Wstęp

                       
   
                             

Niektóre kondensatory wygładzają kształt przebiegu prądu. Inne 
przepuszczają sygnały i sprzęgają je ze sobą. Specjalne kondensatory o 
zmiennej pojemności służą do przestrajania radia i wyszukiwania stacji.

Pojemnością elektryczną nazywamy zdolność przewodników do gromadzenia 
ładunków elektrycznych. Własność tę wykorzystano w kondensatorach. 
Kondensator to układ dwóch przewodników (elektrody, opłatki, 
okładziny) przedzielonych dielektrykiem (materiałem izolacyjnym). 
Jeżeli do kondensatora doprowadzimy napięcie zasilające (U) to na 
jego okładkach gromadzi się ładunek równy co do wartości lecz 
przeciwnego znaku. Proces gromadzenia ładunku nazywamy ładowaniem 
kondensatora. Trwa on do chwili gdy napięcie między okładkami 
osiągnie wartość napięcia zasilającego. Ładunek jednej elektrody 
nazywamy ładunkiem kondensatora, a zdolność kondensatora do 
gromadzenia ładunku nazywamy pojemnością kondensatora C, którą 
wyrażamy jako stosunek ładunku zgromadzonego w kondensatorze do 
napięcia przy którym został zgromadzony. Czyli C=Q/U. Jednostką jest 
jeden farad (1F)

C - jest to podstawowy parametr (podstawowa wielkość) kondensatora, 
podawana przez producenta. Pojemność nie zależy od ładunku i napięcia. 
Stosunek Q do U jest stały dla danego kondensatora. Pojemność zależy 
od konstrukcji kondensatora:
a) rodzaju dielektryka (E)
b) wymiarów kondensatora.

Wytrzymałością elektryczną dielektryka nazywamy maksymalną wartość 
natężenia pola, która jeszcze nie niszczy własności zolacyjnych 
dielektryka.

Kondensatory w układach mogą być łączone:
a) szeregowo
b) równolegle
c) mieszanie

Cechy charakterystycznełączenia szeregowego:
a)ładunki na każdym kondensatorze mają jednakową wartość
b) napięcie całkowite przyłożone do gałęzi jest sumą napięć na 
poszczególnym kondensatorze
c) dowolną ilość szeregowo połączonych kondensatorów można zastąpić 
jednym. Zamiana ta nie może spowodować zmiany napięcia całkowitego U 
i ładunku zgromadzonego w układzie. Pojemność zastępczego 
kondensatora czyli pojemność zastępczą Cz obliczamy ze wzoru:

                    

Cechy charakterystyczne połączenia równoległego:
a) napięcie na każdym z kondensatorów jest jednakowe
b)ładunek całkowity jest sumą ładunków na poszczególnych 
kondensatorach
c) dowolną ilość równolegle połączonych kondensatorów można zastąpić 
jednym, nie może zmienić się napięcie U i ładunek układu. Pojemność 
zastępczą Cz obliczamy ze wzoru:

Cz = C1 + C2 + C3 ... 

Połączenie mieszane to takie, w którym występujełączenie równoległe i 
szeregowe.

Kondensator składa się z dwóch płytek przewodzących prąd elektryczny 
(elektrod), które są od siebie oddalone. Może on zostać naładowany 
ładunkiem elektrycznym. O zdolności magazynowania ładunku, czyli o 
pojemności kondensatora decyduje powierzchnia elektrod i odległość 
między nimi. Większa powierzchnia i mniejsza odległość, daje wyższą 
pojemność.

W celu zmniejszenia odsępu między elektrodami, stosuje się na 
izolatory materiały, które można wykonać w formie bardzo cienkiej 
folii np. tworzywa sztuczne, ceramikę lub warstwy tlenków. Materiały 
te charakteryzują się cechą fizyczną nazywaną przenikalnością 
elektryczną. Ujawnia się ona, gdy atomy umieszczone w polu 
elektrycznym ulegają polaryzacji w wyniku odkształcenia orbit 
elektronów na zewnętrznych powłokach. Powstają tak zwane dipole, 
które mogą się obracać i przyjmować ten sam kierunek, jaki ma pole 
elektryczne. W efekcie tego, zmniejsza się wpływ odległości między 
elektrodami i pojemność wzrasta. Ta cecha powoduje, ze materiał 
izolacyjny nazywa się dielektrykiem.


