Kondensatorer
Jag blir lite förvirrad när jag hör om kondensatorer. En del säger att de inte släpper igenom någon ström när de är fullt uppladdade, vilket i min värld borde innebära att de beter sig som strömbrytare som bryter strömmen när de är fulla och därmed blir strömmen I=0, men ändå finns det något sätt att räkna på hur strömmen går i en kondensator. Vad jag förstår måste det väl gälla en fullt laddad kondensator eftersom de blir ju fullt laddade väldigt snabbt.
Någon som har något tips på hur jag kan få hjälp att förstå eftersom i min fysikbok känns det som att jag har väldigt sparsamt med förklaringar.
Bra reflektion! En ideal kondensator släpper inte igenom någon ström om man lägger en likspänning över den, och den är fulladdad. Under tiden den laddas upp så flyter det en ström av laddningar till den ena sidan, samt en ström av laddningar från den andra sidan, tillbaka till spänningsskällan som laddar upp kondensatorn.
Jag tror att förvirringen kommer sig av att man formulerar sig slarvigt, och att naturen ofta är svår att beskriva på ett generellt sätt, med enbart enkla ord. Om man till exempel lägger en växelspänning över en kondensator så beskriver man det som att kondensatorn släpper igenom ström. Och växelspänningen ger en omväxlande i- och urladdning av kondensatorn, precis som ovanstående när man bara laddar upp den _en_gång.
Det är till och med så att när man pratar om spänningar med mycket höga frekvenser, tex MHz och GHz, typ radiosignaler, så kan man i många fall beskriva en kondensator som en kortslutning. Men det är överkurs.
Överkurs! Läs bara om du är intresserad. JohanF:s förklaring är bra.
Jag har hållit på med elektronik och radiofrekvenser en stor del av mitt liv, så jag tänkte bjuda på den överkurs som JohanF hintade om. Man brukar säga att en kondensator blockerar likström och släpper igenom växelström. Det fungerar ofta bra att se det precis så, även om det inte är riktigt sant.
En resistor släpper igenom ström, alltså in i ena änden och ut genom den andra. Hur mycket ström som passerar beror på resistansen, som mäts i ohm.
En kondensator släpper inte igenom ström. Men om vi lägger en växelspänning över kondensatorn så kan den bete sig väldigt likt en resistor. Kondensatorns resistans beror då på hur snabbt växelspänningen byter polaritet, alltså dess frekvens. Den kommer att laddas upp, laddas ur, laddas upp ...
Om spänningen växlar polaritet långsamt, alltså frekvensen är låg, kommer kondensatorn att hinna laddas upp helt och blockera strömmen in i den. Om frekvensen är hög hinner kondensatorn inte laddas full innan den börjar laddas ur igen. Sedan tar det ju längre tid att ladda en stor kondensator jämfört med en liten, så det påverkar den upplevda resistansen på samma sätt som frekvensen.
Den där upplevda resistansen kallar man kapacitiv reaktans (XC) och den mäts också i ohm. Formeln ser ut så här:
f är frekvensen och mäts i Hz
C är kondensatorns kapacitans (storlek, hur mycket laddning den kan hålla) och mäts i F (farad)
Om man tar en liten kondensator med C=10 nF (nanofarad, 10-8 F) och räknar på två olika frekvenser:
- 10 Hz ger XC ≈ 1,6*106 Ω (jättestort motstånd)
- 1 MHz ger XC ≈ 1,6 Ω (nästan noll och inget motstånd alls)
Det betyder att en kondensatorn kommer att fungera som ett motstånd med väldigt stor resistans vid en låg frekvens. Vid en hög frekvens blir motståndet litet.
Tittar man på formeln är det inte så svårt att se att när f närmar sig noll, alltså blir likspänning, så blir XC oändligt stort. "Närmar sig noll" eftersom formeln inte fungerar för likspänning. Division med noll är ju inte OK.
