Kondensator Podstawy, pracy i różne rodzaje kondensatorów z ich zastosowań w obwodach

Kondensatory – słowo wydaje się sugerować ideę pojemności, która według słownika oznacza „zdolność do przechowywania czegoś”. To jest dokładnie to, co robi kondensator – przechowuje ładunek elektryczny. Ale co sprawia, że jest to powszechny element w prawie wszystkich układach elektronicznych? Rozłóżmy rzeczy za kondensatory, aby zrozumieć, co to robi i jak można ich używać w tym artykule.

Co to jest kondensator?

Kondensator w swojej najbardziej prymitywnej formie składa się z dwóch przewodzących płyt oddzielonych dielektrykiem. Termin dielektryk jest tylko fantazyjne słowo dla izolatora, który może być spolaryzowany, tj. tworzą ujemne i dodatnie ładunki na przeciwległych powierzchniach. Kiedy napięcie jest przyłożone do tych dwóch płyt, prąd przepływa przez płyty przewodzące. Jedna strona zostaje naładowana dodatnio (brak elektronów), a druga ujemnie (nadmiar elektronów). Wszyscy znamy fakt, że ładunki niepodobne przyciągają się, więc ponieważ płyty są naładowane przeciwnie, ładunki na płytach przyciągają się.

Pamiętaj, że między płytami znajduje się izolator, więc ładunki nie mogą „przepłynąć”, aby się wyrównać i są (idealnie) zatrzymane w stanie wzajemnego przyciągania i pozostają w miejscu. I w ten właśnie sposób kondensatory realizują swoją najbardziej podstawową funkcję – zatrzymanie lub przechowywanie ładunku.

Symbol kondensatorów

Ponieważ kondensatory mają dwie równoległe metalowe płytki, jak omówiono powyżej, ich symbol w pewnym sensie reprezentuje to samo. Przynajmniej jest łatwy do narysowania

W praktyce kondensatory nie są już tylko dwiema płytkami z przerwą między nimi, w przypadku elektrolityków aluminiowych dwie płytki mają postać folii metalowej zwiniętej w rurkę z przekładką między nimi.

Drugi zestaw symboli oznacza kondensatory spolaryzowane, to znaczy takie, które mają zdefiniowane dodatnie i ujemne zaciski przez wewnętrzną konstrukcję. Przypadkowe odwrócenie tych zacisków prawie na pewno spowoduje spektakularną awarię (szczególnie w przypadku większych egzemplarzy), wyrzucając kawałki folii i papierowych metrów z miejsca awarii i najczęściej bardzo brzydko pachnąc.

Kapacytancja i napięcie znamionowe kondensatora

Kondensatory są mierzone w Faradach; nazwa pochodzi od słynnego brytyjskiego elektrochemika, Michaela Faradaya. Jednostka pojemności, stojąc w dla Coulomb na Volt. Kulomb (wymawia się 'koo-lom’) jest jednostką S.I. oznaczającą ładunek, a wolt, jak wiemy, jest jednostką napięcia lub różnicy potencjałów. Farad to ilość zmagazynowanego ładunku przypadająca na Volt różnicy potencjałów. Ten prosty sposób patrzenia matematycznie na kondensator nadaje się do szerokiego zakresu interpretacji, objawia się przez wiele śmiertelnie skomplikowanych równań matematycznych rzeczy jak całki i wykładniki i wektory, które my, inżynierowie, będziemy używać podczas pracy z kondensatorami, to jest coś, co wykracza poza zakres tego artykułu. Jednak dostaniemy się do trochę ciekawej matematyki, która pomoże nam zaprojektować obwody z kondensatorami w dalszej części artykułu