   
   Parametry 
  
Czynnikiem, który w najwększym stopniu wpływa na pojemność 
kondensatora, poza powierzchnią i odległością elektrod, jest zdolność 
dielektryka (w ujęciu makroskopowym) do przyjęcia ujemnego ładunku w 
pobliże dodatniej elektrody, i dodatniego ładunku w pobliże elektrody 
ujemnej, co powodujeże wpływ odległości między elektrodami zmniejsza 
się. 
W celu obliczenia pojemnści kondensatora, korzystamy z następującej 
zależności:

C = E x A/d

gdzie C = pojemść w faradach,
A = powierzchnia w m2,
d = odstęp miedzy elektrodami w m,
E = przenikalność, która właściwie jest iloczynem Eo x Er gdzie Eo 
jest przenikalnością próżni i wynosi 8,85 x 10-12 a Er jest liczbą 
względną, która określa przenikalność dielektryka w stosunku do 
przenikalności w próżni Er nazywana jest często stałą dielektryczną 
lub liczbą pojemnościową.

Z tego wynika, że wybór dielektryka w decydującym stopniu wpływa na 
pojemność kondensatora i jego wymiary. Istnieją jednak inne cechy 
(zalety i wady) materiałów, które powodują,że nie zawsze można 
stosować materiałów o najwyższej stałej dielektrycznej.

Kondensator, przy przepływie prądu zmiennego, stanowi opór zależny od 
częstotliwości, który jest nazywany reaktancją pojemnościową (Xc).

Xc = 1/( w x C)

gdzie w - omega,
Xc = reaktancja w omach,
m = pulsacja (2 x pi x f) w Hz,
C = pojemność w faradach.

Energę którą można magazynować w kondensatorze wylicza się ze wzoru:

E = 1/2 x C x U2

gdzie E = energia w kondensatorze w joulach (Ws),
C = pojemność w faradach,
U = napięcie w woltach.

Pod poęciem pojemności C, rozumie się zdolność kondensatora do 
przyjęcia tadunku Q w coulombach, na volt przyłożonego napięcia U. 
Jest to opisane wzorem:

C=Q/U

Jednostką pojemności jest farad, który ma wymiar A x s/V. Pojemność 1 
farada posiada kondensator, w którym ładunek 1 coulomba powoduje 
powstanie napięcia 1 volta.

Naładowanie i rozładowanie kondensatora zajmuje zawsze pewien czas. 
Zmiany ładunku wiążą się z kolei z przepływem prądu przez jakąś 
rezystancję. Najniższa rezystancja to rezystancja doprowadzeń 
elektrod. Przez stałą czasową t rozumiemy czas, który jest potrzebny 
żeby ładunek osiągnął 63,2% (1 - e-1) maksymalnego napięcia.

tau = R x C

gdzie tau podany jest w sekundach o ile R podane jest w omach, a C w 
faradach. Przyjmuje się,że kondensator jest całkowicie naładowany, po 
czasie 5 x tau.

W celu lepszego zrozumienia zalżności między parametrami kondensatora, 
należy przyjąć następujący uproszczony schemat zastępczy:

                 

gdzie Rs = rezystancja szeregowa wyprowadzeń i elektrod, elektrolitu, 
jak również straty w dielektryku,
Ls = indukcyjność doprowadzeń i elektrod,
C = pojemność
Rp = rezystancja izolacji w dielektryku.

Poprzez skrót ESR (zastępcza rezystancja szeregowa) rozumiemy 
całkowite straty w kondensatorze, które poza rezystancją szeregową 
doprowadzeń i elektrod Rs, obejmują straty w dielektryku, powstające 
przy oddziaływaniu na niego zmiennego pola elektrycznego. ESR jest 
funkcją częstotliwości i temperatury.

Straty powoduą wzrost temperatury, która musi być kontrolowana, o ile 
jej wzrost jest znaczny.

Do opisania rezystancji strat stosuje się współczynnik strat (tan 
delta). Wyraża się zależnością:

tan delta = ESR/Xc

Współczynnik strat jest więc stosunkiem ESR do reaktancji Xc. Moc 
wydzielana w kondensatorze wyrażona jest zależnością:

P = U2 x omega x C x tan delta

Gdy częstotliwość przyłożonego napięcia jest równa tej, przy której 
zmierzono ESR, można powyższy wzór zapisać:

P= U2 x ESR

ESL (szeregowa indukcyjność zastępcza), jest indukcyjnością 
wyprowadzeń i elektrod Ls. Indukcyjność współczesnych kondensatorów 
zwykle zawiera się w zakresie 10-100 nH.

Impedancja kondensatora jest przedstawiona zalżnością:

Z= pierw(ESR2) + (Xc - XL)2

gdzie Z = impedancja w omach,
Xc i XL jest odpowiednio reaktancją pojemnościową i indukcyjną przy 
danej częstotliwości.

Jednym z parametrów kondensatora jest cęstotliwość rezonansu własnego, 
który występuje gdy wartości bezwzględne Xc i XL są sobie równe i 
kompensują się wzajemnie. Przy tej częstotliwości impedancja jest 
równa ESR.

