Što je keramički kondenzator?

Kondenzator, koji se također naziva ćelija za pohranu, sekundarna ćelija ili kondenzator, pasivna je elektronička komponenta koja je sposobna pohraniti električni naboj. Također je filtar koji blokira istosmjernu struju (DC) i dopušta prolazak izmjenične struje (AC). Kondenzator se sastoji od dvije vodljive površine koje se nazivaju elektrode, odvojene izolatorom, koji se naziva dielektrik. Za razliku od nekih kondenzatora, keramički kondenzator nije polariziran, što znači da dvije elektrode nisu pozitivne i negativno nabijene; a kao dielektrike koristi slojeve metala i keramike.

Kada se istosmjerni napon dovede na keramički kondenzator, električni naboj se pohranjuje u elektrodama. Kapacitet pohrane je mali, a mjeri se u jedinicama koje se nazivaju Faradi (F). Većina kondenzatora je toliko mala da se njihov kapacitet mjeri u jedinicama mikrofarad (10 na negativnu šestu potenciju), nanofarad (deset na negativnu devetu potenciju) ili pikofarad (deset na negativnu dvanaestu potenciju). Dizajnirani su novi super kondenzatori koji zapravo drže dovoljno naboja da se izmjere u punim jedinicama Farada.

Prvi dizajn keramičkog kondenzatora bio je 1930-ih, kada je korišten kao komponenta u radio prijemnicima i drugoj opremi s vakuumskim cijevima. Kondenzatori su sada vitalna komponenta u brojnim elektroničkim aplikacijama, uključujući automobile, računala, opremu za zabavu i napajanje. Također su korisni u održavanju razine napona u dalekovodima, poboljšanju učinkovitosti električnog sustava i smanjenju gubitka energije.

Izvorni dizajn keramičkih kondenzatora bio je u obliku diska, a s izuzetkom monolitnih keramičkih kondenzatora, to je još uvijek prevladavajući dizajn. Keramički kondenzatori koriste materijale kao što je titan-kiseli barij kao dielektrik. Nisu konstruirani u zavojnici, kao neki drugi kondenzatori, pa se mogu koristiti u visokofrekventnim aplikacijama i u krugovima koji zaobilaze visokofrekventne signale prema zemlji.

Monolitni keramički kondenzator sastoji se od tankih dielektričnih slojeva isprepletenih raspoređenim elektrodama od metalnog filma. Nakon što su vodovi pričvršćeni, jedinica se utiskuje u monolitan ili čvrst i ujednačen oblik. Mala veličina i veliki kapacitet monolitnih kondenzatora pomogli su da se omogući minijaturizacija, digitalizacija i visoka frekvencija u elektroničkoj opremi.

Višeslojni keramički kondenzator koristi dvije nepolarizirane elektrode odvojene višestrukim naizmjeničnim slojevima metala i keramike kao dielektrika. Oni se nalaze u visokofrekventnim energetskim pretvaračima i u filterima u sklopnim izvorima napajanja i DC-DC pretvaračima. Računala, procesori podataka, telekomunikacije, industrijske kontrole i instrumentalna oprema također koriste višeslojne keramičke kondenzatore.
Keramički kondenzatori se klasificiraju kao tip I, tip II ili tip III. Keramički kondenzator tipa I općenito ima dielektrik izrađen od mješavine metalnih oksida i titanata. Imaju visok izolacijski otpor i manje gubitke frekvencije te održavaju stabilan kapacitet čak i kada napon varira. Oni se koriste u rezonantnim krugovima, filterima i vremenskim elementima.

Kondenzatori tipa II imaju dielektrike napravljene od cirkonata i titanata, kao što su barij, kalcij i stroncij. Imaju nešto veće gubitke frekvencije i manji otpor izolacije od kondenzatora tipa I, ali još uvijek mogu održavati visoke razine kapaciteta. Oni su popularni za korištenje u spajanju, blokiranju i filtriranju. Jedan nedostatak kondenzatora tipa II je da mogu izgubiti kapacitet s godinama. Keramički kondenzatori tipa III su kondenzatori opće uporabe koji su prikladni za primjene koje ne zahtijevaju visoku otpornost izolacije i stabilnost kapaciteta.