Oczywiście, Farad (jeden Coulomb na Volt) jest bardzo dużą jednostką dla większości praktycznych celów (ponieważ Coulomb sam w sobie jest dość dużą ilością ładunku, jak możesz już wiedzieć), więc większość kondensatorów (z wyjątkiem bardzo dużych) są mierzone w mikrofaradach, lub jedną milionową (0.000001) Farada. Załóżmy, że masz kondensator z napisem 25V 10uF (przedrostek „u” oznacza mikro, jest to skrót od greckiego symbolu µ („mu”) oznaczającego „mikro”) na plastikowej okładce zewnętrznej. Ponieważ cap (w świecie elektroniki skrót od kondensatorów) jest oznaczony jako 10uF, może on utrzymać ładunek dziesięciu mikrokulombów (czyli dziesięciu milionowych części kulombów, 0,000010 C) na każdy wolt napięcia na jego zaciskach. Oznacza to, że przy maksymalnym napięciu 25V, kondensator może utrzymać ładunek 25V x 10uF, co daje 0.000250 Coulombs.

Pamiętaj, że powiedziałem „maksymalne” napięcie. Maksymalne napięcie jest prawdopodobnie najważniejszą wartością na kondensatorze. Mówi ci, ile napięcie kondensator może obsługiwać przez jego zacisków przed idzie KABOOM………!

Praca kondensatora

Podstawowo, co dzieje się wewnątrz kondensatora jest to, że izolator między tymi płytami jest w trakcie procesu zwanego „dielektrycznej awarii”, co oznacza, że izolator nie może już izolować, ponieważ napięcie na izolatorze jest zbyt wysoka dla niego być w stanie pozostać izolatorem. Podstawowa fizyka jest nieco poza zakresem, ale wszystko, co musisz wiedzieć, aby zrozumieć, dlaczego tak się dzieje, to to, że żaden izolator nie jest doskonały, to znaczy, do pewnego momentu. Nawet najmocniejszy most zawali się, jeśli zostanie przeciążony. To, co dzieje się tutaj jest podobne. Aby zredukować awarię, możesz zwiększyć przerwę między dwoma płytkami, ale to wiąże się z kompromisem – zmniejszoną pojemnością, ponieważ płytki są bardziej od siebie oddalone i ładunki nie przyciągają się tak bardzo jak wtedy, gdy są bliżej – podobnie jak zachowują się magnesy.

Dobrą zasadą byłoby użycie kapsli ocenionych na 50% większe napięcie niż to, które twój obwód może zobaczyć. To pozostawia szeroki margines bezpieczeństwa. Na przykład, jeśli potrzebujesz kapsla do odsprzęgania (nie martw się, odsprzęganie jest wyjaśnione w dalszej części artykułu) 12V szyny zasilania, możesz uciec z użyciem kondensatora 16V, ale użycie kondensatora 25V jest zalecane, ponieważ daje szeroki margines bezpieczeństwa. Dobra znalazłeś to!!! Tak 25V to oczywiście nie jest 25% więcej niż 12V, ale 18V to nie jest standardowa wartość kondensatora – nie znajdziesz żadnego o takim napięciu znamionowym. Najbliższe jest 25V.

Różne typy kondensatorów

Przyczyną zakresów napięcia przebicia jest materiał użyty jako dielektryk, który jest również podstawą klasyfikacji kondensatorów:

Kondensatory elektrolityczne

Kondensatory elektrolityczne aluminiowe

Są to prawdopodobnie najbardziej rozpoznawalne typy kondensatorów. Są one dostarczane w charakterystycznych metalowych puszkach z plastikową osłoną, z wyraźnie określonym napięciem i pojemnością znamionową oraz białym paskiem wskazującym katodę. Nazwa pochodzi od faktu, że, jak wspomniano powyżej, „płyty” wykonane są z chemicznie trawionej folii aluminiowej. Proces trawienia sprawia, że aluminium staje się porowate (jak gąbka) i znacznie zwiększa swoją powierzchnię, a tym samym zwiększa pojemność. Dielektrykiem jest cienka warstwa tlenku aluminium. Kondensatory te są wypełnione olejem, który działa jak elektrolit, stąd nazwa. Kondensatory elektrolityczne są spolaryzowane z powodu ich wewnętrznej konstrukcji. Mają one dużą pojemność w porównaniu do innych członków rodziny kondensatorów, ale znacznie niższe napięcia. Możesz spodziewać się zobaczyć elektrolityczne od 0.1uF do potworów jak 100mF i z napięciami znamionowymi od kilku woltów do około 500V. Ich rezystancje wewnętrzne są jednak wysokie.