Rezystancja dielektryka w kondensatorze (Rp) nigdy nie jest 
nieskończona, gdyż zawsze istnieje jakiś przepływ prądu. Prąd ten 
nazywamy prądem upływu. Powoduje on samorozładowanie kondensatora. 
Może to być czynnikiem krytycznym np. w obwodach czasowych.

Wiele parametrów kondensatora zależy od temperatury np., stała 
dielektryczna, ESR i prąd upływu. Dlatego w zależności od zakresu 
temperatury, w którym kondensator będzie pracował należy wybierać 
odpowiedni rodzaj dielektryka.

Do opisu zmian pojemności w funkcji temperatury służy współczynnik 
temperaturowy. Można go podać w ppm/oC (milionowa część na stopień 
Celsjusza).

Poza tym wiele parametrów jest mniej lub bardziej zależnych od 
częstotliwości i napięcia, co może być również czynnikiem wpływającym 
na wybór dielektryka.

Odpornść na napięcie impulsowe określa, z jaką częstotliwością 
kondensator może być ładowany i rozładowywany. Zmiany napięcia 
powodują przepływ prądu przez elektrody i doprowadzenia, w 
rezystancji których następuje wydzielenie pewnej mocy. Gdy gęstość 
prądu w elektrodach będzie duża, wzrasta oporność własna, a w związku 
z tym straty mocy. Przy bardzo wysokich prądach może nastąpić 
stopienie i wyparowanie elektrod i wówczas w kondensatorze powstaje 
ciśnienie gazów, które może mieć fatalne skutki. Zmiany napięcia 
prowadzą ponadto do strat w dielektryku, które wspólnie ze stratami w 
rezystancji powodują wzrost temperatury kondensatora.

Odporność na napięcie impulsowe jest podawane łącznie z napięciem 
pracy, które jest równe nominalnemu. Odpornść na napięcie impulsowe 
jest parametrem katalogowym i zależy od przyjętych warunków badania. 
W zależności od przyjętej metody (zgodnej z obowiązującymi normami) 
ilość impulsów, ich częstotliwość, wzrost temperatury itd., mogą być 
różne.

Prąd, wywołany zmianą napięcia można wyliczyć z następującego wzoru:

I = C x (delta V/delta t)

Jeżeli pojemność C i odporność na napięcie impulsowe delta V/delta t 
podana jest odpowiednio w uF i V/us to prąd I otrzymujemy w A.

Maksymalne napęcie pracy zależy od wielu czynników m.in. od 
wytrzymałości elektrycznej dielektryka, jego grubości, odległości 
między elektrodami i wyprowadzeniami, rodzaju obudowy. Odporność na 
przebicie zależy od temperatury i częstotliwości. Dlatego należy 
uważać, żeby nie przekroczyć maksymalnego napięcia w danych warunkach. 
Nawet gdy nie nastąpi bezpośrednie przebicie dielektryka zbyt wysokie 
natężenie pola elektrycznego może spowodować długotrwałe zmiany w 
dielektryku. Kiedy kondensator został naładowany a dipole dielektryka 
powstały i zostaty obrócone w kierunku napięcia pola, to po 
rozładowaniu kondensatora nie wszystkie powracają do swojej 
pierwotnej pozycji. Te dipole, które pozostały w swoim nowym 
położeniu powodują, że w rozładowanym kondensatorze pozostaje pewne 
napięcie. Zjawisko to nazywa się absorpcją dielektryczną i występuje 
w większym lub mniejszym stopniu we wszystkich kondensatorach. W 
niektórych zastosowaniach np. w obwodach próbkujących, 
podtrzymujących i w układach audio, wymaga się, żeby była ona tak 
niska jak tylko to jest możliwe. Absorpcję dielektryczną mierzy się w 
procentach napięcia początkowego, po pewnym czasie od początku 
zwarcia. Istnieje cały szereg znormalizowanych metod pomiaru tego 
parametru.


   
   Budowa 
  
Kondensatory z tworzywa sztucznego, w których warstwę dielektryka 
stanowi tworzywo sztuczne mają małe straty dzięki niskiej rezystancji 
elektrod i wysokiej rezystancji izolacji. Technologiczność 
konstrukcji umożliwia automatyzację produkcji i w efekcie niskie ceny. 
Są one niepolaryzowane (nie odgrywa roli, która z elektrod będzie 
dodatnia a która ujemna) i mają bardzo mały prąd upływu. 
Używa się ich jako kondensatorów szeregowych lub blokujących w 
układach analogowych i cyfrowych, w obwodach czasowych i filtrach Lc. 
Produkowane pojemności zawierają się w granicach od 10 pF do 100 uF.

Elektrody wykonuje sę w postaci folii metalowej lub folii 
metalizowanej. Folia metalizowana powstaje w wyniku naparowania 
próżniowego cienkiej warstwy metalu na dielektryk. Zaletą tego 
rozwiązania jest to, że przy przebiciu elektrycznym naparowany metal 
wyparowuje wokół miejsca przebicia i w ten sposób nie dochodzi do 
ewentualnemu zwarcia.

