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Kondensator Bauart nachn DIN41379 STAND 1983
Toleranzen sind ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt. Kondensatoren sind toleranzkodiert, wobei die gebräuchlichsten Codes die folgenden sind:
5.2 Kondensatortypen Kondensatoren werden für zahlreiche Aufgaben eingesetzt und sind in vielen Fällen nicht als ideal zu betrachten.
Die Eigenschaften der Kondensatoren können je nach Anwendung verschiedene Fehler hervorrufen.
Die wichtigsten Aufgaben von Kondensatoren sind:
* Übertragung von Wechselströmen bei gleichzeitiger Blockierung von Gleichströmen.
In Schaltungen bezeichnet man sie in diesem Fall als Koppelkondensatoren.
* Ableitung von Wechselstromsignalen, welche Gleichstromsignalen überlagert sind.
ist eine häufige Anwendung in Digitalschaltungen, um Störsignale nach Masse zu leiten.
In diesem Fall werden sie als Abblock-Kondensatoren oder Entkoppel-Kondensatoren bezeichnet.
* Anwendung als Speicher in Abtast- und Halteverstärkerschaltungen (Track & Hold oder Sample & Hold). * Aufbau von Filtern beispielsweise im Eingangskreis einer Analog-Digital-Wandlerschaltung.
Einen optimalen Kondensator gibt es nicht. Je nach Anwendung ist mal der eine mal der andere Kondensatortyp besser geeignet.
Die Bezeichnungen der Kondensatoren ergeben sich aus ihrem Dielektrikum.
Das Dielektrikum ist der Isolator zwischen den Kondensatorplatten.
Einige Kondensatoren wie die Elektrolyt-Kondensatoren (Elkos) und die Papier- und Kunststoff-Kondensatoren (Polystyrol ...)
bestehen aus zwei aufgerollten Metallfolien und besitzen dadurch eine hohe Eigeninduktivität.
Daher sind sie für den Einsatz als Entkoppel-Kondensatoren in höherfrequenten Schaltungen (MHz) nicht geeignet. In diesem Fall verwendet man daher Keramik-Kondensatoren.
Ein wichtiges Kriterium für die Wahl eines Kondensatortyps ist sein Reststrom.
Dies ist besonders in Abtast- und Halteverstärker-Schaltungen, bei denen der Kondensator maßgeblich die Eigenschaften der Schaltung bestimmt, zu beachten.
In diesen Schaltungen ist außerdem auf eine möglichst niedrige dielektrische Absorption zu achten.
Polypropylen- oder Teflon-Kondensatoren sind hierfür am besten geeignet. Besser ist es natürlich, wenn der Haltekondensator bereits im Baustein integriert ist.
Der Reststrom ist bei Tantal-Kondensatoren geringer als bei Aluminium-Kondensatoren.
Typen sind polarisiert und benötigen daher eine Bias-Spannung (Vorspannung).
Durch Verpolen der Kondensatoren erhöhen sich nicht nur die Restströme, sondern der Kondensator kann auch zerstört werden.
Tantal-Kondensatoren reagieren oft empfindlich auf eine Verpolung und bilden dann einen Kurzschluß.
Werden hohe Kapazitätswerte (> 10 µF) benötigt, ist man jedoch auf polarisierte Kondensatoren angewiesen.
Generell sollte in digitalen Schaltungen direkt am jeweiligen Baustein ein Abblock- oder Entkoppel-Kondensator angebracht werden.
Er sorgt für eine Ableitung von Störungen auf der Versorgungsspannung zur Masse.
Wichtig ist, daß der Kondensator wirklich direkt am Baustein sitzt, denn lange Anschlußdrähte erhöhen die Induktivität,
so daß der Kondensator nichts bewirkt und unter Umständen das Ergebnis sogar noch verschlechtert.
Ein Keramik-Kondensator eignet sich für das »Abblocken« besonders gut, weil er eine relativ geringe Eigeninduktivität besitzt.
Zur Entkopplung eines analogen Bausteins ist es am besten, einen Tantal und einen Keramik-Kondensator parallel zu schalten.
Die Schaltung ist damit sowohl für eine hohe als auch für eine niedrige Frequenz entkoppelt.
Störungen auf der Versorgungsspannung können in einer analogen Schaltung noch gravierendere Folgen haben als in einer digitalen.
Der analoge Baustein arbeitet scheinbar normal, die Ergebnisse sind jedoch außerhalb der Spezifikation.
Damit die Spezifikationen von Kondensatoren in den Datenblättern besser beurteilt werden können, sind die wichtigsten Definitionen im folgenden angegeben.
Die Tabelle 5.2 zeigt die Vor- und Nachteile der gebräuchlichsten Kondensatoren.
