Kortslutning af en opladet kondensator medfører en stor risiko for, at den elektroniske komponent og andre kredsløbselementer brænder ud. Det udgør også en fare for elektrochok og brand. Jo større kondensatorens kapacitet og spænding er, jo større er skaden i tilfælde af kortslutning. Husk altid at aflade kondensatoren, før du fjerner den fra kredsløbet. Se, hvordan du gør det.

I denne artikel finder du ud af:

• Hvordan virker en kondensator;
• Hvad er kondensatorparametre;
• Hvordan man aflader en kondensator.

Hvordan virker en kondensator?

Kondensatorer er et system af to elektroder adskilt af dielektrisk materiale, hvori der akkumuleres elektriske ladninger af samme værdi og modsat potentiale. Der findes mange typer af kondensatorer, som kan opdeles i flere undertyper. De enkleste af dem er fremstillet af to metalelementer, mellem hvilke der er placeret dielektrisk materiale – f.eks. luft, keramisk materiale eller imprægneret papir. Disse metalelementer kaldes plader og bruges til at lagre elektrisk energi.

Spændingstilførsel til kondensatorpladerne starter processen med akkumulering af elektricitet – ligesom i tilfældet med battericeller. Når spændingskilden afbrydes på grund af den elektrostatiske tiltrækning, forbliver den elektriske ladning på kondensatorens plader. De akkumulerede ladninger er af samme værdi, men har modsatte potentialer.

Sikker afladning af kondensatoren er en proces, der svarer til opladning af kondensatoren. Når der påføres jævnspænding (U) på kondensatorterminaler med en bestemt kapacitet, lagres der ladning (Q) i kondensatoren, som er produktet af kapacitansen og spændingen. Kapacitansen måles i farads. I en kondensator med en kapacitans på 1 farad genererer en ladning på 1 coulomb 1 volt. Da 1 farad er en meget høj værdi, er kondensatorer, der anvendes i elektronik og elektroteknik, normalt karakteriseret ved kapaciteter, der måles i picofarads, nanofarads, mikrofarads og millifarads.

Faste kondensatorer kan opdeles i to grundlæggende underkategorier: filmkondensatorer og keramiske kondensatorer. Sikker afladning af en kondensator afhænger i høj grad af dens udformning. Polystyrenkondensatorer er kendetegnet ved høj stabilitet og isolationsmodstand samt en relativt lav øvre driftstemperaturgrænse.

Foliekondensatorer er fremstillet af tre lag folie i en elektrode-dielektrikum-elektrode-arrangement, som derefter rulles sammen og placeres i et egnet hus. De anvendes ret ofte i elektriske og elektroniske kredsløb i forskellige typer husholdningsapparater og audio/videoapparater. Et eksempel på sådanne kondensatorer er WIMA FKP2D021001I00HSSD-modellen.

En af de mest almindelige typer kondensatorer i integrerede kredsløb er keramiske kondensatorer fremstillet af keramiske plader med metalelektroder, som f.eks. modellen SR PASSIVES CC-10/100. Det anbefales at bruge en højmodstandsmodtager til at aflade dem.

Kondensatorparametre

For at vide, hvordan man aflader en kondensator, er det nødvendigt at lære parametrene for denne elektriske komponent at kende. De grundlæggende parametre for en kondensator er dens nominelle kapacitet, kapacitetstolerance, nominelle spænding og dielektrisk tab.

Dertil kommer, at kondensatoren er karakteriseret ved: tilladte vekselstrømsspænding, isolationsmodstand, temperaturkoefficient for kapacitans, klimaklasse og dimensioner samt pulsbelastningsevne, nominel effekt og afbrydelsesfrekvens.

Kapacitans er den vigtigste parameter at overveje, når man planlægger sikker udladning af en kondensator. Den er en kondensators evne til at akkumulere en ladning, og den er proportional med produktet af den dielektriske permeabilitet og elektrodernes overflade og omvendt proportional med afstanden mellem elektroderne (dielektrisk tykkelse).

