Condensator: basisbegrippen, werking en verschillende soorten condensatoren met hun toepassingen in schakelingen

Capacitors – het woord lijkt te suggereren dat het om capaciteit gaat, wat volgens het woordenboek betekent “het vermogen om iets vast te houden”. Dat is precies wat een condensator doet – hij houdt elektrische lading vast. Maar wat maakt het tot een veelgebruikte component in bijna alle elektronische circuits? Laten we de materie achter condensatoren ontleden om te begrijpen wat het doet en hoe men ze in dit artikel kan gebruiken.

Wat is een condensator?

Een condensator in zijn meest primitieve vorm bestaat uit twee geleidende platen die van elkaar gescheiden zijn door een diëlektrisch medium. De term diëlektricum is gewoon een duur woord voor een isolator die kan worden gepolariseerd, d.w.z. negatieve en positieve ladingen op tegenover elkaar liggende vlakken kan vormen. Wanneer spanning over deze twee platen wordt aangelegd, vloeit er stroom door de geleidende platen. Eén zijde wordt positief geladen (gebrek aan elektronen) en de andere zijde wordt negatief geladen (overmaat aan elektronen). We zijn allemaal bekend met het feit dat in tegenstelling tot elkaar geladen ladingen elkaar aantrekken, dus aangezien de platen tegengesteld geladen zijn, trekken de ladingen op de platen elkaar aan.

Bedenk dat er een isolator tussen de platen zit, zodat de ladingen niet kunnen ‘stromen’ om elkaar gelijk te maken en (idealiter) vastzitten in een toestand van wederzijdse aantrekkingskracht en blijven zitten. En dat is hoe condensatoren hun meest basale functie uitvoeren – het vasthouden of opslaan van lading.

Symbool van condensatoren

Omdat de condensatoren twee parallelle metalen platen hebben zoals hierboven besproken, stelt hun symbool min of meer hetzelfde voor. Het is tenminste gemakkelijk te tekenen

In de praktijk zijn condensatoren niet meer gewoon twee platen met een spleet ertussen, in het geval van aluminium elco’s hebben de twee platen de vorm van een opgerolde metaalfolie met een afstandhouder ertussen in een buis.

De tweede reeks symbolen staat voor gepolariseerde condensatoren, d.w.z. condensatoren die door een intern ontwerp gedefinieerde positieve en negatieve aansluitingen hebben. Het per ongeluk omkeren van deze terminals zal bijna zeker resulteren in een spectaculaire mislukking (vooral voor grotere exemplaren), waarbij stukjes folie en papiermeters van de plaats van de mislukking worden uitgeworpen en meestal zeer slecht ruiken.

Capaciteit en Voltage Waardering voor een Condensator

Capacitoren worden gemeten in Farads; het is genoemd naar de beroemde Britse elektrochemicus, Michael Faraday. De eenheid van capaciteit, die staat voor Coulomb per Volt. De Coulomb (uitgesproken als “koo-lom”) is de S.I. eenheid voor lading, en een Volt, zoals we weten, is de eenheid voor spanning of potentiaalverschil. Dat maakt de Farad tot de hoeveelheid opgeslagen lading per Volt potentiaalverschil. Deze eenvoudige manier om wiskundig naar een condensator te kijken leent zich voor een brede waaier van interpretaties, gemanifesteerd door een heleboel dodelijk ingewikkelde wiskundige vergelijkingen zoals integralen en exponenten en vectoren die wij ingenieurs zullen gebruiken bij het werken met condensatoren, maar dat is iets dat ver buiten het bestek van dit artikel valt. We zullen echter later in het artikel wel wat interessante wiskunde behandelen die ons zal helpen bij het ontwerpen van schakelingen met condensatoren

Natuurlijk is de Farad (één Coulomb per Volt) een zeer grote eenheid voor de meeste praktische doeleinden (omdat de Coulomb zelf een vrij grote hoeveelheid lading is, zoals u misschien al weet), dus worden de meeste condensatoren (behalve de zeer grote) gemeten in microfarads, of één-miljoenste (0.000001) van een Farad. Veronderstel dat u een condensator hebt waarop 25V 10uF staat (het “u” voorvoegsel staat voor micro, het is een verbastering van het Griekse symbool µ (“mu”) dat “micro” betekent) op het plastic buitendeksel. Aangezien de cap (in de elektronische wereld een afkorting voor condensator) een capaciteit heeft van 10uF, kan hij een lading van tien microcoulomb (d.w.z. tien miljoenste van een Coulomb, 0,000010 C) vasthouden per volt spanning over zijn aansluitpunten. Dat betekent dat de condensator bij de maximale spanning van 25 V een lading van 25 V x 10uF kan vasthouden, wat neerkomt op 0,000250 coulomb. Max voltage is waarschijnlijk de belangrijkste waarde op de condensator. Het vertelt u hoeveel spanning een condensator kan verwerken over zijn terminals voordat het gaat KABOOM………!

