Kann man Elektrolyt Kondensatoren durch Bipolare Kondensatoren ersetzen?

Verdrahtungsplan 5E3 - (Elektronik, Verstärker) Schaltplan 5E3 - (Elektronik, Verstärker)

4 Antworten

Hallo Ledergasse,

Ich empfinde deine Frage als in keiner Weise "komisch" und sie ist vollkommen legitim.

Wichtig bei Kondensatoren sind folgende Eigenschafte, wobei Punkt 5 nur eine Frage ist, die ich mir eventuell stelle, wenn es um Kosteneinsparung geht und technisch ohne Qualitätseinbußen möglich wäre :

  1. Die Kapazität mit angegebener Toleranz und
  2. Spannungsfestigkeit,
  3. in welchem Frequenzbereich soll der Kondensator arbeiten
  4. der Standard ist ein ungepolter Kondensator
  5. darf es auch ein gepolter Elektrolyt-Kondensator sein?

Der Wert von 25µF entspricht nicht der heute üblichen E12 oder E24 Reihe:

https://de.wikipedia.org/wiki/E-Reihe

In diesem Fall wählst du den nächst kleineren Wert in der E-Reihe und schaltest einen zweiten Kondensator aus der E-Reihe parallel. 25µF erhältst du also durch Parallelschaltung von 22µF und 2,7µF oder 3,3µF. Das Ergebnis von 24,7µF oder 25,3µF liegt innerhalb des (von mir angenommenen) Toleranzbereichs von 10% des 25µF-Kondensators. Der Wertebereich darf also zwischen 22,5µF und 27,5µF liegen.

Unbedingt einzuhalten ist die angegebene Spannungsfestigkeit, die du nie unterschreiten darfst, du darfst aber einen Kondensator mit einer höheren Spannungsfestigkeit verwenden.

Bei deiner Anwendung handelt es sich nicht um Hochfrequenz, deshalb reicht also ein Elektrolyt-Kondensator aus. Eine der (negativen) Eigenschaften eines Elektrolyt-Kondensators ist seine Polung, bedingt durch den verwendeten Elektrolyt, der sich bei Verpolung zersetzen würde und zur Zerstörung des Kondensators führt.

https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrolytkondensator

Wenn dir also die Spannungssituation nicht klar sein sollte (du hättest z.B. kein Messgerät zur Hand und müsstest einen unkenntlich zerstörten Kondensator ersetzen), dann machst du nie etwas falsch, wenn du zwei Elektrolytkondensatoren in Reihe schaltest, Polung + - - + oder - + + - , denn dadurch erhältst du einen bipolaren Elektrolytkondensator. Die Spannungsfestigkeit verdoppelt sich, die resultierende Kapazität halbiert sich. https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/1006081.htm

Kurzform:

Ja, du darfst bei deiner Anwendung bipolare Elektrolyt-Kondensatoren mit entsprechender Spannungsfestigkeit verwenden, wenn du sie gerade zur Hand hast. Wenn du aber Bauteile noch einkaufen musst, dann wäre es nicht vernünftig, bipolare zu kaufen, denn sie sind teurer und sind in deiner Schaltung nicht nötig.

Grüße, Dalko

PS: Zieh dir mal etwas Theorie über Kondensator-Technologien rein, insbesondere die Unterschiede im verwendeten Elektrodenmaterial und Dielektrikum (isoliert die beiden leitfähigen Flächen eines Kondensators), denn sie sagen viel über den Verwendungszweck aus.

Deshalb haben Keramikkondensatoren, Kunststoff-Folienkondensatoren, Aluminium- und Tantal-Elektrolytkondensatoren sehr unterschiedliche Einsatzgebiete, die ein Konstrukteur kennen muss. Einem Hobby-Elektroniker schadet der entsprechende Durchblick in keiner Weise ;-)


Ledergasse 
Fragesteller
 20.12.2017, 09:28

Hallo Dalko, besten Dank für den Ausflug in die E-Technik (jeden tag lernt man etwas dazu, so auch heute).