Uwaga boczna: Rezystancja wewnętrzna w kondensatorach jest spowodowana materiałami, z których kondensator jest wykonany – na przykład rezystancja folii aluminiowej lub rezystancja przewodów.

Kondensatory ceramiczne

Są to kondensatory z dielektrykiem ceramicznym. Ponieważ granica przebicia dla dielektryka ceramicznego jest dość wysoka, możesz spodziewać się zobaczyć kondensatory ceramiczne z szalonymi napięciami przebicia jak 10kV. Jednakże, pojemności mają tendencję do bycia niskimi, w zakresie od pikofaradów (0.00000000000001F) do kilkudziesięciu mikrofaradów. Są one na ogół dużo mniejsze niż inne typy kondensatorów, jak pokazano na rysunku. Mają również bardzo małe rezystancje wewnętrzne.

Identyfikacja kondensatorów ceramicznych

Wartość pojemności ceramicznej nie będzie bezpośrednio podana na kondensatorze ceramicznym. Zawsze będzie trzycyfrowa liczba, po której następuje zmienna; dowiedzmy się, jak zidentyfikować wartość za pomocą tych liczb. Rozważmy następujący kondensator.

Jak można zauważyć, te trzy cyfry są podzielone na dwie cyfry, a trzecia jest mnożnikiem. W tym przypadku 68 jest cyfrą, a 3 jest mnożnikiem. Więc 68 powinno być pomnożone przez 10^3. Prosto mówiąc jest to 68, a następnie 3 zera. Stąd wartość tego kondensatora będzie wynosiła 68000 pF. Zauważ, że jednostką zawsze powinien być pF. Podobnie kondensator z 220 kod oznacza, że jest to 22 Pico farad, ponieważ 10^0 jest 0.

Napięcie znamionowe kondensatora można znaleźć za pomocą linii pod tym kodem. Jeśli jest linia to wartość napięcia wynosi 50/100V, jeśli nie ma linii to jest 500V.

Najczęściej używane wartości kondensatorów wraz z ich konwersją w Pico Farad, Nano Farad i mikrofarad są podane poniżej.

Kondensatory foliowe

Jak sama nazwa wskazuje, dielektrykiem w tych kondensatorach jest folia z tworzywa sztucznego, często znane tworzywa sztuczne takie jak mylar i poliester. Mają one takie same właściwości jak kondensatory ceramiczne, wysokie napięcia przebicia (z powodu sposobu w jaki zachowują się plastikowe polimery) i niskie pojemności. Jedyna różnica polega na tym, że są one nieco większe, chociaż wyglądają powierzchownie jak kapsle ceramiczne. Opór wewnętrzny jest porównywalny z kapslami ceramicznymi.

Kondensatory tantalowe i niobowe

Kondensatory te technicznie należą do kategorii kondensatorów elektrolitycznych. W tym przypadku elektrolitem jest materiał stały wykonany z tlenków tantalu lub niobu. Mają bardzo niską rezystancję wewnętrzną dla danej pojemności, jednak są mniej odporne na przepięcia w porównaniu z innymi typami (ceramiczne są najlepsze) i mają tendencję do psucia się bez większego ostrzeżenia i z dużą ilością paskudnego czarnego dymu.

Kondensatory specjalnego przeznaczenia

Oto kondensatory ze srebrem i miką, kondensatory X i Y, itp. Kondensatory o znamionach X i Y, na przykład, są budowane do filtrowania linii – bardziej wytrzymała konstrukcja i wyższe napięcia znamionowe, również niskie pojemności, aby zmniejszyć prąd przechodzący przez nie w przypadku przyłożenia napięcia zmiennego i ograniczyć energię zmagazynowaną w kapslu w przypadku przyłożenia napięcia stałego.