Werking van een condensator

Basically wat er gebeurt binnen een condensator is dat de isolator tussen die platen ondergaat een proces genaamd ‘diëlektrische afbraak’, wat betekent dat de isolator niet langer kan isoleren, omdat de spanning over de isolator te hoog is om te kunnen blijven een isolator. De onderliggende fysica is enigszins off scope, maar alles wat je moet weten om te begrijpen waarom dit gebeurt is dat geen enkele isolator prefect is, dat wil zeggen, tot op een bepaald punt. Zelfs de sterkste brug stort in als hij overbelast wordt. Wat hier gebeurt, is vergelijkbaar. Om de doorslag te verminderen, zou u de opening tussen de twee platen kunnen vergroten, maar dat komt met een ruil – verminderde capaciteit, aangezien de platen verder van elkaar zijn en de lasten niet zo veel aantrekken zoals zij wanneer zij dichter zijn – zoals de manier waarop de magneten zich gedragen.

Een goede vuistregel zou zijn om doppen te gebruiken die voor een 50% grotere spanning worden geschat dan wat uw kring zou kunnen verwachten te zien. Dit laat een ruime veiligheidsmarge. Als je bijvoorbeeld een condensator nodig hebt om een 12V voedingsrail te ontkoppelen (maak je geen zorgen, ontkoppelen wordt later in het artikel uitgelegd), dan kun je wegkomen met een 16V condensator, maar het gebruik van een 25V condensator wordt aanbevolen omdat het je een ruime veiligheidsmarge geeft. Okay je hebt het gevonden!! Ja, 25V is natuurlijk geen 25% meer dan 12V, maar 18V is geen standaard condensatorwaarde – je zult er geen vinden met die spanningswaarde. De dichtstbijzijnde is 25V.

Verschillende soorten condensatoren

De reden voor de doorslagspanning bereiken is vanwege het materiaal dat wordt gebruikt als diëlektricum, dat is ook de basis waarop condensatoren worden ingedeeld:

Aluminium elektrolytische condensatoren

Deze zijn waarschijnlijk de meest herkenbare soorten condensatoren. Zij worden geleverd in opvallende metalen bussen met een plastic omhulsel, met duidelijk vermelde spannings- en capaciteitswaarden en een witte band om de kathode aan te geven. De naam komt van het feit dat, zoals hierboven vermeld, de “platen” gemaakt zijn van chemisch geëtst aluminiumfolie. Het etsproces maakt het aluminium poreus (net als een spons) en vergroot het oppervlak aanzienlijk, waardoor de capaciteit toeneemt. Het diëlektricum is een dunne laag aluminiumoxide. Deze condensatoren zijn gevuld met olie die werkt als een elektrolyt, vandaar de naam. Elektrolytische condensatoren zijn gepolariseerd vanwege hun interne constructie. Zij hebben een grote capaciteit in vergelijking met andere leden van de condensatorfamilie, maar veel lagere spanningen. U kunt elektrolytische condensatoren verwachten tussen 0.1uF en monsters zoals 100mF en met nominale spanningen van enkele volts tot ongeveer 500V. Hun inwendige weerstanden zijn echter meestal hoog.

NOOT: De inwendige weerstand in condensatoren is het gevolg van de materialen waarvan de condensator is gemaakt – bijvoorbeeld de weerstand van de aluminiumfolie of de weerstand van de aansluitdraden.

Keramische condensatoren

Dit zijn condensatoren met een keramisch dielectricum. Aangezien de doorslaggrens voor het keramische diëlektricum vrij hoog ligt, kunt u keramische doppen verwachten met waanzinnige doorslagspanningen zoals 10kV. De capaciteit neigt echter laag te zijn, in de orde van picofarads (0.000000000001F) tot enkele tientallen microfarads. Zij zijn over het algemeen veel kleiner dan andere soorten condensatoren, zoals op de foto te zien is. Ze hebben ook zeer kleine inwendige weerstanden.