Ich habe noch bei einem Verstärker Bauer nach gefragt wegen des 25uF Kondensator. Der meinte nimm einfach einen mit 22uF das dürfte nichts ausmachen. Ich denke jetzt mal, die 22uF sind eigentlich nicht mehr in der Toleranz oder geht es nicht so genau.

Gruß

Rudi

   

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dalko  20.12.2017, 16:51
@Ledergasse

Hallo Rudi,

um das zu entscheiden...da habe ich 2 Meinungen, vom Gefühl her und meinem Anspruch an hoher Genauigkeit würde ich mich immer dafür entscheiden, den Wert so genau wie möglich einzuhalten.

Wenn ich bei einer vorgegebenen Schaltung immer alle Toleranzbereiche von Bauteilen vollständig ausreizen würde und Bauteilewerte mal unterschreite, dann wieder überschreite, weil ich den passenden Wert gerade nicht zur Hand habe, wird in der Summe das Ergebnis nicht optimal sein.

Wenn ich wie in deinem Fall einen 22µF Kondensator verwenden würde, würde der Amp sicher noch funktionieren. Wäre der Kondensator ein funktional kritisches Bauteil, würde der Schaltungsentwickler einen bestimmten Typ mit geringer Toleranz zwingend vorschreiben.

Da ich keine kompletten Unterlagen habe und den Schaltplan nicht richtig lesen kann, kann ich das Konzept nicht richtig beurteilen und würde mich deshalb für die Lösung entscheiden, die am geringsten abweicht... also eine Parallel-Schaltung von 2 Kondensatoren, damit landest du fast auf dem exakten Wert und bist auf der sicheren Seite.

Manchmal macht die Parallelschaltung zweier Kondensatoren durchaus Sinn, z.B. wenn man für den kleinen Kondensator einen hochwertigen Kondensator verwendet, der auch für hohe Frequenzbereiche geeignet ist. Diese Kombination eines hochwertigen, aber kleinen und deshalb auch bezahlbaren Kondensators mit einem Kondensator hoher Kapazität, aber schlechteren Eigenschaften ergibt insgesamt einen Kondensator, der in der Summe seiner Eigenschaften hochwertiger geworden ist.

Falls es dich interessiert, welche Einsatzzwecke es für Kondensatoren in Audio-Verstärkerschaltungen gibt, liste ich sie auf:

  1. Zur Filterung und Siebung der Betriebsspannung und Unterdrückung von Störfrequenzen
  2. sie übertragen das Tonfrequenz-Wechselspannungs-Signal zwischen verschiedenen Verstärkerstufen und blocken dabei überlagerte Gleichspannungsanteile.
  3. Als Frequenz-bestimmendes Bauteil in aktiven und passiven Schaltkreisen, z.B. Filtertechnik
  4. Als Ladekondensator, der elektrische Energie speichert und dafür sorgt, dass bei Impulsspitzen die benötigten hohen Ströme geliefert werden, ohne die Betriebsspannung einbrechen zu lassen.

Dementsprechend kommen unterschiedliche Typen zum Einsatz und der verwendete 25µF Elko gehört zur ersten Gruppe und ist nicht kritisch.

Grüße, Dalko

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dalko  20.12.2017, 16:55
@Ledergasse

Hallo Rudi,

um das zu entscheiden...da habe ich 2 Meinungen, vom Gefühl her und meinem Anspruch an hoher Genauigkeit würde ich mich immer dafür entscheiden, den Wert so genau wie möglich einzuhalten.

Wenn ich bei einer vorgegebenen Schaltung immer alle Toleranzbereiche von Bauteilen vollständig ausreizen würde und Bauteilewerte mal unterschreite, dann wieder überschreite, weil ich den passenden Wert gerade nicht zur Hand habe, wird in der Summe das Ergebnis nicht optimal sein.

Wenn ich wie in deinem Fall einen 22µF Kondensator verwenden würde, würde der Amp sicher noch funktionieren. Wäre der Kondensator ein funktional kritisches Bauteil, würde der Schaltungsentwickler einen bestimmten Typ mit geringer Toleranz zwingend vorschreiben.