Superkondensatory i ultrakondensatory

Wynoszą one kondensatory na zupełnie nowy poziom, z znacznie zwiększonymi pojemnościami, czasami w zakresie setek Faradów! Jest to możliwe dzięki pewnej sprytnej chemii. Superkondensatory i ultrakondensatory stanowią pomost pomiędzy kondensatorami a bateriami chemicznymi. Występują one jednak w bardzo niskich napięciach.

I to są prawie wszystkie typowe rodzaje kondensatorów, jakie można spotkać w świecie elektroniki.

Jak kondensatory zachowują się w obwodach

Pierwszym pożytecznym zadaniem byłoby nauczenie się obliczania energii przechowywanej w kondensatorze, która jest dana wzorem,

E = 1/2CV2

Gdzie E jest energią przechowywaną w dżulach, C jest pojemnością w faradach, a V jest napięciem w woltach. Zauważ, że to równanie przyjmuje formę wielu innych równań Newtona dla energii, zgrabny easter egg!

Przy założeniu, że masz czapkę ocenioną na napięcie 50V i o pojemności 1000uF, zmagazynowana energia przy pełnym napięciu 50V będzie:

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

Co daje marne 1.25J zmagazynowanej energii.

To ujawnia główną wadę kondensatorów jako urządzeń magazynujących energię – zmagazynowana energia dla danego rozmiaru jest bardzo niska, bateria o tym samym rozmiarze miałaby co najmniej tysiąc razy więcej zmagazynowanej energii! Kondensatory mają jednak znacznie mniejszą rezystancję wewnętrzną niż baterie chemiczne, co umożliwia im szybkie zrzucenie całej zmagazynowanej energii. Zwarcie baterii spowodowałoby tylko jej rozgrzanie z powodu mocy rozpraszanej przez wewnętrzny opór, ale zwarcie kondensatora spowodowałoby tylko kilka iskier, ponieważ cały ładunek jest wyrzucany na raz bez uszkodzenia kondensatora.

Po drugie, istnieje inny zgrabny wzór, który odnosi się do napięcia, prądu i pojemności:

I/C = dV/dt

Gdzie I jest prądem dostarczanym do kondensatora w amperach, C jest pojemnością w Faradach i dV/dt jest szybkością zmiany napięcia na zaciskach kondensatora. Pomyśl o tym w kategoriach jego jednostki – woltów na sekundę dla danego prądu i pojemności. Nie przejmuj się małym 'd’, to tylko matematyczny sposób powiedzenia 'do granicy zera’.

Powiedzmy, że masz zasilacz, który wypluwa stałe napięcie 5V przy stałym prądzie 1mA, wtedy po przekształceniu równania możemy znaleźć czas potrzebny do naładowania kondensatora 100uF do 5V:

dt = CdV/I

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

dt = 0.5 sekundy

Więc kondensator naładowałby się do 5V w 0.5 sekundy. (Pamiętaj, że kondensator może ładować się tylko do maksymalnego napięcia dostarczonego do niego, nigdy więcej, nie mogą magicznie „tworzyć” napięcia.)

To przewidywalne zachowanie kondensatora czyni go bardzo użytecznym do generowania opóźnień czasowych, na przykład, z odrobiną dodatkowego obwodu. Możesz przekształcić równanie, aby uzyskać czas.

Teraz dobre rzeczy – rzeczywiste obwody kondensatorów!

Capacitor Behavior in Circuits

Zacznijmy prosto – różne sposoby kondensatorów mogą być połączone razem. To jest bardzo podobne do łączenia dwóch rezystorów – możesz połączyć je szeregowo lub równolegle.