Identificeren van keramische condensatoren

De waarde van een keramische capaciteit zal niet direct op de keramische condensator worden vermeld. Er zal altijd een driecijferig getal gevolgd worden door een variabele; laten we leren hoe we de waarde kunnen identificeren aan de hand van deze getallen. Beschouw de volgende condensator.

Zoals u kunt zien, zijn deze drie cijfers gesplitst in twee cijfers en het derde cijfer is de vermenigvuldiger. In dit geval is 68 het cijfer en 3 de vermenigvuldiger. Dus 68 moet worden vermenigvuldigd met 10^3. Simpel gezegd is het 68 gevolgd door 3 nullen. De waarde van deze condensator zal dus 68000 pF zijn. Merk op dat de eenheid altijd pF moet zijn. Evenzo betekent een condensator met code 220 dat hij 22 Pico farad is, aangezien 10^0 is 0.

De spanningswaarde van de condensator kan worden gevonden aan de hand van de lijn onder deze code. Als er een lijn is dan is de spanningswaarde 50/100V als er geen lijn is dan is het 500V.

De meest gebruikte condensator waarden samen met hun omrekening in Pico Farad, Nano Farad en microfarad wordt hieronder gegeven.

Film condensatoren

Zoals de naam al doet vermoeden, het diëlektricum in deze condensatoren is een plastic film, vaak bekende kunststoffen zoals mylar en polyester. Zij hebben dezelfde eigenschappen als keramische condensatoren, hoge doorslagspanningen (door de manier waarop de plastic polymeren zich gedragen) en lage capaciteiten. Het enige verschil is dat ze over het algemeen iets groter zijn, hoewel ze oppervlakkig gezien op keramische doppen lijken. De inwendige weerstand is vergelijkbaar met die van keramische condensatoren.

Tantaal- en niobiumcondensatoren

Deze condensatoren vallen technisch gezien onder de elektrolytische categorie van condensatoren. Hier is de elektrolyt een vast materiaal van tantaal- of niobiumoxiden. Ze hebben een zeer lage inwendige weerstand voor een gegeven capaciteit, maar ze zijn minder bestand tegen overspanning dan andere types (keramische hebben de beste) en hebben de neiging kaput te gaan zonder veel waarschuwing en met veel vervelende zwarte rook.

condensatoren voor speciale doeleinden

Hieronder vallen zilver – mica caps, X en Y rated caps, enz. Condensatoren met X- en Y-rating, bijvoorbeeld, worden gebouwd voor lijnfiltering – robuustere constructie en hogere spanningswaarden, ook lage capaciteiten, om de stroom die er doorheen gaat te verminderen als er wisselspanning wordt toegepast en om de energie die is opgeslagen in de kap te beperken als er gelijkspanning wordt toegepast.

Supercondensatoren en ultracondensatoren

Zij tillen condensatoren naar een heel nieuw niveau, met sterk verhoogde capaciteiten, soms in de orde van honderden Farads! Dit is mogelijk door een slimme chemie. Supercapacitoren en ultracapacitoren overbruggen de kloof tussen condensatoren en chemische batterijen. Ze zijn er echter in zeer lage spanningen.

En dat zijn zo’n beetje alle gangbare condensatortypen die je in de wereld van de elektronica kunt tegenkomen.

Hoe condensatoren zich gedragen in schakelingen

Een nuttige eerste taak zou zijn te leren hoe je de energieopslag in een condensator berekent, die gegeven wordt door de formule,

E = 1/2CV2

Waar E de opgeslagen energie is in Joule, C de capaciteit in Farads en V de spanning in Volt. Merk op dat deze vergelijking de vorm heeft van veel andere Newtonse vergelijkingen voor energie, een leuk easter egg!

Aannemend dat je een cap hebt die geschikt is voor een spanning van 50V en met een capaciteit van 1000uF, dan zou de opgeslagen energie bij de volle 50V zijn:

1/2 * 0.001000F * 50V * 50V

Wat neerkomt op een miezerige 1.25J aan opgeslagen energie.

Dit onthult een groot nadeel van condensatoren als energie-opslagapparaten – de opgeslagen energie voor een gegeven grootte is zeer laag, een batterij van dezelfde grootte zou minstens duizend keer meer opgeslagen energie hebben! Condensatoren hebben echter veel lagere interne weerstanden dan chemische batterijen, waardoor ze al hun opgeslagen energie snel kunnen lozen. Het kortsluiten van een batterij zou slechts het verwarmen veroorzaken wegens de macht die door de interne weerstand wordt gedissipeerd, maar het kortsluiten van een condensator zou slechts een paar vonken veroorzaken aangezien al last in één keer zonder schade aan de condensator wordt gedumpt.

