Kondensator

Prinzip

Der Kondensator kann elektrische Ladungen speichern. Er besteht im Prinzip aus zwei leitenden Platten, die sich gegenüber stehen.

Wird elektrische Ladung auf die Platten gebracht, dann wird durch elektrische Influenz die Verteilung dieser Ladung nicht mehr gleichmäßig sein. Dadurch dass die Ladungen sich anziehen, werden sie im Innenraum des Kondensators verdichtet. (Daher auch der Name Kondensator.)

Je näher die beiden Platten sich gegenüberstehen, umso stärker kann sich die elektrische Influenz auswirken und umso mehr wird die Ladung im Innern verdichtet. An den Anschlüssen des Kondensators sinkt damit die Ladungsdichte. Wenn aber die Ladungsdichte an den Anschlüssen sinkt, können von dort weitere Ladungen nachfließen. (Ladungen können von A nach B fließen, solange in A die Ladungsdichte höher als in B ist.) Die Verdichtung kann weiter gesteigert werden, wenn man in den Zwischenraum zwischen die Platten ein Dielektrikum einfügt, das ist ein Isolator, der sich polarisieren läßt. Im Dielektrikum werden durch die Ladungen des Kondensators die Ladungen des Dielektrikums getrennt, wodurch der "elektrisch wirksame" Abstand der Platten verkleinert wird (Die Ladungen kommen sich näher!). Je mehr die Ladungen in Innern des Kondensators verdichtet werden, umso mehr Ladungen können von außen nachfließen. Um einen Kondensator mit großer Speicherkapazität zu bauen benötigt man sehr große Platten, die sich sehr eng gegenüberstehen und zwischen denen ein geeigneter Isolator (=Dielektrikum) ist.

Bauformen

Es gibt viele verschiedene Bauformen von Kondensatoren. Hier ist das Prinzip eines Rollkondensators gezeigt. Eine relativ große Plattengröße erreicht man durch Verwendung von zwei dünnen Aluminiumfolien, die man aufrollt. Zwischen die Aluminiumfolien kommen dünne Plastikfolien, sie sorgen für den sehr kleinen Abstand der Platten (=Folien) und es wird für die Plastikfolie ein Material mit guten Dielektrikum-Eigenschaften gewählt.

Eine weitere Bauform ist der Elektrolytkondensator. Hier ist nur eine dünne Aluminiumfolie aufgewickelt, die andere "Platte" besteht aus einer leitfähigen Flüssigkeit (=Elektrolyt), in welche die Folie eintaucht. Als Isolationsschicht (=Dielektrikum) wurde die Aluminiumfolie oxidiert. Da diese Oxidschicht sehr dünn gemacht werden kann, ist die Speicherfähigkeit von Elektrolytkondensatoren sehr groß. (Manche Elektrolytkondensatoren bestehen ebenfalls aus zwei Aluminiumfolien mit dazwischenliegendem mit Elektrolyt getränktem Papier.) Elektrolytkondensatoren (=Elko) haben aber auch Nachteile: Je dünner die Isolationsschicht ist, umso weniger elektrische Spannung kann sie aushalten. Ein Elko hat nur eine begrenzte Spannungsfestigkeit. Damit die Oxidschicht nicht zerstört wird, darf ein Elko nur "richtig herum" aufgeladen werden Bei Elkos muss man also auf die Spannungsfestigkeit und die Polarität achten.

Anwendung