Kondensatory w układzie równoległym

Niniejszy rysunek przedstawia trzy kondensatory połączone równolegle, z wszystkimi odpowiednimi dodatnimi i ujemnymi końcówkami połączonymi razem (zakładając, że kondensatory są spolaryzowane). Całkowita pojemność tego układu jest po prostu sumą pojemności wszystkich kondensatorów w obwodzie. Ma to sens, ponieważ połączenie równoległe płyt kondensatora zwiększa powierzchnię, zwiększając pojemność.

Maksymalne napięcie, jakie może wytrzymać taki układ, to napięcie najmniejszego kondensatora, ponieważ napięcie jest wspólne dla wszystkich kondensatorów.

Przykład powinien to wyjaśnić. Załóżmy, że masz dwa kondensatory, jeden o wartości znamionowej 25V 470uF, a drugi 35V 1000uF. Całkowita pojemność wynosiłaby 470uf + 1000uF = 1470uF. Jednak maksymalne napięcie, jakie mógłbyś przyłożyć do tego banku (kilka kondensatorów połączonych razem można nazwać „bankiem” kondensatorów) wynosiłoby tylko 25V. Jeśli umieściłbyś w tym banku coś wyższego niż to, poleciałyby iskry, ponieważ przekroczyłbyś maksymalne napięcie kondensatora 25V.

Kondensatory połączone szeregowo

Połączenie kondensatorów równolegle jest szczególnie przydatne, gdy chcesz uzyskać dużą pojemność, a masz tylko małe wartości. Łącząc równolegle kondensatory o mniejszych wartościach w końcu uzyskasz większą wartość i wykonasz zadanie, zakładając, że pamiętasz o napięciu.

Teraz łączenie kondensatorów w szereg jest trochę bardziej skomplikowane. Pojemność jest dana wzorem:

1/Ctotal = 1/C1 + 1/C2 + … + 1/Cn

Gdzie C1, C2…Cn są pojemnościami każdego kondensatora użytego w obwodzie.

Napięcie, które bank może teraz obsłużyć jest sumą wszystkich napięć znamionowych.

Jeśli dostałeś kondensator o napięciu znamionowym 10V 1uF i kondensator o napięciu znamionowym 50V 10uF, to napięcie, które bank może obsłużyć szeregowo wynosi 10V + 50V = 60V. Pojemność wynosi 0.9091uF.

Napięcie kondensatora w funkcji czasu

A co jeśli chcemy naładować kondensator? Możemy go po prostu podłączyć do źródła napięcia, tak jak na rysunku poniżej. Co by się stało, gdybyśmy podłączyli źródło napięcia, zakładając, że kondensator jest całkowicie rozładowany, ładunki zaczęłyby się gromadzić na płytkach, co doprowadziłoby do bardzo dużego (teoretycznie nieskończonego!) skoku prądu, ograniczonego jedynie przez opór wewnętrzny kondensatora. Nie jest to oczywiście pożądane, jeśli twoim źródłem zasilania jest coś w rodzaju baterii. Rozsądnym pomysłem byłoby dodanie rezystora w szeregu z kondensatorem i źródłem napięcia, aby ograniczyć prąd, jak na rysunku, i voila! Masz coś, co inżynierowie nazywają obwodem RC, 'R’ dla rezystora i 'C’ dla kondensatora!

Ten obwód pokazuje pewne interesujące zachowanie. Kiedy napięcie jest podłączone do strony rezystora oznaczonej 'I’, napięcie na kondensatorze wzrasta powoli, ponieważ prąd jest ograniczony. Wykres wygląda mniej więcej tak:

Bardziej uzdolnieni matematycznie z moich widzów rozpoznają kształt zbocza – przypomina ono funkcję wykładniczą!

Pamiętasz, jak mówiłem, że kondensatory mogą być używane do generowania opóźnień czasowych? To jest jeden ze sposobów na zrobienie tego bez stałego źródła prądu (co wymaga dodatkowych układów). Ponieważ czas potrzebny do osiągnięcia określonego napięcia jest przewidywalny, jeśli znamy pojemność, napięcie i opór, możemy tworzyć obwody opóźniające czas.