Ten tweede is er nog een andere nette formule die spanning, stroom en capaciteit met elkaar in verband brengt:

I/C = dV/dt

Waarbij I de stroom is die aan de condensator wordt toegevoerd in ampère, C de capaciteit in Farads en dV/dt de snelheid van verandering van de spanning over de condensatorterminals. Beschouw dit in termen van de eenheid – volt per seconde voor een gegeven stroom en capaciteit. Maak je geen zorgen over de kleine ‘d’, het is gewoon een wiskundige manier om te zeggen ’tot de limiet nul’.

Zeg dat je een voeding hebt die een constante spanning van 5V bij een constante stroom van 1mA uitspuwt, dan kunnen we bij herschikking van de vergelijking de tijd vinden die nodig is om een condensator van 100uF op te laden tot 5V:

dt = CdV/I

dt = (0.000100F * 5V)/0.001A

dt = 0.5 seconden

Dus de condensator zou zich in 0.5 seconden opladen tot 5V. (Bedenk dat een condensator zich slechts kan opladen tot de maximale spanning die hem wordt toegevoerd, nooit meer, ze kunnen niet op magische wijze spanning ‘creëren’.)

Dit voorspelbare gedrag van een condensator maakt hem zeer bruikbaar voor het opwekken van bijvoorbeeld tijdvertragingen, met een beetje extra schakelingen. Je kunt de vergelijking herschikken om tijd te verkrijgen.

Nu het goede spul – werkelijke condensatorschakelingen!

Capacitorgedrag in schakelingen

Laten we eenvoudig beginnen – de verschillende manieren waarop condensatoren met elkaar kunnen worden verbonden. Het is ongeveer hetzelfde als het verbinden van twee weerstanden – je kunt ze in serie of parallel schakelen.

Capacitors in Parallel

De figuur hieronder toont drie parallel geschakelde condensatoren, met alle respectievelijke positieve en negatieve klemmen met elkaar verbonden (ervan uitgaande dat de caps gepolariseerd zijn). De totale capaciteit van deze opstelling is eenvoudigweg de som van alle capaciteiten van alle condensatoren in de schakeling. Dit is logisch, omdat het parallel schakelen van de condensatorplaten het oppervlak vergroot, waardoor de capaciteit toeneemt.

De maximale spanning die een dergelijke opstelling aankan, is de spanning van de kleinste condensator, omdat de spanning gemeenschappelijk is voor alle caps.

Een voorbeeld zal dit verduidelijken. Veronderstel dat u twee condensatoren hebt, één met de waarderingen 25V 470uF en de andere 35V 1000uF. De totale capaciteit zou zijn 470uf + 1000uF = 1470uF. De maximale spanning die u echter over deze bank kunt zetten (een stel condensatoren die met elkaar zijn verbonden noemen we een condensator-“bank”) zou slechts 25V zijn. Als je iets hoger dan dat over deze bank zou zetten, zouden de vonken eraf vliegen, omdat je de maximale spanning van de 25V condensator overschrijdt.

Condensatoren in serie

Condensatoren parallel schakelen is vooral handig als je een grote capaciteit wilt en je hebt alleen maar kleine waarden. Door die kleinere waarden parallel te schakelen krijg je uiteindelijk de grotere waarde en is de klus geklaard, ervan uitgaande dat je op de spanning let.

Nu is het in serie schakelen van condensatoren iets ingewikkelder. De capaciteit wordt gegeven door de formule:

1/Ctotaal = 1/C1 + 1/C2 + … + 1/Cn

Waarbij C1, C2…Cn de capaciteiten zijn van elke condensator die in de schakeling wordt gebruikt.

De spanning die de bank nu aankan, is de som van alle nominale spanningen.

Als je een cap hebt van 10V 1uF en een cap van 50V 10uF, dan is de spanning die de bank in serie aankan 10V + 50V = 60V. De capaciteit is dan 0.9091uF.

Capacitor spanning versus tijd

Wat nu als we een condensator willen opladen? We kunnen hem gewoon aansluiten op een spanningsbron, zoals in onderstaande figuur. Wat hier zou gebeuren is dat op het moment dat de spanningsbron wordt aangesloten, in de veronderstelling dat de condensator volledig ontladen is, de ladingen zich snel zullen ophopen op de platen, wat leidt tot een zeer grote (in theorie oneindige!) stroompiek die alleen beperkt wordt door de inwendige weerstand van de condensator. Dit is natuurlijk niet wenselijk als uw voeding bestaat uit een soort batterij. Een verstandig idee zou zijn om een weerstand in serie met de condensator en de spanningsbron toe te voegen om de stroom te beperken zoals in Figuur, en voila! Je hebt iets wat ingenieurs een RC-schakeling noemen, ‘R’ voor weerstand en ‘C’ voor condensator!