Istnieje wiele różnych technologii wykonania, poniżej podajemy 
przykłady tych najczęściej spotykanych:

Wewętrzne połączenie szeregowe powoduje większą odporność 
kondensatora na napięcia impulsowe. We wcześniejszych konstrukcjach 
kondensatorów z tworzywa sztucznego doprowadzenia były wykonywane 
przewodem dołączonym do jednego z końców zwoju folii metalizowanej. W 
nowoczesnych kondensatorach tego typu, na zwinięty rulon folii nanosi 
się kontakt metalowy przy użyciu metalizacji natryskowej. Dzięki temu 
można całą stronę nawiniętej folii połączyć z wyprowadzeniem i tym 
samym znacznie zmniejszyć rezystancję i indukcyjność kondensatora.

Do wyrobu kondensatorów stosuje sę wiele różnych tworzyw sztucznych:

Poliester (PET politereftalano-etylen) jest tworzywem z którego mżna 
uzyskać cienkie folie (możliwe jest wytworzenie folii ok. 1mm) łatwe 
do metalizacji, co z kolei umożliwia otrzymanie kondensatorów o 
małych wymiarach i niskiej cenie. Poliester ma jednak najgorsze 
parametry wśród nowoczesnych tworzyw sztucznych. Kondensatory 
poliestrowe z elektrodami z folii metalowej, oznaczane są często KT a 
jeśli są z folii metalizowanej MKT. Używa się ich w wielu mniej 
odpowiedzialnych miejscach układów elektronicznych np. przy 
odsprzęganiu.

Poliwęglan (PC) pozwala również otrzymać bardzo cienkie folie. Jest 
stosunkowo łatwy do metalizacji. Ma niższa stałą dielektryczną od 
poliestru co powoduje, że wykonane z niego kondensatory są nieco 
większe i droższe. Tworzywo to ma jednak znacznie niższą stratność 
elektryczną i lepszą stabilność. Kondensatory oznaczone są 
analogicznie literami KC i odpowiednio MKC, o ile są z folii 
metalizowanej. Kondensatory poliwęglanowe są stosowane w tych 
miejscach układów elektronicznych, gdzie można wykorzystać ich wysoką 
stabilność, np. w strojonych filtrach i generatorach.

Polipropylen (PP) z trudem udaje sę przerabiać na folie. Wymaga poza 
tym wstępnej obróbki, aby mógł być metalizowany. Kondensatory 
polipropylenowe są jednocześnie duże i drogie w porównaniu z 
poliestrowymi i poliwęglanowymi. Zaletą ich są bardzo małe straty, 
wysoka stabilność i niska absorpcja dielektryczna. Kondensatory 
polipropylenowe z elektrodami z folii, nazywane są KP, a o ile są z 
folii metalizowanej MKP. Kondensatory polipropylenowe używane są 
często w zastosowaniach impulsowych i tam gdzie istotna jest niska 
absorpcja dielektryczna np. w obwodach próbkujących i podtrzymujących, 
jak również w urządzeniach audio.

Polistyren (styrol, styroflex) jest jednym z pierwszych tworzyw 
sztucznych, które w coraz wększym stopniu zastępowane jest przez 
poliwęglany i polipropylen. Metalizuje się z dużymi trudnościami, a 
niska wytrzymałość elektryczna powoduje, że folie polistyrenowe muszą 
być dużo grubsze niż wykonane z innych tworzyw sztucznych. Polistyren 
posiada jednak bardzo niską stratność, wysoką stabilność i niską 
absorpcję elektryczną. Wykonane z niego kondensatory używane są w 
bardzo odpowiedzialnych miejscach obwodów elektrycznych np. w 
filtrach.

Siarczek polifenylu (PPS) jest materiałem, którego główną cechą jest 
odporność na wysokie temperatury, dobra stabilność i bardzo niskie 
straty. Wadą jest niska wytrzymałość elektryczna. Powoduje to 
konieczność stosowania folii z tworzywa o większych grubościach.

Kondensatory papierowe są w większości zastosowań zastępowane 
kondensatorami warstwowymi z tworzyw sztucznych. Pomimo wysokiej 
stałej dielektrycznej, kondensatory papierowe są większe oraz droższe 
niż z tworzyw sztucznych. Zaletami kondensatorów papierowych jest 
odporność na napięcia impulsowe i niska zawartość węgla (ok. 3%, dla 
porównania: 40-70% w tworzywach sztucznych), co powoduje bardzo dobre 
własności samoregenerujące i małe ryzyko zapłonu. W dzisiejszej dobie 
używane są one niemal wyłącznie jako kondensatory odkłócające 
(kondensatory X i Y ), w których można wykorzystywać zalety papieru w 
stosunku do tworzyw sztucznych.

