Eigenschappen van een condensator
Een condensator wordt veel in elektronische schakelingen gebruikt. Een condensator bestaat uit twee elektrisch geleidende platen die geïsoleerd van elkaar staan opgesteld. Tussen de twee platen zit bij een keramische condensator een isolerend keramisch materiaal. Zodra er een elektrische spanning op de twee platen wordt aangesloten, vloeit er stroom door de aansluitdraden van de condensator. Hierdoor wordt er tussen de twee platen een elektrisch veld opgebouwd. De stroomtoevoer loopt bij een constante spanning geleidelijk terug naar nul. De hoeveelheid stroom die nodig is om de condensator op te laden is een maat voor de capaciteit van de condensator. De capaciteit van een condensator is evenredig met het oppervlakte van de platen, de permittiviteit van de isolator tussen de platen en omgekeerd evenredig met de afstand tussen de platen. Hoe groter het oppervlakte, hoe hoger de capaciteit. Bij een kleiner wordende afstand tussen de platen neemt de capaciteit toe, hoe dunner de isolator hoe hoger de capaciteit. Een dunnere isolator zorgt wel voor een lagere maximale werkspanning, omdat een dunne isolator bij een lagere spanning zal doorslaan. De permittiviteit van een isolator is een vast gegeven. Bij keramisch materiaal hangt deze factor af van het gebruikte keramische materiaal.
Opbouw van een keramische condensator
Een keramische condensator bestaat uit een keramisch plaatje waar aan beide zijden een laagje metaal, meestal aluminium is opgedampt. Voor een condensator met een lage capaciteit wordt een laagje keramisch materiaal gebruikt. Voor een keramische condensator met een hoge waarde worden meerdere laagjes keramisch materiaal gebruikt. Dit wordt een multilayer keramische condensator genoemd.
Door de geleidende metaallaagjes en de isolerende keramische laagjes om en om af te wisselen, ontstaat er een effectieve vergroting van de plaatoppervlakte. Hierdoor kunnen keramische condensatoren met een hoge capaciteit worden gemaakt die weinig ruimte innemen. Door de dikte van het isolerende keramische materiaal dun te houden wordt de capaciteit nog eens extra verhoogd. Het dunner maken van het keramische isolatiemateriaal heeft zijn grenzen. Door het dunner maken van de isolator wordt de spanning waarbij de isolator doorslaat lager. Dit is van invloed op de maximale veilige werkspanning van de keramische condensator. De maximale werkspanning is de maximale spanning waarbij een condensator niet doorslaat. Een condensator met hoge werkspanning heeft een dikkere isolator tussen de geleidende platen. Een condensator van dezelfde waarde met een hogere werkspanning is groter dan een met lage maximale werkspanning.
Aanduiding van capaciteit
De aanduiding van de capaciteit op een condensator kan soms een beetje mysterieus overkomen. Op sommige keramische condensatoren staat de waarde netjes inclusief de eenheid aangegeven. Bijvoorbeeld 33 nF (nano Farad). Omdat een keramische condensator vaak erg klein is, is er weinig ruimte voor veel cijfers en letters en wordt de waarde alleen aangegeven met een getal. Meestal bestaat dit getal uit drie cijfers, bijvoorbeeld 333. Om de waarde van deze condensator te ontcijferen ga je als volgt te werk. Het geheim is dat het laatste cijfer van het opgedrukte getal de vermenigvuldigingsfactor is. 3 bekent dus drie nullen. De waarde 333 wordt dus vertaald als 33.000. Staan er verder geen letters achter het getal, dan is de aanduiding in pF (pico Farad). 333 betekent dus 33.000 pF. 1.000 pF is gelijk aan 1 nF (nano Farad). 333 is gelijk aan 33.000 pF is gelijk aan 33 nF. Staat er nog een tweede getal op de keramische condensator, dan geeft dat getal de maximale werkspanning van de condensator aan. Dit getal is meestal een mooi rond getal zoals 50, 100, 250 en wordt, om onderscheid te maken tussen capaciteit en maximale werkspanning, vaak gevolgd door de letter V van Volt.
Uitvoeringen van een keramische condensator
Keramische condensatoren worden ingedeeld in twee klassen. Klasse 1 zijn keramische condensatoren met een hoge stabiliteit en lage verliezen. Deze klasse wordt gebruikt voor resonantiekringen, waarbij een hoge stabiliteit met een bekende temperatuurcoëfficiënt en lage verliezen belangrijk zijn. Klasse 2 zijn condensatoren die een hoge capaciteit per volume eenheid hebben. Deze condensatoren zijn vooral geschikt voor afvlakking, gelijkspanning ontkoppeling en wisselspanning koppeling. De capaciteit van klasse 2 condensatoren is over langere tijd minder stabiel dan van klasse 2 keramische condensatoren. Bij het monteren van keramische condensatoren op een printplaat worden ze vaak zo gemonteerd dat het opschrift van alle condensatoren dezelfde kant uitwijst. Dit wordt gedaan om een mooi optisch effect te krijgen en heeft geen invloed op de goede werking van de schakeling. Net als bij het solderen van alle elektronicacomponenten is het bij het solderen van een keramische condensator belangrijk om de component zo kort mogelijk aan hoge temperaturen bloot te stellen. Gebruik bij het solderen van een keramische condensator een soldeerbout met een laag vermogen, maximaal 30 Watt, of nog beter een temperatuurgeregeld soldeerstation. Gebruik hoge kwaliteit soldeertin.
