električni kondenzator

ilustracija
KONDENZATOR, ELEKTRIČNI, valjkasta izvedba kondenzatora na primjeru elektrokemijskoga superkondenzatora - 1. slojevi, 2. pozitivna elektroda, 3. negativna elektroda, 4. separator

električni kondenzator (njem. Kondensator, prema lat. condensare: zbiti, zgusnuti), element električnoga strujnoga kruga kojemu je osnovno svojstvo sposobnost pohrane energije u obliku električnoga naboja razdvojenoga priključenjem električnoga napona između dviju vodljivih ploha (elektrode, kondenzatorske ploče) međusobno odvojenih nevodljivim slojem (izolator). Ta se sposobnost naziva električni kapacitet. Električni naboj na jednoj vodljivoj plohi električnoga kondenzatora jednak je po apsolutnoj vrijednosti električnomu naboju na drugoj vodljivoj plohi, ali suprotnoga predznaka.

Električni kapacitet pločastoga kondenzatora razmjeran je dielektričnoj permitivnosti ε izolatora i to je veći što je veća površina ploča te što je manji razmak d među njima, dakle: C = εS/d.

Električna potencijalna energija pohranjena u pločastom električnom kondenzatoru energija je električnoga polja između ploča. Može se izraziti na više načina: Ep = qU/2 = q²/(2C) = CU²/2, gdje je q električni naboj na pločama, a U = q/C električni napon između ploča.

Gustoća električne energije pločastoga kondenzatora količnik je električne potencijalne energije i volumena između ploča kondenzatora: w = Ep/V.

Vrste električnih kondenzatora

Kondenzatori se razlikuju prema vrsti izolatora (npr. zrak, tinjac, ulje, papir, plastika, staklo, keramika) te po obliku i izvedbi elektroda (pločasti, sferni, cilindrični). U nekim se izvedbama elektrode mogu pomicati, čime se mijenja električni kapacitet (promjenljivi kondenzatori). Vrlo su velikih električnih kapaciteta kondenzatori s vodljivom otopinom (elektrolit), na granici koje se uz elektrodu kemijski stvara vrlo tanak izolacijski sloj. Na tom se načelu temelje i elektrokemijski kondenzatori vrlo velikih kapaciteta – superkondenzatori. Kondenzatori se uvelike rabe u električnim strujnim krugovima: od energetskih krugova, preko titrajnih krugova za bežični prijenos signala, do integriranih krugova, gdje električni kondenzator čini mikrometarski tanak nevodljiv sloj između dvaju vodljivih slojeva poluvodiča. Prvi opisani električni kondenzator, nazvan leidenska boca (1745), svojom sposobnošću pohrane električne energije potaknuo je razvoj pokusa s elektricitetom, dok je snažna iskra nastala njegovim izbijanjem dala naslutiti potencijal tada novog oblika energije. Franklinova ploča prvi je pločasti kondenzator.

Spajanje električnih kondenzatora

Serijski spoj električnih kondenzatora izmjenični je spoj njihovih pozitivnih i negativnih vodljivih ploha. Svi serijski spojeni električni kondenzatori imaju jednak električni naboj q, a električni napon U pojedinoga električnoga kondenzatora u spoju ovisi o njegovu električnom kapacitetu C, dakle: U = q/C. Serijski spoj električnih kondenzatora rabi se za dobivanje električnoga kapaciteta koji je manji od najmanjega električnoga kapaciteta u spoju 1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + …

Paralelni spoj električnih kondenzatora spoj je svih pozitivnih vodljivih ploha električnih kondenzatora s jedne strane i negativnih vodljivih ploha s druge strane. Svi paralelno spojeni električni kondenzatori imaju jednak električni napon U, a električni naboj q pojedinoga električnoga kondenzatora u spoju ovisi o njegovu električnom kapacitetu C, dakle: q = CU. Paralelni spoj električnih kondenzatora rabi se za dobivanje električnoga kapaciteta koji je veći od najvećega električnoga kapaciteta u spoju C = C1 + C2 + C3 + …

električni kondenzator. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 22.4.2019. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=32732>.