Low ESR
Z Wikipedii
Oznaczenie występujące na niektórych kondensatorach elektrolitycznych. W niektórych podzespołach komputerowych wykorzystywane są powszechnie kondensatory elektrolityczne niskoimpendancyjne, a ściślej low ESR (Equivalent Series Resistance) tj. kondensatory z niską zastępczą rezystancją szeregową. Jak sugeruje nazwa ESR odpowiada szeregowo wpiętemu do pojemności rezystorowi (na rezystancję składają się, w danej częstotliwości napięcia zmiennego, opór elektrolitu, dielektryka, okładek, przewodów). Kondensatory low ESR zazwyczaj specyfikowane są dla 100kHz, a oznaczone jako low impedance mogą być w paśmie audio. Kondensator elektrolityczny "idealny" nie posiada żadnej rezystancji, jedynie pojemność. Jednak w układach rzeczywistych materiał z którego zbudowano kondensator posiada skończony opór. Kondensatory low ESR mają niski opór (ścislej impendancję) i dziękim temu m.in. mniej się nagrzewają i nie wprowadzają do układu zbędnej, nadmiernej rezystancji. Kondensatory elektolityczne low ESR mają zwykle mniejsze wymiary niż ich odpowiedniki o tej samej pojemności i na to samo napięcie nie low ESR. Kondensatory nie low ESR wmontowane tam gdzie powinny być zastosowane kondensatory low ESR (np. warunki pracy powyżej 100 kHz) będą się silnie nagrzewać, poziom prądów tętnień będzie nieakceptowalny i szybko ulegną uszkodzeniu.
Kondensator można przedstawić jako złożenie (obwód zastępczy) kilku elementów szeregowo: ESR (equivalent series resistance | zastępcza rezystancja szeregowa) ; równolegle pojemność C i rezystancja upływu Rp ; ESL (equivalent series inductance | zastępcza indukcyjność szeregowa),
ESR = D.F./(2*Π*f*C) = D.F.*Xc , f - częstotliwość , D.F. - dissipation factor ; Xc - reaktancja pojemnościowa
Natomiast impedancja kondensatora Z:
Z = √[(ESR)²+(ESL-Xc)²]
Na rysunku [1]zależność między innymi ESR i Z od częstotliwości. Widać że chcąc mniejszy ESR potrzebny jest kondensator o większej pojemności lub mniejszym D.F. (dielektryk); Mówiąc 'Low ESR' należy pamiętać o częstotliwości, gdyż obie te wielkości są ze sobą powiązane.
Jak zmierzyć ESR kondensatora: idealny kondensator ma swoją reaktancję Xc, która jest składową impedancji Z. Dla szeregowego połączenia rezystora - ESR oraz kondensatora moduł z Z wynosi |Z|=sqrt(R^2+Xc^2). Reaktancję Xc wylicza się ze wzoru Xc=1/(omega*C), gdzie omega=2*pi*f to pulsacja zależna od częstotliwości. Moduł |Z| można zmierzyć z prawa oma zasilając kondensator napięciem sinusoidalnym. |Z| mierzymy dla konkretnej częstotliwości napięcia zasilającego, Xc obliczamy, a z zależności |Z|=sqrt(R^2+Xc^2) można policzyć R czyli ESR.
ESR jest proporcjonalny do pojemności kondensatora i czym większa pojemność tym niższy ESR. Kondensatory na wyższe napięcie mają niższą wartość ESR w porównaniu z taką samą pojemnością na niższe napięcie. Zazwyczaj także kilka kondensatorów połączonych równolegle ma niższy ESR od jednego o sumarycznej pojemności, a ponadto zwykle mają większy dopuszczalny prąd tętnień (ripple current). W przybliżeniu moc wydzielana na dwóch mniejszych oporach ESR każdej z osobna pojemności to pierwiastek z prądu, który przy zwielokrotnieniu na kilka pojemności jest kilkakrotnie mniejszy.