Czasami stosuje sę równocześnie folię plastikową jak i papier. Mówi 
się wówczas o mieszanym dielektryku, w którym usiłuje się wykorzystać 
zalety każdego z nich.

Kondensatory ceramiczne są produkowane z jednej lub wielu płytek 
ceramicznych z nałożoną elektrodą metalową. Kondensator ceramiczny z 
pojedynczą warstwą dielektryka nazywany jest jednowarstwowym, "single 
plate" lub kondensatorem płytkowym. Gdy kondensator zbudowany jest z 
wielu warstw dielektryka i elektrod, nazywany jest wielowarstwowym 
albo kondensatorem monolitycznym. Podaż różnych materiatów i wykonań 
kondensatorów jest ogromna. Kondensatory ceramiczne produkuje się o 
pojemnościach od 0,5pF do wielu setek uF. Kondensatory powyżej 10 uF 
są jednak rzadko spotykane, ze względu na wysoką cenę.

Materiały ceramiczne dzielą się na trzy grupy.

Klasa 1 są to materiaty o niskiej stałej dielektrycznej. 
Charakteryzują się wysoką stabilnością, nie tylko w funkcji 
temperatury, ale również częstotliwości, napięcia i czasu. Mają 
bardzo niską stratność również przy wysokich częstotliwościach. 
Kondensatory jednowarstwowe wytwarzane są o pojemnościach od 0,47 do 
560 pF. Kondensatory wielowarstwowe (miltilayer), produkowane z 
dielektryka NPO, mają wartości od 10 uF do 0,1 uF. Stosowane są w 
układach, w których wymaga się wysokiej stabilności przy krytycznych 
warunkach temperatury, np. w układach oscylatorów.

Dielektryki klasy 1 posiadaą prawie liniowy współczynnik 
temperaturowy i oznakowane są literą P lub N, która wskazuje czy 
współczynnik jest dodatni, czy ujemny jak również cyfrą, która jest 
równa współczynnikowi.

Klasa 2 to materiały o wysokiej stałej dielektrycznej. Mają 
nieliniową zależność w funkcji temperatury, częstotliwości i napięcia. 
Istnieje wielka różnorodność tego typu dielektryków o różnych 
własnościach. Posiadają niskie straty przy umiarkowanych parametrach. 
Starzenie w nich przebiega w tempie 1- 5% na dekadę, czyli 10 lat. 
Dielektrykom ceramicznym można przywrócić początkowe parametry 
poprzez podgrzanie ich do temperatury Curie, która wynosi ok. 150° C.

W klasie 2 wytwarzane są kondensatory jednowarstwowe o pojemnościach 
100 uF do 0,1 uF i wielowarstwowe od 10 pF do 10 uF. Używane są w 
niezbyt krytycznych zastosowaniach np. jako kondensatory 
odsprzęgające i blokujące.

Dielektryki klasy 2 oznaczane są literą K i liczbą, która odpowiada 
stałej dielektrycznej wg normy EIA, z trzema znakami, z których dwa 
pierwsze wskazują na zakres temperatury pracy, a trzeci mówi o 
zmianie pojemności w tym zakresie temperatur.

Klasa 3 dielektryków bazuje na materiałach ferroelektrycznych i 
często ma ziarnistą (domenową) strukturę wewnętrzną, gdzie mała 
pojemność pomiędzy poszczególnymi ziarnami wspólnie tworzy dużą 
pojemność wynikową. Materiał ma z grubsza biorąc takie same albo 
nieco gorsze parametry, jak ceramika klasy 2, ale wytrzymałość 
napięciowa jest mała. Często 16 lub 50 V jest maksymalnym napięciem 
pracy. Ekstremalnie wysoka stała dielektryczna powoduje, że 
kondensatory o dużych pojemnościach można wykonywać w obudowach o 
małych wymiarach i o niskiej cenie. Produkowane są z pojemnościami od 
1000 pF do 1uF.

Kondensatory mikowe zbudowane są podobnie jak ceramiczne kondensatory 
wielowarstwowe, ale ponieważ nie podlegają wygrzewaniu w wysokich 
temperaturach, elektrody można wykonać ze srebra. Mika jest minerałem 
wydobywanym w kopalniach indyjskich, gdzie jego jakość jest 
szczególnie wysoka. Jest to minerał twardy i odporny, 
charakteryzujący się tym, że rozdziela się na cienkie płytki, które 
można wyposażyć w elektrody. Właściwości elektryczne np. rezystancja 
izolacji, stratność i stabilność są doskonałe i całkowicie 
porównywalne z najlepszymi tworzywami sztucznymi i ceramiką. 
Kondensatory mikowe są jednak względnie duże i drogie, co powoduje,że 
w znacznym stopniu zastępowane są m.in. przez kondensatory 
polipropylenowe. Stosuje się je często w układach wielkiej 
częstotliwości, gdzie wymagane są nie tylko niskie straty, ale 
również wysoka stabilność częstotliwości i temperatury. Produkowane 
są o wartościach pojemności od 1pF do 0,1 uF.