Deze schakeling vertoont een interessant gedrag. Wanneer de spanning wordt aangesloten op de kant van de weerstand gemarkeerd met ‘I’, stijgt de spanning op de condensator langzaam omdat de stroom wordt beperkt. De grafiek ziet er ongeveer zo uit:

De meer wiskundig onderlegde kijkers zullen de vorm van de helling herkennen – die lijkt op die van de exponentiële functie!

Herinner je je nog dat ik zei dat caps kunnen worden gebruikt om tijdvertragingen te genereren? Dit is een manier om dat te doen zonder een constante stroombron (waarvoor wat extra schakelingen nodig zijn). Omdat de tijd die nodig is om een bepaalde spanning te bereiken voorspelbaar is als we de capaciteit, spanning en weerstand kennen, kunnen we tijdvertragingsschakelingen maken.

Het product van weerstand en capaciteit, RC, staat bekend als de tijdconstante van de schakeling. Deze parameter is nuttig om de tijd om een bepaalde spanning te bereiken nauwkeurig te bepalen, zoals blijkt uit de onderstaande grafiek.

U ziet in de grafiek dat de condensator in één tijdconstante 63% van de aangelegde spanning bereikt, enzovoort.

Dit is het principe dat de all-season 555 timer gebruikt, hoewel de ontwerpvergelijkingen een beetje anders zijn.

Een andere interessante toepassing van RC-schakelingen is signaalfiltering, d.w.z. het verwijderen van een elektrisch signaal met een ongewenste frequentie uit een schakeling. De RC kring heeft een bepaalde tijd nodig om op te laden en te ontladen vanuit een bron. Als we een periodieke golf toepassen met een tijdsperiode die groter is dan RC, dan zou hetzelfde signaal op de uitgang verschijnen met zeer weinig vervorming. Als we echter de frequentie verhogen, blijft het signaal sneller van polariteit veranderen dan de schakeling kan laden en ontladen, en uiteindelijk verdwijnt na een bepaald punt het signaal, en blijft er niets anders over dan zuivere gelijkstroom! Dit wordt signaalverzwakking genoemd. Zoals u ziet werkt een RC-schakeling als een filter dat AC-signalen blokkeert (zelfs die welke op DC zijn gesuperponeerd, d.w.z. met een DC-offset) voorbij een bepaalde frequentie. Dit soort filter wordt een laagdoorlaatfilter genoemd, dat wil zeggen dat het lage frequenties doorlaat, maar hoge frequenties niet.

Capacitors in Ac circuits

Capacitors gedragen zich op een interessante manier wanneer ze in AC-schakelingen worden geplaatst. Zij kunnen worden beschouwd als frequentie-afhankelijke weerstanden, vanuit het standpunt van het signaal. Zoals hierboven gezien, blokkeert de RC kring alle AC van een signaal, maar wat gebeurt er wanneer een condensator in serie wordt geschakeld met een AC spanningsbron? Precies het tegenovergestelde!

Aangezien de condensator slechts bestaat uit twee metalen platen die door een isolator van elkaar gescheiden zijn, laat hij geen gelijkstroom door. Een Ac-signaal heeft echter voortdurend veranderende spanningen, zodat één plaat een veranderende spanning ziet en de tegenovergestelde lading op de andere plaat induceert, zoals in de figuur te zien is:

Dit heeft als algemeen effect dat er bij relatief hoge frequenties stroom door de condensator wordt ‘geleid’. De toevoeging van een weerstand parallel aan de uitgang maakt een hoogdoorlaatfilter, d.w.z. een filter dat alleen hoge frequenties doorlaat en alle DC-signalen blokkeert.

De ‘AC-weerstand’, of impedantie, van een condensator wordt gegeven door de formule:

XC = 1/(2*π*f*C)

Waarbij XC de capacitieve reactantie of impedantie is, f de frequentie en C de capacitieve capaciteit. U kunt deze formule gebruiken om de virtuele ‘weerstand’ te berekenen die een condensator in een wisselstroomcircuit heeft.