Da ich keine kompletten Unterlagen habe und den Schaltplan nicht richtig lesen kann, kann ich das Konzept nicht richtig beurteilen und würde mich deshalb für die Lösung entscheiden, die am geringsten abweicht... also eine Parallel-Schaltung von 2 Kondensatoren, damit landest du fast auf dem exakten Wert und bist auf der sicheren Seite.

Manchmal macht die Parallelschaltung zweier Kondensatoren durchaus Sinn, z.B. wenn man für den kleinen Kondensator einen hochwertigen Kondensator verwendet, der auch für hohe Frequenzbereiche geeignet ist. Diese Kombination eines hochwertigen, aber kleinen und deshalb auch bezahlbaren Kondensators mit einem Kondensator hoher Kapazität, aber schlechteren Eigenschaften ergibt insgesamt einen Kondensator, der in der Summe seiner Eigenschaften hochwertiger geworden ist.

Falls es dich interessiert, welche Einsatzzwecke es für Kondensatoren in Audio-Verstärkerschaltungen gibt, liste ich sie auf:

  1. Zur Filterung und Siebung der Betriebsspannung und Unterdrückung von Störfrequenzen
  2. sie übertragen das Tonfrequenz-Wechselspannungs-Signal zwischen verschiedenen Verstärkerstufen und blocken dabei überlagerte Gleichspannungsanteile.
  3. Als Frequenz-bestimmendes Bauteil in aktiven und passiven Schaltkreisen, z.B. Filtertechnik
  4. Als Ladekondensator, der elektrische Energie speichert und dafür sorgt, dass bei Impulsspitzen die benötigten hohen Ströme geliefert werden, ohne die Betriebsspannung einbrechen zu lassen.

Dementsprechend kommen unterschiedliche Typen zum Einsatz und der verwendete 25µF Elko gehört zur ersten Gruppe und ist nicht kritisch.

Grüße, Dalko

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dalko  21.12.2017, 12:47
@Ledergasse

der neue bzw. veränderte Editor nervt total... zuerst sehe ich nicht, dass mein Kommentar verschickt wurde, als ich es dann bemerkt habe, dass es doch funktioniert hat, konnte ich das zweite Kommentarfenster, in das ich eine Kopie eingefügt hatte, nicht schließen, ohne erneut zu senden... was mache ich falsch??? Elektronik krieg ich noch auf die Reihe, aber so etwas kompliziertes wie bei gf einen Beitrag zu übermitteln, dazu bin ich wohl zu doof ;-)

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Deine Frage ist insofern komisch, weil für mich momentan kein vernünftiger Grund erkennbar ist, wozu du Elkos durch bipolare ersetzen willst!

Hinterfragen wir mal grundsätzliches. Wenn du sinngemäß auf ein Hausdach in 3 Metern Höhe willst, kannst du das auf zwei Arten bewältigen. Per Leiter, oder per Seil. Klar ist, mit der Leiter ist das angenehmer, oder?

Es hat also einen Grund, warum man etwas benutzt. Elkos sind gepolte Kondensatoren, die genau diese Polung brauchen! Also sollte man solche für diese Zwecke verwenden, wenn solche eingebaut sind, eingebaut waren.
Elkos haben meist einen Energiebereitsstellungs-Sinn, im Sinne von Spannungspuffer. Damit sie als Puffer dienen können, benötigen diese gewisse Eigenschaften (die bei bipolaren nicht nötig sind).

Es macht also keinen Sinn, Elkos gegen bipolare zu tauschen!
Nun fange mal sinngemäß an zu denken. Wenn du einen Wasserspeicher von 5 Litern brauchst, aber gerade kein 5 Liter Eimer zur Verfügung steht, könnte dann ein 10 oder 20 Liter Eimer ebenso die Funktion erfüllen?