Kondensatory elektrolityczne mają elektrody aluminiowe albo tantalowe. 
Powierzchnia anody (biegun dodatni) jest pokryta bardzo cienką 
warstwą tlenku, która pełni rolę dielektryka. W celu zmniejszenia 
odległości między warstwą tlenku i katodą (biegun ujemny) używa się 
elektrolitu o niskiej rezystancji.

Kondensatory elektrolityczne aluminiowe mokre zawierają elektrolit 
złożony z kwasu borowego, glikolu, soli i rozpuszczalnika. Elektrody 
są wytrawione w kąpieli kwaśnej, w celu uzyskania powierzchni 
porowatej. W ten sposób powierzchnia wzrasta aż do 300 razy. 
Warstewka dielektryka (tlenku) na anodzie jest formowana (buduje się 
ją), w kąpieli z elektrolitem zawierającym wodę, do grubości ok. 13 A 
na każdy Volt napięcia, które ma on wytrzymać. Również katoda posiada 
cienką (ok.40A) warstwę tlenku.

Aby zapobiec wzajemnemu kontaktowi warstw tlenku elektrod, które 
mogłyby przez to ulec uszkodzeniu, umieszcza się między nimi 
separator z cienkiego papieru. Obudowa kondensatora połączona jest do 
bieguna ujemnego. Obudowa nie może być jednak używana jako 
doprowadzenie.

Warstwa tlenku ma charakterystykę nieliniową zbliżoną do diodowej. 
Maksymalne napięcie w kierunku zaporowym wynosi 1,5 V. O ile zostanie 
ono przekroczone, to następstwa mogą być fatalne.

ESR (zastępcza rezystancja szeregowa) kondensatora elektrolitycznego 
aluminiowego jest względnie wysoka, zależna od wysokiej rezystywności 
elektrolitu w porównaniu np. z aluminium lub miedzią. Zależność od 
temperatury jest bardzo duża, szczególnie przy niskich temperaturach. 
W dolnej granicy temperatury ESR może być 20 razy wyższe niż w 
temperaturze pokojowej. Zmiana pojemności zależna od temperatury 
wynosi +/- 20% dla całego zakresu temperatury pracy.

Prądy upływu przez dielektryk są określane przy napięciu nominalnym. 
Dla niższego napięcia prąd zmniejsza się. Przy połowie napięcia 
nominalnego, prąd upływu wynosi zaledwie 20% nominalnego. Prądy 
upływu wzrastają ze wzrostem temperatury. W pobliżu górnej granicy 
zakresu temperaturowego, prąd może wzrosnąć 10 razy.

"Żywotność" jest określeniem mało precyzyjnym. Przez żywotność 
kondensatora elektrolitycznego rozumiemy czas pracy do momentu, kiedy 
jeden z parametrów takich jak np. pojemność, współczynnik strat i 
prąd upływu przekroczy wartość graniczną. Istnieje wiele różnych 
metod pomiaru czasu życia, co utrudnia porównania. Przede wszystkim w 
wyniku różnorodnych zmian fizyko-chemicznych starzeje się elektrolit. 
W nowoczesnych kondensatorach elektrolitycznych używa się 
rozpuszczalników, które mimo dobrego zamknięcia wyparowują i 
kondensator wysycha. Wysoka temperatura kondensatora znacznie 
przyspiesza proces starzenia. Np. obniżenie temperatury o 10° C 
podwaja czas życia.

Kondensatory elektrolityczne aluminiowe mokre, produkowane są o 
pojemnościach od 0,1 uF do 0,5 F. Najwyższa wartość wytrzymałości 
elektrycznej produkowanych kondensatorów elektrolitycznych nie 
przekracza 500V. Najczęściej tego typu kondensatory stosuje się jako 
elementy filtrujące w zasilaczach. Dla celów zmiennoprądowych 
produkuje się specjalne kondensatory, tzw. bipolarne. Posiadają one 
doprowadzenia dołączone do anod z warstw tlenku. Między anodami 
znajduje się folia katodowa bez doprowadzenia.

Suche elektrolity aluminiowe. Ich produkcję rozpoczęto na początku 
naszego wieku. Różniły się one znacznie od dzisiejszych suchych 
kondensatorów aluminiowych. Dla odróżnienia, współczesne typy, często 
kondensatory z dwutlenkiem manganu lub organicznymi półprzewodnikami 
jako elektrolit, nazywamy kondensatorami stałymi z aluminiowym 
elektrolitem (SAL).

