Kondensaattori, C

Toinen tärkeä elektroniikan peruskomponentti on kondensaattori. Se varastoi energiaa sähkökenttään. Tasasähköpiirissä kondensaattori toimii tavallaan kuten akku, eli kondensaattoriin voidaan varastoida energiaa (jännitteen muodossa), joka voidaan ottaa myöhemmin käyttöön.

Varauskapasiteetin suure on kapasitanssi, jonka yksikkö on Faradi [F]. Faradi on yksikkönä niin valtava, että kondensaattoreiden arvot liikkuvat suurimmillaankin tyypillisesti mikrofaradeissa tai millifaradeissa. Pienimpien kondensaattoreiden arvot ilmaistaan pikofaradeina. Kondensaattorin tunnus on C.

 
 Erilaisia käytännön kondensaattoreita, sekä erilaisten kondensaattoreiden piirrossymboleita. Symboleista äärimmäisenä vasemmalla kondensaattorin yleissymboli.

Kondensaattorin piirrossymboli kertoo paljon kondensaattorin rakenteesta. Kapasitanssi koostuu yksinkertaisimmillaan kahdesta levystä, joiden välissä on eristemateriaali (dielektristä ainetta). Kondensaattorin varaus, Q = CU, piileskelee juuri tässä kondensaattorin eristeaineessa olevassa sähkökentässä (tai itse varaus oikeastaan kondensaattorin levyillä). Jos tarkastellaan vaihtojännitteeseen kytkettyä kondensaattoria, havaitaan että energiaa varastoituu kondensaattoriin osassa jaksoa ja toisessa jaksossa kondensaattori palauttaa varastoimansa energian takaisin lähteeseen.

Vesianalogia kondensaattorissa

Tärkeimpiä kondensaattoreiden käyttökohteita ovat mm.:

• Suodatus (jännitteen tasoitus, monimutkaisemmat suotimet, kuten stereoiden äänenvärinsäätimet ym.)
• Tasajännitteen erotus (tasavirta ei kulje kondensaattorin läpi)
• Oskillaattoripiirit ja ajastimet

Kondensaattorin impedanssi Z

Kondensaattorin impedanssi eli vaihtovirtavastus Z kuvaa kondensaattorin vastusta tietyllä yksittäisellä taajuudella. Jos piirissä on vain yhtä taajuutta, helpottaa tämä laskelmiamme huomattavasti. Esimerkiksi kondensaattorin virran suuruus voidaan tällöin laskea suoraan Ohmin lakia soveltaen kondensaattorin jännitteestä.

Kondensaattorin impedanssi kulmataajuudella w on

(Muistithan, että kulmataajuuden (rad/s) ja taajuuden f (Hz, 1/s) välillä on yhteys )

Impedanssin yhtälöstä nähdään, että:

• Kondensaattorin virta riippuu jännitteen muutosnopeudesta (taajuudesta)
• Kondensaattori toimii oikosulkuna suurilla taajuuksilla
• Kondensaattori vastaa avattua piiriä tasavirralle

Esimerkki kondensaattorista vaihtovirtapiirissä

Kondensaattoreiden sieventämiselle on myös omat laskusääntönsä (vrt. vastus, jonka sieventäminen menee päinvastoin).