Der Kondensator – Eines der wichtigsten Hifi-Bauteile

Kondensatoren spielen in der Elektrotechnik und damit auch in der Hifi-Welt eine wichtige Rolle. Bei einem Kondensator handelt es sich um ein elektrisches Bauelement, das vereinfacht gesagt dazu in der Lage ist, elektrische Ladung zu speichern. Dadurch kann ein Kondensator aber auch schnellen Spannungsänderungen entgegenwirken, was gerade im Hifi-Bereich sehr hilfreich ist. So dient ein Kondensator unter anderem dazu, ein möglichst konstantes Signal an den Lautsprecher weiterzugeben. In der Praxis kommt er beispielsweise bei besonders stark ausschlagenden Bässen zum Einsatz. Steigt der Basspegel in einem Lied nämlich schnell und stark an, kann es passieren, dass nicht genügend Spannung zur Verfügung steht. In einem solchen Fall hilft der Kondensator mit seiner gespeicherten Energie kurzfristig aus.

In diesem Fall spricht man vom „Glätten“ der Gleichspannung. Dafür werden Netzteil-Kondensatoren im Verstärker verbaut, die eine saubere, „glatte“ Gleichspannung ermöglichen. Ein Verzicht auf Netzteil-Kondensatoren würde in einer undefinierten Spannung resultieren, die sich nicht weiterverarbeiten ließe. Grafisch dargestellt, bestünde die Spannung dann nur aus großen Sinuskurven, die nach jedem Ausschlag wieder auf Null Volt abfielen. Damit das Ergebnis nicht so lückenhaft aussieht, müssen die Kondensatoren diese Lücken mit ihrer zuvor gespeicherten Ladung füllen.

Zum Koppeln von Verstärkerstufen

Ein weiterer Einsatzzweck des Kondensators ist das Koppeln zweier Verstärkerstufen, beispielsweise der Vorstufe und der Endstufe. Beim Übertragen des Signals von Vorstufe zu Endstufe werden idealerweise nur die eigentlichen Informationen weitergegeben. Es soll also nur die Wechselspannung übertragen werden, nicht aber die Gleichspannung. Diese Aufgabe übernimmt der Koppel-Kondensator, der die Gleichspannung sperrt, die Wechselspannung aber überträgt. Genauso können übrigens auch zwei normale Verstärker miteinander verbunden werden. Der Koppel-Kondensator sollte außerdem den gewünschten Frequenzbereich vollkommen frequenzlinear übertragen.

Auf der Frequenzweiche

Erst vor kurzem haben wir hier die Frequenzweiche vorgestellt. Auch auf ihr sind mehrere Kondensatoren in unterschiedlichen Größen verbaut, denn ohne Sie könnte die Frequenzweiche nicht richtig arbeiten. Die Aufgabe des Kondensators besteht in diesem Falle darin, ausschließlich hohe Frequenzen durchzulassen. Die Spule dagegen übernimmt die gegenteilige Aufgabe und lässt zwar tiefe Frequenzen passieren, nicht aber hohe. Die Spule ist demnach ein Tiefpassfilter und der Kondensator ein Hochpassfilter. Je nachdem, für welchen Lautsprecher die Frequenzweiche gebaut ist, sind auf ihr größere oder kleinere Kondensatoren und Spulen untergebracht.

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So funktioniert’s

Der Begriff „Kondensator“ kommt vom lateinischen Wort „condensare“, das „verdichten“ bedeutet. Inzwischen existieren etliche verschiedene Bauformen von Kondensatoren, die aber alle nach einem ähnlichen Prinzip funktionieren:

Kondensator berechnen

Je größer der Kondensator ausfällt, umso größere Ladungen kann er speichern. Wie viel Ladung er tatsächlich speichern kann, ist im Normalfall auf dem Kondensator selbst angegeben. Ist dies nicht der Fall, so kann man theoretisch auch selbst berechnen, welche Kapazität der Kondensator aufweist. Dazu benötigt man lediglich die entsprechende Formel: Kondensator berechnen. Alternativ kann man den Wert anhand der Hersteller- und Modellbezeichnung in Erfahrung bringen.

Angegeben wird die Kondensator Kapazität in Farad (F), meistens in Mikrofarad (µF). Beträgt die Kondensator Kapazität beispielsweise 1 Farad, so kann durch das Aufladen auf eine Spannung von einem Volt (V) eine Ladung von einem Coulomb (C) gespeichert werden. Zusätzlich wird die Spannung auf dem Kondensator in Volt (V) angeben. Der angegebene Wert lässt immer ein wenig Spielraum, etwa 20 Prozent mehr als eigentlich nötig. Wird der Kondensator also mit +50 Volt betrieben, so findet man darauf für gewöhnlich Werte wie 63V und 5.000 µF. Dass der Kondensator unter diesen Bedingungen korrekt arbeitet, garantieren die Hersteller üblicherweise bis zu einer Temperatur zwischen 70 und 80 Grad.