Elektrolit na bazie dwutlenku manganu posiada niżsą rezystancję. 
Elektrody aluminiowe są wytrawiane i zanurzane w kąpieli formującej, 
w celu wytworzenia warstwy tlenku. Między tak wykonane elektrody 
wprowadza się separator z włókna szklanego pokryty dwutlenkiem 
manganu. Całość jest zwijana lub zginana dla uzyskania kształtu 
kondensatora. Następnie dołącza się wyprowadzenia i umieszcza w 
odpowiedniej obudowie.

Tak wykonane kondensatory posiadają wiele cech wyróżniających je od 
innych kondensatorów elektrolitycznych np.: długi czas życia – 
ponieważ elektrolit nie może wyparować, szeroki zakres temperatury 
pracy -55 do +175° C, a niektóre typy -80 do +200° C. Wytrzymałość do 
30% napięcia nominalnego w kierunku zaporowym w sposób ciągły. 
Niewielka zależność od temperatury (również przegrzanie nie powoduje 
następstw w postaci zwarć). Temperatura nie wpływa tak silnie na czas 
życia jak przy innych elektrolitach. Zależny jest on jednak od 
napięcia. Wytwarza się je o pojemnościach od 0,1 do 2200 uF.

W drugim z omawianych typów kondensatorów stosuje się jako elektrolit 
"półprzewodnik organiczny". Składa się on z kompleksu soli, zwanych 
TCNQ, które posiadają bardzo dobre cechy elektryczne i termiczne. 
Również ten kondensator posiada wytrawiane elektrody rozdzielone 
separatorem. Jego ESR porownywalny jest z kondensatorami ceramicznymi 
i wykonanymi z tworzyw sztucznych.

Typ ten nadaje się do zastosowania w filtrach zasilaczy, zasilaczach 
z przemianą częstotliwości, gdzie następstwem występowania dużej 
częstotliwości jest to, że wartość ESR staje się bardziej istotna niż 
pojemność. Nie wytrzymuje on równie wysokich temperatur co 
kondensator z dwutlenku manganu. Najwyższą dozwoloną temperatura jest 
105° C, przy niskich temperaturach (aż do -55° C) posiada on podobnie 
jak typ z dwutlenku manganu, bardzo niską odchyłkę pojemności i ESR. 
Wytrzymuje on ok. 10% napięcia nominalnego w kierunku zaporowym. Czas 
życia jest bardziej zależny od temperatury niż w zwykłych 
elektrolitach mokrych. Wzrasta on z 2000 godzin przy 105° C do 20000 
godzin przy 85° C.

Następstwem przepięcia może być zwarcie, lecz gdy prąd jest mniejszy 
niż 1A, temperatura zaś niższa niż 200° C (temperatura rozkładu 
elektrolitu), kondensator nie zostanie uszkodzony w sposób trwały. 
Produkuje się je o wartościach od 0,1 do 220 uF.

Kondensatory tantalowe posiadają jako dielektryk tlenek tantalu, o 
znakomitych własnościach elektrycznych. Anoda kondensatora wykonywana 
jest metodą spieków proszkowych z tantalu. Ok. 50% objętości składa 
się z porów, co powoduje, że powierzchnia wewnętrzna jest 100 razy 
większa niż zewnętrzna. Po pokryciu warstwą tlenku tantalu w kwaśnej 
kąpieli formującej, elementy kondensatora zanurza się w roztworze 
dwutlenku manganu, który wypełnia wszystkie pory. Aby otrzymać 
kontakt z katodą, która składa się z przewodzącej farby srebrnej, 
pokrywa się element kondensatora warstwą węgla w postaci grafitu. 
Starsze typy kondensatorów tantalowych z mokrym elektrolitem w 
obudowie srebrnej, zostały zastąpione przez typy suche ze względu na 
wysokie koszty produkcji.


Kondensatory tantalowe posiadają niską wartość ESR dzięki niskiej 
rezystywności tantalu i dwutlenku tantalu. Mają one również znacznie 
mniejsze wymiary niż kondensatory elektrolityczne aluminiowe o 
porównywalnych parametrach. Używane są w układach elektronicznych 
jako kondensatory odsprzęgające, blokujące, magazynujące energię oraz 
w układach czasowych, gdzie niska upływność jest cechą najważniejszą. 
Dużą wadą kondensatorów tantalowych jest tendencja do zwarć, gdy 
napięcie lub temperatura przekroczą wartości graniczne. Spowodować to 
może rozerwanie kondensatora. Wcześniej w układach z kondensatorami 
tantalowymi zalecano stosowanie rezystancji szeregowej o wartości 3 
omy na volt, aby ograniczyć prądy ładowania i rozładowania, co 
oczywiście powodowało straty mocy i wydzielanie ciepła. W 
nowoczesnych kondensaorach zaleca się rezystancję rzędu 0,1 oma na 
volt, co oznacza, że najczęściej nie jest potrzebny żaden rezystor 
szeregowy, ponieważ rezystancja ścieżek miedzianych i przewodów daje 
dostateczne zabezpieczenie. Maksymalne napięcie zaporowe wynosi ok. 
15% napięcia nominalnego przy 25oC, ale maleje ze wzrostem 
temperatury. Przy 85oC jest ono tylko 5% w kierunku zaporowym. 
Elektrolity tantalowe mają dobrą stabilność temperaturową. Produkuje 
się je o pojemnościach od 0,1 do 1000 uF.

