Kondensatory – jak dobierać i obliczać pojemność?

Czym jest kondensator?

Kondensator to element elektroniczny gromadzący energię w polu elektrycznym między dwoma przewodzącymi okładkami oddzielonymi dielektrykiem (izolatorem). Jest jednym z podstawowych elementów biernych obok rezystora i cewki.

Skorzystaj z kalkulatora kondensatora.

Podstawowe wzory

Pojemność kondensatora

$C = \frac{Q}{U}$

Gdzie:

C — pojemność [F, farady]
Q — ładunek elektryczny [C, kulomby]
U — napięcie [V, wolt]

Energia zgromadzona w kondensatorze

$E = \frac{1}{2} C U^2$

Przykład: Kondensator 1000 µF naładowany do 12 V:

$E = \frac{1}{2} \times 0{,}001 \times 144 = 0{,}072\ J$

Czas ładowania (stała czasowa RC)

$\tau = R \times C$

Po czasie $5\tau$ kondensator jest naładowany w 99,3% — przyjmuje się, że jest naładowany.

Przykład: R=10 kΩ, C=100 µF:

$\tau = 10\,000 \times 0{,}0001 = 1\ sekunda$

Pełne naładowanie: $5\tau = 5$ sekund.

Rodzaje kondensatorów

Typ	Pojemność	Napięcie	Polaryzacja	Zastosowanie
Elektrolityczny (Al)	1 µF – 100 000 µF	6,3–600 V	Tak (+/−)	Zasilacze, filtrowanie
Tantalowy	0,1–1000 µF	4–35 V	Tak (+/−)	SMD, urządzenia przenośne
Ceramiczny MLCC	1 pF – 100 µF	do 1000 V	Nie	Szerokie pasmo, RF
Foliowy (MKT, MKP)	1 nF – 100 µF	do 2000 V	Nie	Audio, przekaźniki, AC
Elektryczny podwójnej warstwy (superkond.)	1–10 000 F	2,5–5 V	Nie	Magazyn energii, backup

Kondensatory szeregowo i równolegle

Równolegle — pojemności się sumują

$C_{rown.} = C_1 + C_2 + C_3 + \ldots$

Szeregowo — odwrotność sumy odwrotności

$\frac{1}{C_{szer.}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \frac{1}{C_3} + \ldots$

Dla dwóch kondensatorów:

$C_{szer.} = \frac{C_1 \times C_2}{C_1 + C_2}$

Przykład: 220 µF i 470 µF szeregowo:

$C = \frac{220 \times 470}{220 + 470} = \frac{103\,400}{690} \approx 149{,}9\ µF$

Oznaczenia kondensatorów

Kod 3-cyfrowy (ceramiczne)

Kod	Pojemność
104	10 × 10⁴ pF = 100 000 pF = 100 nF = 0,1 µF
472	47 × 10² pF = 4 700 pF = 4,7 nF
101	10 × 10¹ pF = 100 pF

Pierwsze 2 cyfry = wartość, 3. cyfra = wykładnik (×10^n pF).

Prefiks jednostek

Prefiks	Symbol	Wartość
Piko	pF	10⁻¹² F
Nano	nF	10⁻⁹ F
Mikro	µF	10⁻⁶ F
Mili	mF	10⁻³ F
Farad	F	1 F

Jak sprawdzić kondensator miernikiem?

Dobry multimetr z funkcją pomiaru pojemności:

Rozładuj kondensator (zwarcie przez rezystor 1 kΩ)
Ustaw zakres pojemności na mierniku
Podłącz sondy (dla elektrolitycznych: czerwona = +)
Odczytaj wartość

Tolerancja ±20% jest normalna dla elektrolitycznych. Wartość znacznie poniżej nominalnej lub 0 = uszkodzony kondensator.