Waar condensatoren in het wild te vinden zijn

Oké, dat was genoeg theorie. Laten we eens kijken naar de vele toepassingen van condensatoren.

De eerste plaats waar je condensatoren zou verwachten zijn in voedingen van allerlei soorten als filters en voor ontkoppeling. Ze fungeren als oplaadreservoirs – en leveren snelle stroom wanneer de belasting dat nodig heeft.

Hier zijn twee oscilloscoopopnamen die het effect laten zien van het niet hebben en het hebben van een condensator over de leidingen van een voeding. Zoals u kunt zien, vermindert het hebben van condensatoren de ‘ruis’ op de voedingsrails drastisch, waardoor kwetsbare onderdelen worden beschermd tegen plotselinge spanningspieken.

Ze worden ook wel ‘ontkoppel’-condensatoren genoemd, omdat ze delen van de schakeling waar ze overheen worden gemonteerd ‘ontkoppelen’ van de voedingsspanning. Soms zijn de voedingsdraden op een printplaat vrij lang en hebben ze een hoge inductie en weerstand. Dit kan ertoe leiden dat ze minder stroom leveren dan normaal. Het hebben van een condensator aan het eind van de voedingslijn is als het hebben van een kleinere tijdelijke ‘batterij’ over het apparaat, die stroomuitbarstingen levert wanneer dat nodig is en oplaadt wanneer het apparaat weinig stroom verbruikt.

U kunt de formule I/C = dV/dt gebruiken om de benodigde capaciteit te berekenen om de ‘rimpelspanning’ van de voedingsklemmen te verwijderen.

Stel dat je een voeding hebt waarvan de spanning om de 10 ms varieert van 11,5V tot 12V (rimpel), wat gebruikelijk is in apparaten die op het lichtnet werken vanwege de 50Hz frequentie, en je moet een condensator over de aansluitklemmen plaatsen om de spanning af te vlakken. Als de belastingsstroom in dit geval 1A is, dan kunnen we de formule op deze manier herschikken om de capaciteit te vinden:

(I * dt)/dV

Waarbij I de belastingsstroom is, dt de tijdsperiode van de rimpeling, en dV de rimpelspanning. Als we de waarden substitueren, vinden we dat we een capaciteit van 20000uF nodig hebben. Dit lijkt veel, maar het kan ook met veel minder. De verkregen waarde dient slechts als richtlijn.

In het echte leven vindt men vaak meerdere soorten en waarden condensatoren over voedingssporen, dit om de ruis over vele frequenties te verminderen en een zo gelijkmatig mogelijke spanning te verkrijgen.

Een ander gebruik van condensatoren is in ingewikkelde filters zoals deze:

Maar een eenvoudiger filter zou het RC filter zijn, een interessant filter wordt hier beschreven.

Iedereen kent het Arduino microcontroller bord. Een veelzijdig gereedschap, maar heb je je nooit afgevraagd waarom de analoge uitgangen een digitaal PWM signaal uitspugen? Dat komt omdat ze ontworpen zijn om gebruikt te worden met een extern filternetwerk om de PWM spanning af te vlakken tot een echte analoge spanning. Dit kan gedaan worden met simpele onderdelen als een 1K weerstand en een 10uF condensator. Probeer het maar eens!

Een ander gebruik, zoals hierboven genoemd, is timing. Een eenvoudige oscillator kan worden gebouwd met een NAND poort (probeer maar eens uit te vinden waarom AND poorten niet werken), een weerstand en een condensator.

Aannemend dat er aanvankelijk geen spanning over de condensator staat, zien de NAND ingangen (die aan elkaar zijn geknoopt) bijna 0V over zich, en zetten de uitgang aan. De condensator laadt zich nu op via de weerstand. Wanneer deze de ‘hoge’ drempel van de gate bereikt, wordt de uitgang laag en de condensator wordt ontladen. Deze cyclus blijft een blokgolf produceren met een frequentie die afhangt van de waarden van R en C.

Een ander interessant gebruik van condensatoren is energieopslag. Natuurlijk, zijn de condensatoren geen gelijke aan batterijen, maar voor sommige toepassingen die de energie snel nodig hebben, zijn de doppen het beste voor de job.

Devices zoals spoelguns (meer kan op het Web worden gevonden) hebben een grote impuls van stroom nodig om het projectiel te versnellen, zodat worden de hoog voltagecondensatoren gebruikt voor doeleinden zoals dit, vaak met classificaties zoals 450V 1500uF, die significante hoeveelheden energie kunnen opslaan.