Iloczyn oporu i pojemności, RC, jest znany jako stała czasowa obwodu. Parametr ten staje się przydatny w rzeczywistości do dokładnego określenia czasu osiągnięcia danego napięcia, jak pokazuje poniższy rysunek wykresu.

Z wykresu widać, że kondensator osiąga 63% przyłożonego napięcia w ciągu jednej stałej czasowej, i tak dalej.

Taką zasadę działania wykorzystuje zegar wszechsobny 555, choć równania konstrukcyjne są nieco inne.

Innym ciekawym zastosowaniem obwodów RC jest filtrowanie sygnałów, czyli usuwanie z obwodu sygnału elektrycznego o niepożądanej częstotliwości. Obwód RC potrzebuje określoną ilość czasu na naładowanie i rozładowanie ze źródła. Jeśli zastosujemy falę okresową o okresie czasu większym niż RC, to na wyjściu pojawi się ten sam sygnał z bardzo małymi zniekształceniami. Jednakże, przy zwiększaniu częstotliwości, sygnał zmienia polaryzację szybciej niż obwód może ładować i rozładowywać, i w końcu po pewnym czasie, sygnał znika, i wszystko co zostaje to czyste DC! Nazywa się to tłumieniem sygnału. Jak widać obwód RC działa jak filtr, który blokuje sygnały AC (nawet te nałożone na DC, tj. posiadające przesunięcie DC) powyżej pewnej częstotliwości. Ten rodzaj filtra nazywany jest filtrem dolnoprzepustowym, to znaczy, że przepuszcza on niskie częstotliwości, ale nie przepuszcza wysokich częstotliwości.

Kondensatory w obwodach Ac

Kondensatory zachowują się w interesujący sposób, gdy są umieszczone w obwodach AC. Można o nich myśleć jak o rezystorach zależnych od częstotliwości, z punktu widzenia sygnału. Jak widać powyżej, obwód RC blokuje cały prąd zmienny z sygnału, ale co się dzieje, gdy kondensator jest połączony szeregowo ze źródłem napięcia zmiennego? Dokładnie odwrotnie!

Ponieważ kondensator to tylko dwie metalowe płytki oddzielone izolatorem, nie przepuszcza on żadnego prądu stałego. Jednak sygnał Ac ma stale zmieniające się napięcie, więc jedna płytka widzi zmieniające się napięcie i indukuje przeciwny ładunek na drugiej płytce, jak pokazano na rysunku:

To ma ogólny efekt przepuszczania prądu przez kondensator przy stosunkowo wysokich częstotliwościach. Dodanie rezystora równolegle z wyjściem tworzy filtr górnoprzepustowy, tj. filtr, który przepuszcza tylko wysokie częstotliwości i blokuje wszystkie sygnały stałe.

Oporność zmienna lub impedancja kondensatora jest określana wzorem:

XC = 1/(2*π*f*C)

Gdzie XC jest reaktancją lub impedancją pojemnościową, f jest częstotliwością, a C jest pojemnością. Możesz użyć tego wzoru do obliczenia wirtualnej „rezystancji” kondensatora w obwodzie AC.

Gdzie kondensatory znajdują się w naturze

W porządku, to była wystarczająca teoria. Przyjrzyjmy się wielu zastosowaniom kondensatorów.

Pierwszym miejscem, w którym możesz spodziewać się zobaczyć kondensatory są wszelkiego rodzaju zasilacze jako filtry i do odsprzęgania. Działają one jako zbiorniki ładunku – zapewniając szybki prąd, gdy obciążenie go potrzebuje.

Oto dwa ujęcia oscyloskopowe, które pokazują efekt braku i posiadania kondensatora w poprzek przewodów zasilacza. Jak widać, posiadanie kondensatorów drastycznie zmniejsza „szum” na szynach zasilacza, chroniąc w ten sposób delikatne części przed nagłymi skokami napięcia.

