Was ist der Zweck von Parallelkondensatoren?

Gruppen von Kondensatoren werden in einer Schaltung parallel geschaltet, um die Gesamtkapazität der Gruppe auf einen Wert zu erhöhen, der größer als jeder der einzelnen Komponenten ist. Parallel geschaltete Kondensatoren weisen diese Eigenschaft aufgrund ihrer Tendenz auf, elektrisch einen einzelnen Kondensator mit einer Gesamtplattenfläche zu bilden, die gleich allen Platten des einzelnen Kondensators zusammengenommen ist, wenn sie in dieser Konfiguration verbunden sind. Da die Kapazität jedes Kondensators ein Produkt der Plattenfläche der Komponente ist, führt diese Erhöhung zu einer Gesamterhöhung der Kapazität der kombinierten Komponente. Bei Reihenschaltung passiert das Gegenteil, wobei die Gesamtkapazität der Gruppe kleiner ist als jede der einzelnen Komponenten. Dieses Phänomen wird in Anwendungen wie der Glättung von Gleichstrom-Ausgangsspannungen (DC) in Netzteilen verwendet.

Kondensatoren sind elektronische Bauelemente, die elektrische Energie speichern und meist aus dünnen Metallplatten bestehen, die durch ein Isoliermaterial getrennt sind. Die Fähigkeit des Kondensators, Energie zu speichern, wird als Kapazität bezeichnet und in Farad (F) ausgedrückt. Die Kapazität wird weitgehend durch die Oberfläche der Kondensatorplatten bestimmt und nimmt mit zunehmender Plattenfläche zu. Diese Eigenschaft wird auf verschiedene Weise genutzt, indem entweder Gruppen von Kondensatoren parallel oder in Reihe zueinander in einer Schaltung angeordnet werden. Dies wird auch oft mit Widerständen durchgeführt, jedoch mit genau entgegengesetzten Ergebnissen in jeder Konfiguration.

Im direkten Gegensatz zu Widerständen erhöhen parallel geschaltete Kondensatoren die Kapazität, während parallele Gruppen von Widerständen den Gesamtwiderstand verringern. Umgekehrt kommt es bei in Reihe geschalteten Kondensatoren zu einer Abnahme der Kapazität, wenn der Widerstand in Reihenwiderstandsarrays ansteigt. Die Parallelschaltung von Kondensatoren ist eine praktische Methode, um die Gesamtkapazität der Gruppe zu erhöhen. Bei paralleler Anordnung werden Kondensatoren elektrisch effektiv zu einer Komponente mit einer Plattenfläche gleich den kombinierten Plattenflächen aller Komponenten in der Gruppe. Dies bedeutet, dass die Gesamtkapazität einer Gruppe von Kondensatoren dann größer ist als jedes ihrer einzelnen Mitglieder.

Die Erhöhung der Gesamtkapazität von parallel geschalteten Kondensatorgruppen ist in Schaltungen wie Gleichstromversorgungen nützlich. Bei dieser Anwendung werden mehrere Kondensatoren parallel zum Ausgang eines gleichgerichteten Netzteils geschaltet. Dort absorbieren sie einen Großteil der Restwelligkeit des Wechselstroms (AC) vom Ausgang, was zu einer gleichmäßigeren Gleichstromversorgung führt. Auf diese Weise kann der Schaltungsdesigner alle anderen elektrischen Eigenschaften der kleineren Komponenten beibehalten und gleichzeitig die Gesamtkapazität und damit die Wirksamkeit der Glättungskondensatoren erhöhen.