Klar doch, die werden dann halt sinngemäß nicht voller als 5 Liter.
Wenn du also einen Elko mit der Kapazität X nicht findest, nicht bekommst, nimm die nächst höhere Kapazität die erhältlich ist. Achte aber auf die Spannungsfestigkeit.

So, nun erkläre mir mal, warum du nicht weiterhin Elkos verbauen willst, vielleicht kann dir sinngemäß besser geholfen werden.


Woher ich das weiß:Berufserfahrung – über 40 Jahre Instandhaltung, Reparaturen

Ledergasse 
Fragesteller
 14.12.2017, 09:29

Es ist so das ich diese teil erst noch bauen muß u. ich diese Elkos einfach nicht im Netz finden kann, evtl. suche ich ja auch an der falschen Stelle. Die bipolaren habe ich halt gerade zur Hand daher kommt die Frage. Wenn ich dich richtig verstehe sollte ich die bipolaren auf keinen Fall einbauen????

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realistir  14.12.2017, 10:56
@Ledergasse

Ich verstehe nicht wieso du keine Elkos dieser Kapazität und Spannungsfestigkeit finden kannst. Sowas ist Massenware.

Schau mal bei Pollin.de, Reichelt.de, Conrad.de, die haben sowas garantiert.

Okay, in deinem Falle kannst du mal eine Ausnahme machen, deine Bipolaren benutzen, wenn die tatsächlich 25 Mikrofarad haben und bis 25 Volt geeignet sind. Diese Kondensatoren befinden sich parallel zum jeweiligen Kathodenwiderstand und dort bleibt die Spannung eh positiv.

Die Kondensatoren dort dienen nicht einem Spannungspuffer, die sollen für die sinngemäße Wechselspannung einen Kurzschluss bilden. Verständlicher ausgedrückt wirkt der Kathodenwiderstand ja für Gleich- und Wechselspannung. Der Kondensator bildet für den Wechselspannungsanteil einen so niedrigen Widerstand parallel zum Kathodenwiderstand, dass der Wechselstromgesamtwiderstand quasi zu Null wird.

In deinem Plan ist nicht erkennbar was V1 und V3 ist, welche der Röhren. Ist aber egal. Kannst deine Kondensatoren verbauen.

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kann man schwer sagen, weil vielleicht zur Dämpfung irgendwelcher Schwingungen ein Mindest-ESR benötigt wird...

aber ansonsten geht es...

sind eigentlich in beiden Zuleitungen (also blau+schwarz... bloß nich in der Erdung/Schutzleiter (gelb/grün gestreift)... LOL) Sicherungen? in der Schaltskizze sieht es nich so aus...


Ledergasse 
Fragesteller
 13.12.2017, 14:15

Besten Dank für  die Ausführung. Sehe ich das richtig das die drei durch bipolare Ersetzt werden können. 

Da hab ich noch ein Paar Daten  der erste (von li. nach re. gesehen gleich neben dem Trafo) wird von der 6v6 mit 20Volt bedient, der zweite von der 12 AX7B mit 45Volt und dritte mit 1,35Volt von 12AY7.                                                                            Durch einen Bipolaren Kondensator kann doch der Strom  nach beiden Seiten abfließen. Spiel das hier Praktisch keine Rolle.

Gruß

Rudi

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RIDDICC  13.12.2017, 15:20
@Ledergasse

also wenn der Kondensator geladen wird, fließt der Strom in die eine Richtung... und beim Entladen in die andere... das hat mit bipolar nix zu tun...

„bipolar“ bedeutet hier doch, dass man den Kondensator sowohl auf +5V als auch auf -5V (also mit umgekehrter Polarität) aufladen darf... oda?

man kann die schon ersetzen, aber wenn es zu komischen Schwingungen kommt, dann lehne ich jede Verantwortung ab... :)

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Besten Dank noch mal die Antwort. Das mit den Schwingungen wird dann hoffentlich nicht so extrem. Ich such jetzt schon seit Std. nach solchen Elko´s find sie aber nicht. evtl. gibt´s hierzu auch noch einen Rat.

Besten Dank 

Gruß Rudi