Was kann ich machen, wenn ein Kondensator ausfällt?

Ein Kondensator kann bei starker Hitzeentwicklung von über 80 Grad etwa durch Sonneneinstrahlung ausfallen.  Weißer Qualm, der aus dem Verstärkergehäuse aufsteigt, ist ein Anzeichen für einen defekten Kondensator.  Wer einige ältere Hifi-Geräte besitzt, hat wahrscheinlich bereits einen Kondensator tauschen lassen oder ihn sogar selbst ausgetauscht. Mit ein wenig Bastelerfahrung ist das nämlich durchaus in Eigenarbeit möglich, Ungeübte sollten die Aufgabe aber besser einem Profi überlassen.

Kondensator-Prinzip-gen-Wiki-07-03-02Ein Defekt kann neben zur starker Hitze unterschiedliche Ursachen haben, sehr häufig ist aber das Dielektrikum betroffen. Dabei handelt es sich um den isolierenden Raum zwischen den beiden Elektroden. Das Dielektrikum besteht bei vielen Kondensatoren aus einer Art gelierter Wassermischung, die allerdings über die Jahre austrocken kann. Dann verliert der Kondensator entweder seine Kapazität oder bekommt einen Kurzschluss. Ein Knall und die beschriebene Rauchbildung sind dann die Folgen. Wann das Lebensende eines Kondensators erreicht ist, lässt sich nur schwer abschätzen. Bei einigen ist es schon nach fünf Jahren soweit, andere segnen erst nach 20 Jahren das Zeitliche. Einige Kondensatoren können sogar ein halbes Jahrhundert überleben.

Bild 1 Kondensator: © By Elcap, Jens Both (Own work) [GFDL or CC-BY-SA-3.0], via Wikimedia Commons

Bild 2 Frequenzweiche: © By Frank Klemm at de.wikipedia [Public domain], from Wikimedia Commons

Bild 3 Dielektrikum: © By Elcap, Jens Both (Own work) [GFDL or CC-BY-SA-3.0], via Wikimedia Commons

Der Kondensator – Eines der wichtigsten Hifi-Bauteile
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Neueste Beiträge

  1. Matthias Madsen
    27. Mai. 2017, 22:54

    Moin. Was bedeutet denn das Altern der Kondensatoren einer Frequenzweiche für den Klang eines Lautsprechers? Man liest immer wieder, es würde lohnen, alte Kondensatoren (die noch nicht kurzgeschlossen sind) zu erneuern. Da wird dann aber häufig von den Bässen gesprochen. Wenn aber der Kondensator die Höhen passieren lassen soll, kann ein Altern von Kondensatoren auch bedeuten, dass eine Box im Laufe des Alterns dunkler klingt?

    • Teufel Blog Redaktion

      Teufel Blog Redaktion
      29. Mai. 2017, 16:33

      Hallo Matthias, danke für Deine interessante Anfrage. Wir haben mal in der Akustik nachgefragt und viele Infos bekommen:

      Das Thema „Alterung“ wird aus unserer Sicht erst wirklich relevant, wenn die Lautsprecher/Elektronik älter als 30 Jahre ist. Das beschriebene Altern von Kondensatoren und deren Einfluss auf das Klangbild bezieht sich allerdings eher auf Elektronik bzw. Leistungsverstärker, wo die Kondensatoren stark beansprucht werden. Aber auch Frequenzweichen können über die Jahre altern, aber auch da reden wir nicht von 2-3 Jahren sondern eher von 2-3 Jahrzehnten.

      Eine gealterte Box muss dann nicht zwangsweise dunkler klingen. Je nachdem, welche Schaltung genutzt wurde und was sich ändert, könnte sich ein Altern von Kondensatoren durch so ziemlich alle denkbaren Szenarien äußern: weniger Höhen, mehr Höhen, Mitten weg, Mitten präsenter, Bass weg, Bass dröhnt usw. Der Klang würde also eher verändern im Sinne von verschlechtern. Aber auch hier ist Klang subjektiv, dem einen gefällt es , dem anderen nicht.

      Im Großen und Ganzen ist Alterung aber kein großes Thema bei Lautsprechern – außer man restauriert alte Schätze aus den 60er/70er Jahren. Dann wäre aber das Altern der Aufhängung bei den Lautsprechern deutlich „schlimmer“. Wir denken hier z.B. an alte Schaumstoffsicken, welche sich nach etlichen Jahren UV-Strahlung auflösen können.

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