Condensator

Variabele condensator 1918

Een condensator is een onderdeel dat elektrische lading kan opslaan, een soort batterij. Het is een onderdeel in een elektronische schakeling.

Een condensator bestaat uit twee door een isolator (diëlectricum) gescheiden geleiders of platen, die zich op een kleine afstand van elkaar bevinden. Aangesloten op een stroombron zal op de ene plaat een positieve lading en op de andere plaat een negatieve lading ontstaan. Wanneer de condensator 'vol' is heeft hij zijn capaciteit bereikt.

Farad

Hoe groter het oppervlak van de platen en hoe kleiner de afstand tussen de platen hoe meer lading er kan worden opgeslagen. Ook de grootte van het diëlectricum speelt een rol. De capaciteit van een condensator wordt uitgedrukt in Farad. Eén Farad (1 F) is een dermate grote waarde dat meestal ondereenheden gebruikt worden: milliFarad (1 mF), microFarad (1 µF), nanoFarad (1 nF) en picoFarad (1 pF). Eenmaal geladen doet een condensator uit zichzelf niets. De lading zit op de platen, er vloeit geen stroom.

Diëlectricum

De isolerende laag tussen de platen heet diëlectricum en bestaat uit een niet-geleidend materiaal of stof. mica, glas, lucht, papier,

Wanneer de beide platen met elkaar in contact komen ontlaadt de condensator zich direct. De beide platen hebben dan geen verschillende lading meer. de bedoeling is natuurlijk dat de lading gebruikt wordt in de schakeling en niet via de kortsluiting wegvloeit. Hierom wordt in een zender gebruik gemaakt van condensatoren met grote afstand (enkele millimeters) tussen de platen omdat er spanningen van enkele duizenden volt spelen. Om de kring, spoel en condensator, af te stemmen op de juiste frequentie is de condensator variabel gemaakt. Zo heeft de Haagse ingenieur Hans Idzerda, volledige naam Hans Henricus Schotanus à Steringa Idzerda condensatoren geconstrueerd die in een soort pot met olie geplaatst zijn. Met een draaimechaniek kan de capaciteit van de condensator worden gewijzigd om de kring in resonantie te brengen.

In een elektronisch toestel zitten vaak tientallen condensatoren van heel verschillende capaciteit. De eerste condensatoren die aan het begin van de radiotechniek gebruikt worden zijn gemaakt van een glazen fles. Aan de binnenkant zit zilverpapier tegen het glas en ook aan de buitenzijde van de fles zit een laag zilverpapier. Deze condensator wordt Leidse fles genoemd. Later worden de condensatoren kleiner. Twee repen zilverpapier met een laag isolerend materiaal worden stijf op elkaar gerold. Aan elke reep zit een draadje waarmee de condensator aan andere onderdelen kan worden aangesloten. In een condensatormicrofoon wordt de condensator op een andere manier samengesteld.

Wanneer een condensator met een grote capaciteit opgeladen is en de beide draden dicht bij elkaar komen, kan er een vonk overspringen. Is de lading groot genoeg dan is het raadzaam de beide draden niet aan te raken, daar een flinke elektrische schok gevoeld zal worden. In de huidige microtechniek worden veel condensatoren gebruikt die niet groter zijn dan een forse suikerkorrel. Het principe blijft gelijk.

Wie kent niet de Van der Graaff generator of Wimshurst machine van de middelbare school? Twee draaiende platen die elektrische lading opwekken die in een condensator wordt opgeslagen. De twee delen ervan staan in verbinding met twee stangen met aan het uiteinde een bolletje. Wanneer de opgeslagen energie voldoende is toegenomen springt er een vonk over met een luid geknetter.

Het is hetzelfde principe als de bliksem. De natuur maakt zo haar eigen condensator. Door langs elkaar strijkende lucht en ijskristallen wordt in de lucht een lading opgebouwd. De aarde fungeert als de ene plaat, de hogere luchtlaag als de andere plaat van deze natuurlijke condensator. Is de lading groot genoeg geworden dan komt de ontlading in de vorm van een enorme bliksemstraal. De bliksem heeft een stroomsterkte van miljoenen ampères. Er gaat zo veel energie door de lucht dat die zo sterk verhit wordt dat de straal elektronen te zien is als een helwitte lichtflits. De lucht zet zo snel uit dat dat gepaard gaat met een enorme knal.

In huis is het ook mogelijk lading op te bouwen. Dan bent u zelf deel van de condensator. Loopt u met blote voeten over het wollen tapijt, dan kan het gebeuren dat u een schokje voelt zodra u het metalen aanrecht of de verwarmingsbuis aanraakt. Door het contact van u met de wollen vloerbedekking wordt elektrische lading in u opgebouwd die graag weg wil.