Kondensatoren – wozu sie dienen

Ein Kondensator kann elektrische Energie – typischerweise kurzzeitig – speichern, und er wirkt gleichzeitig als frequenzabhängiges Bauteil. Dadurch lassen sich in Schaltungen Signale koppeln (Gleichanteile trennen, Wechselanteile weitergeben) und entkoppeln (Störungen oder Wechselanteile gegen Masse ableiten). Kondensatoren werden außerdem genutzt, um Musiksignale frequenzabhängig zu filtern und gezielt zu formen, zum Beispiel in Filtern und Frequenzweichen. Ebenso können sie in der Stromversorgung Stromspitzen puffern und damit helfen, ein System dynamisch zu stabilisieren.

Zur Orientierung für den Einstieg: Die Basiseinheit 1 Farad (so benannt zu Ehren von Michael Faraday) entspricht einer sehr hohen Kapazität, wie sie in Audioschaltungen praktisch nicht vorkommt. Typischerweise wird die Kapazität in µF (Mikrofarad), kleinere Kapazitätswerte auch in nF (Nanofarad) angegeben.

Kondensator-Grundtypen

Metallisierte Filmkondensatoren

Metallisierte Filmkondensatoren bestehen aus einer Kunststofffolie, auf die eine sehr dünne Metallschicht aufgebracht ist. Diese Bauweise ermöglicht kompakte Abmessungen und ist deshalb in vielen Audioanwendungen verbreitet. Ein so aufgebauter Kondensator ist nicht polarisiert und kann daher in Signalpfaden und Filterschaltungen flexibel eingesetzt werden. Typisch sind kleine bis mittelgroße Kapazitätswerte, abhängig von Baugröße und Anwendung. Für hohe Kapazitätswerte, wie sie etwa in Netzteilschaltungen als Ladekondensatoren vorkommen, sind Filmkondensatoren in aller Regel baulich zu groß. Deshalb werden sie für solche Zwecke nur in speziellen Anwendungen eingesetzt – etwa als Hochvoltkondensatoren für Röhrenschaltungen. In der Praxis sind Filmkondensatoren oft die ausgewogene Standardlösung, wenn man stabile Eigenschaften bei vernünftiger Größe sucht.

Folienkondensatoren aus Metallfolie

Folienkondensatoren aus Metallfolie arbeiten mit massiven Metallfolien als Elektroden, nicht mit einer Metallbedampfung. Dadurch sind sie bei gleicher Kapazität meist größer, folgen aber einem sehr „direkten“ und robusten Aufbauprinzip. Sie sind ebenfalls nicht polarisiert und werden dort eingesetzt, wo man eine sehr stabile, langlebige Grundcharakteristik bevorzugt. Bei steigenden Kapazitäten in µF wächst die Baugröße deutlich. Sie sind damit eine konsequente Wahl, wenn Platz vorhanden ist und die benötigten Kapazitätswerte nicht extrem hoch sind.

Elektrolytkondensatoren

Elektrolytkondensatoren (kurz Elkos) ermöglichen vergleichsweise sehr große Kapazitätswerte in µF auf kleinem Raum und sind deshalb die typische Wahl, wenn „viel Kapazität“ gebraucht wird. Weil das sehr dünne Dielektrikum durch einen elektrochemischen Prozess (anodische Oxidation) gebildet wird und durch Polaritätsumkehr abgebaut würde, sind sie grundsätzlich polarisiert und werden daher vor allem in Anwendungen eingesetzt, in denen die elektrische Polarität festliegt. Typisch ist ihr Einsatz in der Spannungsversorgung, wo sie Energie puffern und Lastwechsel abfangen. Im Signalweg werden polare Elkos nur eingesetzt, wenn die Schaltung dafür vorgesehen ist. Ihr Hauptvorteil ist die sehr hohe Kapazität bei kompakter Bauform.

Bipolare Elektrolytkondensatoren (Tonfrequenz-Elkos)

Bipolare Elektrolytkondensatoren sind die wechselspannungsfeste Sonderform der Elkos und damit für Musiksignale geeignet. Sie haben keine feste Plus/Minus-Polung und können dort verwendet werden, wo sich die Polarität im Betrieb umkehrt. Typische Anwendungen sind große Kapazitätswerte in µF in Filtern und Lautsprecher-Frequenzweichen, wenn Folienkondensatoren bei gleicher Kapazität zu groß würden. Auch hier ist der Kernnutzen: hohe Kapazität bei praktikabler Baugröße. Man setzt sie gezielt ein, wenn Platz und Kapazitätsbedarf das wirtschaftlich sinnvoll machen.