Wat is een keramische condensator?
Een condensator, ook wel een opslagcel, secundaire cel of condensor genoemd, is een passieve elektronische component die een elektrische lading kan opslaan. Het is ook een filter dat gelijkstroom (DC) blokkeert en wisselstroom (AC) doorlaat. Een condensator bestaat uit twee geleidende oppervlakken, elektroden genaamd, gescheiden door een isolator, die een diëlektricum wordt genoemd. In tegenstelling tot sommige condensatoren is een keramische condensator niet gepolariseerd, wat betekent dat de twee elektroden niet positief en negatief geladen zijn; en het gebruikt lagen van metaal en keramiek als diëlektrica.
Wanneer gelijkspanning op een keramische condensator wordt aangelegd, wordt de elektrische lading in de elektroden opgeslagen. De opslagcapaciteit is klein en wordt gemeten in eenheden die Farads (F) worden genoemd. De meeste condensatoren zijn zo klein dat hun capaciteit wordt gemeten in microfarad (10 tot de negatieve zesde macht), nanofarad (tien tot de negatieve negende macht) of picofarad (tien tot de negatieve twaalfde macht). Er zijn nieuwe supercondensatoren ontworpen die voldoende lading hebben om te worden gemeten in volledige Farad-eenheden.
Het eerste keramische condensatorontwerp was in de jaren 1930, toen het werd gebruikt als component in radio-ontvangers en andere vacuümbuisapparatuur. Condensatoren zijn nu een essentieel onderdeel in tal van elektronische toepassingen, waaronder auto's, computers, entertainmentapparatuur en voedingen. Ze zijn ook nuttig bij het handhaven van spanningsniveaus in stroomleidingen, het verbeteren van de efficiëntie van het elektrische systeem en het verminderen van energieverlies.
Het oorspronkelijke keramische condensatorontwerp was schijfvormig, en met uitzondering van monolithische keramische condensatoren, is dat nog steeds het overheersende ontwerp. Keramische condensatoren gebruiken materialen zoals titaniumzuur barium als het diëlektricum. Ze zijn niet geconstrueerd in een spoel, zoals sommige andere condensatoren, dus ze kunnen worden gebruikt in hoogfrequente toepassingen en in circuits die hoogfrequente signalen naar aarde omzeilen.
Een monolithische keramische condensator bestaat uit dunne diëlektrische lagen verweven met verspringende metaalfilmelektroden. Nadat de kabels zijn bevestigd, wordt de eenheid in een monolithische of solide en uniforme vorm geperst. De kleine omvang en de hoge capaciteit van monolithische condensatoren hebben ertoe bijgedragen de miniaturisatie, digitalisering en hoge frequentie in elektronische apparatuur mogelijk te maken.
Een meerlagige keramische condensator gebruikt twee niet-gepolariseerde elektroden gescheiden door meerdere alternerende lagen metaal en keramiek als het diëlektricum. Deze zijn te vinden in hoogfrequente stroomomzetters en in filters in schakelvoedingen en DC naar DC-omzetters. Computers, gegevensverwerkers, telecommunicatie, industriële besturingen en instrumentatieapparatuur gebruiken ook meerlagige keramische condensatoren.
Keramische condensatoren worden geclassificeerd als Type I, Type II of Type III. De Type I keramische condensator heeft in het algemeen een diëlektricum gemaakt van een mengsel van metaaloxiden en titanaten. Ze hebben een hoge isolatieweerstand en lagere frequentieverliezen en behouden een stabiele capaciteit, zelfs wanneer de spanning varieert. Deze worden gebruikt in resonantiecircuits, filters en timingelementen.
Type II condensatoren hebben diëlektrica gemaakt van zirkonaten en titanaten, zoals barium, calcium en strontium. Ze hebben iets hogere frequentieverliezen en minder isolatieweerstand dan Type I-condensatoren, maar kunnen nog steeds hoge capaciteitsniveaus handhaven. Deze zijn populair voor gebruik bij koppelen, blokkeren en filteren. Een nadeel van Type II condensatoren is dat ze capaciteit kunnen verliezen met de leeftijd. Type III keramische condensatoren zijn condensatoren voor algemeen gebruik die geschikt zijn voor toepassingen die geen hoge isolatieweerstand en capaciteitsstabiliteit vereisen.