Nazywa się je również kondensatorami „odsprzęgającymi”, ponieważ „odsprzęgają” od zasilania sekcje obwodu, w którym są zamontowane. Czasami przewody zasilające na płytce drukowanej mogą być dość długie i mieć wysoką indukcyjność i rezystancję. Może to prowadzić do tego, że dostarczają one mniej prądu niż zwykle. Kondensator na końcu przewodu zasilającego jest jak mniejsza tymczasowa „bateria” w urządzeniu, dostarczająca prąd, gdy jest potrzebny i ładująca się, gdy urządzenie zużywa mało energii.

Możesz użyć wzoru I/C = dV/dt, aby obliczyć niezbędną pojemność do usunięcia „tętnień” napięcia z zacisków zasilania.

Załóżmy, że masz zasilacz, którego napięcie zmienia się od 11,5V do 12V (tętnienia) co 10ms, co jest powszechne w urządzeniach zasilanych z sieci ze względu na częstotliwość 50Hz, i musisz umieścić kapturek w poprzek zacisków, aby wygładzić napięcie. Jeśli prąd obciążenia w tym przypadku wynosi 1A, to możemy przekształcić wzór w ten sposób, aby znaleźć pojemność:

(I * dt)/dV

Gdzie I jest prądem obciążenia, dt jest okresem czasu szumu, a dV jest napięciem tętnień. Po podstawieniu tych wartości okazuje się, że potrzebujemy kondensatora o pojemności 20000uF. Może się wydawać, że to dużo, ale można się obejść bez znacznie mniejszej wartości. Uzyskana wartość służy jedynie jako wskazówka.

W prawdziwym życiu możesz znaleźć wiele typów i wartości kondensatorów na ścieżkach zasilania, ma to na celu zmniejszenie zawartości szumu w wielu częstotliwościach i uzyskanie możliwie najbardziej gładkiego napięcia.

Innym zastosowaniem kondensatorów są skomplikowane filtry takie jak ten:

Ale prostszym filtrem byłby filtr RC, jeden z interesujących filtrów jest opisany tutaj.

Każdy zna płytkę mikrokontrolera Arduino. Wszechstronne narzędzie, ale czy nie zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego wyjścia analogowe wypluwają cyfrowy sygnał PWM? To dlatego, że zostały one zaprojektowane do użycia z zewnętrzną siecią filtrującą, aby wygładzić napięcie PWM do prawdziwie analogowego napięcia. Można to zrobić za pomocą tak prostych elementów jak rezystor 1K i kondensator 10uF. Spróbuj!

Innym zastosowaniem, jak wspomniano powyżej, jest odmierzanie czasu. Prosty oscylator może być zbudowany przy użyciu bramki NAND (spróbuj dowiedzieć się dlaczego bramki AND nie działają), rezystora i kondensatora.

Zakładając, że początkowo nie ma napięcia na kondensatorze, wejścia NAND (które są spięte razem) widzą blisko 0V na nich i włączają wyjście. Kondensator ładuje się teraz przez rezystor. Kiedy osiągnie 'wysoki’ próg bramki, wyjście przełącza się w stan niski i kondensator rozładowuje się. Ten cykl jest kontynuowany w celu wytworzenia fali kwadratowej o częstotliwości zależnej od wartości R i C.

Innym ciekawym zastosowaniem kondensatorów jest magazynowanie energii. Oczywiście, kondensatory nie dorównują bateriom, ale w niektórych zastosowaniach, które potrzebują energii szybko, kapsle są najlepsze do tego zadania.

Urządzenia takie jak coilgun (więcej można znaleźć w sieci) potrzebują dużego impulsu prądu do przyspieszenia pocisku, więc kondensatory wysokonapięciowe są używane do takich celów, często o wartościach znamionowych takich jak 450V 1500uF, które mogą przechowywać znaczne ilości energii.