Kondensator dwuwarstwowy (kondensator back-up, super cap, goldcap, 
itd. ) jest czymś pośrednim między kondensatorem i baterią 
elektryczną. W przeciwieństwie do innych typów nie posiada 
dielektryka. Zbudowany jest z wielu pojedynczych elementów 
połączonych szeregowo, z których każdy składa się z dwóch warstw 
węgla aktywnego, zwilżonych elektrolitem. Warstwy węgla są oddzielone 
separatorami, przepuszczającymi jony i zamknięte w hermetycznej 
osłonie gumowej. Gdy do kondensatora przyłożone zostaje napięcie, to 
cząstki węgla w warstwie anodowej zostają naładowane dodatnio, a 
katodowej ujemnie, wówczas jony ujemne elektrolitu wędrują przez 
separator i zbierają się wokół dodatnich cząstek węgla. Podobnie 
zbierają się dodatnie jony w warstwie katody. W ten sposób można 
gromadzić duże ładunki elektryczne. 1 gram proszku węglowego może 
teoretycznie dać pojemność od 200 do 400 Faradów.

Ponieważ elektrolit komórek zawiera wodę, to maksymalna wytrzymatość 
elektryczna wynosi 1,2 V na komórkę. Powyżej tego napięcia woda ulega 
hydrolizie na tlen i wodór. Kondensatory te stosowane są niemal 
wyłącznie jako rezerwa napięcia m.in. w układach pamięciowych i 
mikroprocesorowych. Używa się ich również do przechowania energii w 
krótkich okresach czasu np. jako dodatkowa energia, żeby uruchomić 
silnik, przyciągnąć przekaźnik albo wygenerować impuls zapłonowy.

Posiadają one wysokie ESR od 1 do 300 omów, które w znaczny sposób 
ograniczają prąd rozładowania. Można je naładowaćw ciągu 1 minuty i 
mają czas życia dłuższy niż 10 000 cyklów naładowania i rozładowania 
lub 10 lat pracy z doładowywaniem. Prąd upływu (samorozładowywanie) 
wynosi ok. 1 mA, co powoduje, że po upływie jednego miesiąca na 
kondensatorze jest w dalszym ciągu ok. 50% napięcia. Duża zależność 
od temperatury powoduje, że w zakresie od -25 do +70oC, pojemność 
zmienia się od -50 do +150%. ESR przy -25oC jest 3 razy wyższe niż w 
temperaturze pokojowej. Są one niepolaryzowane ale to doprowadzenie, 
które połączone jest do obudowy zaleca się jako biegun ujemny. Ten 
typ kondensatorów produkuje się o pojemnościach od 10 mF do 22F, ale 
prace rozwojowe wskazują na możliwość wytwarzania jeszcze większych 
pojemności.


   
   Zastosowanie 
  
Kilka przykładów zastosowań kondensatorów: 
Jako kondensator sprzęgający, blokujący napięcie stałe, ale 
przepuszcza dalej napięcie zmienne. Jako kondensator blokujacy, 
zwierający napięcie zmienne, które występuje razem z napięciem stałym.

W filtrach i obwodach rezonansowych, gdzie najczęściej wspólnie z 
elementem indukcyjnym lub rezystorem, stanowi obwód rezonansowy lub 
obwód filtra np. w oscylatorze albo filtrze separującym głośnika.

Np. w zasilaczu sieciowym znajdują się kondensatory do magazynowania 
energii, która jest używana do filtrowania (wygładzania) napięcia 
stałego.

W obwodach czasowych wykorzystuje się ładowanie i rozładowywanie 
kondensatora do określenia czasu. Przykładem tego jest multiwibrator 
astabilny.

Jako elementu odkłócającego, używa się kondensatora, który może 
pochłonąć krótkie impulsy napięcia tak np. jak w obwodzie RC 
przyłączonym do cewki przekaźnika. Używa się również kondensatorów np. 
typu X lub Y w celu tłumienia zakłóceń o wysokich częstotliwościach 
(RFI). Przy prądach zmiennych wysokiego napięcia, używa się często do 
pomiarów pojemnościowych dzielników napięcia. Nie mają one takich 
dużych strat jak rezystancyjne dzielniki napięcia.