube.com/watch?v=HgQWEJ5R8sc

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Skiz­zie­re zwei ver­schie­de­ne, gän­gi­ge Bau­for­men von Kon­den­sa­to­ren.
  • Elek­tro­lyt­kon­den­sa­tor
  • Fo­li­en­kon­den­sa­tor
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Elek­tro­lyt­kon­den­sa­tor
  • Wor­auf muss beim Elek­tro­lyt­kon­den­sa­tor ge­ach­tet wer­den?
  • Wie kann die Po­la­ri­tät am Bau­teil er­kannt wer­den?
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Skiz­zie­re das Schalt­sym­bol von Kon­den­sa­to­ren.
  • un­ge­pol­ter Kon­den­sa­tor
  • ge­pol­ter Kon­den­sa­tor
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Be­ant­wort fol­gen­de Fra­gen:
(im Gleich­strom Strom­kreis)
  • Was ist die Auf­ga­be eines Kon­den­sa­tors in einem Gleich­strom Strom­kreis?
  • Mit wel­chem an­de­ren Bau­teil lässt sich ein Kon­den­sa­tor ver­glei­chen?
  • Wie spei­chert ein Kon­den­sa­tor En­er­gie?
  • Wovon ist die Größe des elek­tri­schen Fel­des im Kon­den­sa­tor ab­hän­gig?
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