Kapacitansen for den af fabrikanten angivne kondensator er en nominel kapacitet, som er praktisk talt umulig at opnå – kapacitansens værdi kan påvirkes af mange miljømæssige faktorer. Derfor angives en procentvis tolerance for kapacitansen, dvs. den procentvise afvigelse af den faktiske kapacitans fra den nominelle værdi.

Den tabsgivende effekt af en kondensator bestemmer det energitab, der er forbundet med kondensatorens drift under vekselspænding, og som er karakteriseret ved en tabstangent. Disse tab er normalt større end de dielektriske tab, som er relateret til forekomsten af tab på elektroderne samt til den frekvens og temperatur, der påvirker kondensatorkredsløbet.

Hvordan aflader man en kondensator?

Kondensatorafladning afhænger af kondensatorens type og kapacitans. Kondensatorer med mere end en farad skal aflades med større forsigtighed, da deres kortslutning ikke blot kan forårsage skade på kondensatoren, men også eksplosion og elektrisk stød.

Sikker afladning af en kondensator går ud på at tilslutte en hvilken som helst modstandsbelastning til dens terminaler, som vil være i stand til at aflede den energi, der er lagret i kondensatoren. For eksempel: Hvordan kan jeg aflade en 100 V-kondensator? En standardmodstand eller en 110 V-pære kan bruges til dette formål. Kondensatoren vil oplyse pæren ved at overføre dens energi, og lyskilden vil også angive ladningsniveauet i komponenten. Selvfølgelig kan du også bruge en anden modstandsmodtager.

Til afladning af kondensatoren skal der bruges en højmodstandsmodtager. Det vil tage længere tid at aflade den ladning, der er lagret i pladerne, men pladerne vil helt sikkert blive fuldt afladet.

En kondensator med en mindre kapacitet kan også aflades ved at forberede et særligt afladningssystem bestående af en kondensator, der er forbundet i serie, og en modstand. Ved udformningen af et sådant system skal man være opmærksom på kondensatorens udladningstid og den nødvendige effekt af modstanden.

Kondensatorens udladningstid er lig med produktet af den modstand, der er serieforbundet med kondensatoren, og af kapacitansen. Efter denne tid skal elementets spænding falde til en tredjedel af den oprindelige spænding, og dets fuldstændige afladning skal finde sted på en tid svarende til fem gange produktet af modstanden og kapacitansen.

Jo mindre modstanden er, desto hurtigere vil kondensatoren aflade. For eksempel: I tilfælde af afladning af en 10 uF-kondensator ved brug af en 1 kΩ-modstand vil afladningstiden være 0,01 sekunder. I tilfælde af afladning af en 1 mF-komponent ved hjælp af den samme modstand vil afladningstiden på 1/3 af den oprindelige værdi af ladningen blive forlænget til 1 s.

Husk, at den sikre afladning af kondensatoren skal ske ved hjælp af en passende modstand. Brug af en undervurderet modstand kan føre til, at den beskadiges. Når du vælger en modstand, skal du derfor tage hensyn til den effekt, der afgives af modstanden, som er lig med kvotienten af kvadratroden af dens spænding og modstand. Standardmodstande kan udsende en effekt på op til 0,25 W. Brugen af en sådan modstand med en større kondensator med en stor ladning og spænding vil resultere i, at den brænder af. Derfor er det i tilfælde af små komponenter værd at bruge en modstand med en effekt på 5 W og en modstand på f.eks. 1 kΩ, som f.eks. SR PASSIVES MOF5WS-1K.

Større kondensatorer til elektriske kraftanvendelser bør være udstyret med afladningsmodstande, som efter frakobling af strømforsyningen aflader dette element inden for få minutter. sikker afladning af en trefaset strømkondensator bør udføres ved hjælp af et 4 mm2 YDY-kabel og bestå i at kortslutte de enkelte faser af elementet med en PE-tråd.