Een van de meest alomtegenwoordige passieve componenten die wordt gebruikt, is de condensator, die wordt aangetroffen in bijna elk elektronisch apparaat dat ooit is gemaakt. Condensatoren hebben een aantal essentiële toepassingen in het circuitontwerp, die flexibele filteropties, ruisvermindering, vermogenopslag en detectiemogelijkheden voor ontwerpers bieden.
Toepassingen filteren
Gecombineerd met weerstanden worden condensatoren vaak gebruikt als het belangrijkste element van frequentieselectieve filters. De beschikbare filterontwerpen en topologieën zijn talrijk en kunnen worden aangepast voor frequentie en prestaties door de juiste componentwaarden en kwaliteit te selecteren. Enkele van de soorten filterontwerpen omvatten:
- High Pass Filter (HPF)
- Laagdoorlaatfilter (LPF)
- Banddoorlaatfilter (BPF)
- Bandstopfilter (BSF)
- Notch Filter
- All Pass Filter
- Equalisatiefilter
Ontkoppeling / by-pass condensatoren
Condensatoren spelen een cruciale rol bij de stabiele werking van digitale elektronica door gevoelige microchips te beschermen tegen ruis op het vermogenssignaal, waardoor abnormaal gedrag kan worden veroorzaakt. Condensatoren die in deze toepassing worden gebruikt, worden ontkoppelcondensatoren genoemd en moeten zo dicht mogelijk bij elke microchip worden geplaatst om het meest effectief te zijn, omdat alle circuitsporen als antennes werken en het geluid van de omgeving oppikken. Ontkoppelingscircuits en by-pass-condensatoren worden ook in elk deel van een circuit gebruikt om de algehele impact van elektrische ruis te verminderen.
Koppelings- of DC-blokkeercondensatoren
Omdat condensatoren AC-signalen kunnen doorgeven terwijl ze DC blokkeren, kunnen ze worden gebruikt om de AC- en DC-componenten van een signaal te scheiden. De waarde van de condensator hoeft niet precies of nauwkeurig te zijn voor koppeling, maar hij moet een hoge waarde hebben, omdat de reactantie van de condensator de prestaties in koppelingsapplicaties aanstuurt.
Snubber condensatoren
In circuits waar een hoge inductantiebelasting wordt aangedreven, zoals een motor of transformator, kunnen grote tijdelijke spanningspieken optreden, omdat de energie opgeslagen in de inductieve belasting plotseling wordt ontladen, wat componenten en contacten kan beschadigen. Het toepassen van een condensator kan de spanningspiek over het circuit beperken of afbreken, waardoor de werking veiliger wordt en het circuit betrouwbaarder. In circuits met een lager vermogen, kan een snubbing-techniek worden gebruikt om te voorkomen dat pieken ongewenste radiofrequentie-interferentie (RFI) veroorzaken die afwijkend gedrag in circuits kan veroorzaken en problemen kan veroorzaken bij het verkrijgen van productcertificering en goedkeuring.
Gepulseerde vermogenscondensatoren
De meest elementaire condensatoren zijn in feite minuscule batterijen en bieden unieke energieopslagmogelijkheden die verder gaan dan die van chemische reactiebatterijen. Wanneer er in korte tijd veel vermogen nodig is, zijn grote condensatoren en condensatorenbanken een superieure optie voor veel toepassingen. Condensatorbanken worden gebruikt om energie op te slaan voor toepassingen zoals gepulseerde lasers, radars, deeltjesversnellers en railguns. Een veel voorkomende toepassing van de gepulseerde vermogenscondensator bevindt zich in de flitser op een wegwerpcamera die wordt opgeladen en vervolgens snel wordt ontladen door de flitser, waardoor een grote stroompuls wordt geleverd.
Resonante of afgestemde kringen
Hoewel weerstanden, condensatoren en inductoren kunnen worden gebruikt om filters te maken, kunnen bepaalde combinaties ook resulteren in resonantie die het ingangssignaal versterkt. Deze circuits worden gebruikt om signalen te versterken op de resonantiefrequentie, hoge spanningen te creëren van laagspanningsingangen, als oscillatoren en als afgestemde filters. In resonantiecircuits moet erop worden gelet componenten te selecteren die de spanningen kunnen overleven die de componenten over zich heen zien of die snel zullen uitvallen.
Capacitive Sensing-toepassing
Capacitieve detectie is sinds kort een veelvoorkomend kenmerk in geavanceerde consumentenelektronica, hoewel capacitieve sensoren al tientallen jaren worden gebruikt in verschillende toepassingen voor posities, vochtigheid, vloeistofniveau, kwaliteitscontrole van de productie en versnelling. Capacitieve detectie werkt door het detecteren van een verandering in de capaciteit van de lokale omgeving door een verandering in het diëlektricum, een verandering in de afstand tussen de platen van de condensator of een verandering in het gebied van een condensator.
Condensatorveiligheid
Een paar veiligheidsmaatregelen moeten worden getroffen met condensatoren. Als energieopslagcomponenten kunnen condensatoren gevaarlijke hoeveelheden energie opslaan die dodelijke elektrische schokken en schade aan apparatuur kunnen veroorzaken, zelfs als de condensator gedurende een aanzienlijke tijd niet is aangesloten op de stroom. Om deze reden is het altijd een goed idee om condensatoren te ontladen voordat u aan elektrische apparatuur werkt.
Elektrolytische condensatoren zijn onder bepaalde omstandigheden hevig vatbaar voor storingen, vooral als de spanning op een gepolariseerde elektrolytische condensator is omgekeerd. Condensatoren die worden gebruikt in toepassingen met hoog vermogen en hoge spanning kunnen ook falen wanneer de diëlektrische materialen afbreken en verdampen.