Kapazitätstoleranz
Die Kapazitätstoleranz ist die zulässige Abweichung des Kapazitätswertes vom Nennwert der Kapazität bei Anlieferung und Bezugstemperatur.
Der Nennwert der Kapazität ist der angegebene Kapazitätswert bezogen auf eine bestimmte Temperatur (meist 20 oder 25 Grad).
Reststrom
Als Reststrom wird der bei anliegender Gleichspannung durch den Kondensator fließende Dauergleichstrom bezeichnet.
Er ist temperatur-, spannungs- und zeitabhängig und dient der Aufrechterhaltung der Oxidschicht des Dielektrikums. Häufig wird der Abnahmereststrom angegeben.
Das ist der Reststrom, der 5 Minuten nach Anlegen der Nennspannung bei 20 °C gemessen wird.
Verlustfaktor
Der Verlustfaktor (tang 5) ist das Verhältnis der Wirkleistung eines Kondensators zu seiner Blindleistung.
Er ist von der Temperatur, der Frequenz, der Kapazität und von der Art des Dielektrikums abhängig. Häufig wird der Wert für die Frequenz 1 kHz bei 20 °C angegeben.
Scheinwiderstand
Der Scheinwiderstand eines Kondensators ergibt sich aus der geometrischen Summe des Blindwiderstands xc = 1/2 * 2 pi * f * c und des Serienwiderstands Resr  Dielektrische Absorption Wird ein Kondensator schnell aufgeladen oder entladen, ändert sich nicht sofort seine elektrische Ladung.
Dieser Umstand wird als dielektrische Absorption bezeichnet. Wenn der Kondensator entladen wurde, kann er nach einiger Zeit einen Teil seiner Ladung wieder aufbauen.
Ein sehr guter Wert für die dielektrische Absorption ist 0,001%, wie sie mit Polystyrol- oder Polypropylen-Kondensatoren erreicht werden kann.
Ein relativ hoher Wert ist 0,1% bei einem Keramik-Kondensator.
In der Tabelle 5.2 wird die dielektrische Absorption mit DA bezeichnet.
Tantal hohe DA polarisiert, mittlere Eigen induktivität Elektrolyt Stabilität und Genauigkeit eher mäßig geringe Abmessungen relativ teuer Keramik sehr stabil DA relativ hoch geringe Eigen induktivität relativ preiswert großer Wertebereich
Teflon geringe DA relativ teuer
hohe Stabilität hohe Eigeninduktivitätgroßer Wertebereich große Bauform
Polystyrol/ Polypropylen geringe DA große Bauform
hohe Stabilität hohe Eigeninduktivität
relativ preiswert
großer Wertebereich
Polycarbonat/ Polysulfon gute Stabilität DA relativ hoch
relativ preiswert hohe Eigeninduktivität
großer Temperaturbereich
Aluminium- Elektrolyt hohe DA polarisiert
Elko hohe Strom- und Spannungsfestigkeit Stabilität und Genauigkeit eher mäßig
kleine Bauform hohe Eigeninduktivität
Glimmer geringe DA große Bauform
hohe Stabilität kleine Toleranzen
geringe Induktivität und HF-Verluste
Tabelle 5.2: Gebräuchliche Kondensatortypen
https://www.electronics-tutorials.ws/de/kondensatoren/kondensator-typen.html
https://de.wikipedia.org/wiki/Kondensator_(Elektrotechnik)
https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/ladungen-felder-oberstufe/ausblick/bauformen-von-kondensatoren
http://www.elektronikinfo.de/strom/kondensatortypen.htm
https://rn-wissen.de/wiki/index.php/Kondensator
http://www.radiomuseum-bocket.de/wiki/index.php/Kondensator-Wechsel_und_Betriebssicherheit_an_einem_R%C3%B6hrenradio Anbei eine kleine Auflistung der Einsatzgebiete der entsprechenden Typen. Ungepolte Kondensatoren: Keramikkondensator Anwendung: Temperaturkompensation in frequenzstabilisierten Schwingkreisen Metallpapierkondensator Anwendung: Entstörkondensator Kunststofffolienkondensator Anwendung: in Filterschaltungen Blockkondensator Anwendung: Spannungsstabilisierung bei schnellschaltenden ICs Gepolte Kondensatoren: Aluminiumelektrolytkondensator Anwendung: Energiespeicher, Sieb-, Koppel- und Glättungskondensator Tantalelektrolytkondensator Anwendung: überall dort, wo kleine Bauformen, lange Lebensdauer und kleine Temperaturabhängigkeit gefragt sind Variable Kapazitäten: Drehkondensator Anwendung: Veränderung der Resonanzfrequenz in Schwingkreisen ( z.B. in Empfangsteilen wie Tuner, Receiver etc. ) Trimmkondensator
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