Kapasitoreissa

Kapasitorit, joita kutsutaan suomeksi kondensaattoreiksi, ovat sähköisiä komponentteja, jotka varastoivat energiaa sähköiseen kenttään. Ne koostuvat kahdesta johtavasta levystä, jotka erottaa dielektrinen eriste. Kun jännite kohdistetaan levyihin, varaukset kerääntyvät vastakkaisiin levyihin ja energia varastoituu kenttään.

Kapasitanssi, C, mitataan faradeissa ja riippuu levyjen pinta-alasta A, eristeen paksuudesta d ja permittiviteetistä ε. C = εA/d. Käytännössä kapasitorin ominaisuuksiin vaikuttavat sen jännite- ja lämpötilakesto, toleranssi sekä vuotovirta. Monissa sovelluksissa kapasitorin käyttäytymistä kuvataan mallilla, jossa C on yhdistetty sarjaan ekvivalenttisen sarjavastuksen (ESR) ja ekvivalenttisen sarja-induktanssin (ESL) kanssa.

Erilaisia kapasitorityyppejä ovat elektrolyyttikondensaattorit, keraamiset kondensaattorit, kalvokondensaattorit (film), tantalum-kondensaattorit sekä suurten kapasitanssien tarpeisiin suunnatut superkondensaattorit. Monet elektrolyyttiset ja tantalum-kondensaattorit ovat polarisoituja, kun taas useimmat keraamiset ja kalvokondensaattorit ovat ei-polarisoituja.

Käyttöalueet kattavat virtalähteiden suodatus- ja decoupling-sovellukset, signaalikytkennät sekä viive- ja aikakytkimet. Kapasitanssin avulla voidaan suodattaa kohinaa, tasata jännitteitä ja muuttaa signaalin vaiheita. Kapasitorien valinnassa huomioidaan jännitekesto, kapasitanssi, toleranssi, ESR/ESL sekä lämpötilariippuvuus ja fyysinen koko.

Luotettavuus ja turvallisuus: vanhemmat elektrolyyttikondensaattorit voivat vuotaa, kuivua tai rikkoutua, mikä voi aiheuttaa vikoja. Kapasitorien suunnittelussa käytetään deratingia, ja sekä kapasitanssi että ESR voivat muuttua lämpötilan ja käyttöiän myötä. Oikea polariteetti on tärkeä erityisesti elektrolyyttisten kondensaattorien kohdalla, ja räjähdysriskit tulee ottaa huomioon.