Ewald Goerg Kleist, děkan dómu v Pommern (později předseda dvorního soudu), v roce 1745 elektrizoval hřebík, vložený do sklenice (uvnitř asi trochu vlhké). Když jej chtěl vyjmout a držel sklenici v ruce, tak dostal velikou ránu. Účinek byl ještě zesílen, když láhev byla naplněna alkoholem nebo rtutí. Pozorování se rychle rozšířila a v Leidenu ve stejném roce pokus zopakoval profesor matematiky Pieter van Muschenbroek. Použil láhev s vodou, do které třením přiváděl náboj pomocí drátu. Při předvádění pokusu držel láhev v jedné ruce a po nabíjení se pokusil druhou rukou vyjmout drát z vody. Rána, kterou neočekávaně dostal, byla tak silná, že napsal svému příteli René Réaumurovi: „Milý příteli, spěchám Vám napsat, jak jsem dnes byl odměněn za své trpělivé pokusy. Dostal jsem od své láhve takovou ránu, jakou bych nechtěl podruhé obdržet ani za celé království francouzské“. Od té doby se podobné lahve nazývají leidenské.
Leidenská láhev se skládá z nevodivé nádoby (např. skleněné, která je zvenku i zevnitř obalena vodivou vrstvou, např. alobalem). Nahoře je uzavřena nevodivou vrstvou a drátem, který vede dovnitř láhve. Na pokusy Pietera van Muschenbroeka navázal Benjamin Franklin, který ukázal, že kovové povlaky leidenské láhve mají opačné elektřiny (náboje). Mimo to sestrojil vlastní tzv. Franklinovu desku, kterou tvoří skleněná deska po obou stranách polepená alobalem a s okraji potřenými pečetním voskem. Kromě toho se skleněná deska může ještě položit na vodivý kotouč a přiklopit vodivým kotoučem. V roce 1762 Johann Carl Wilcke a Franz Ulrich Theodor Äpinus ukázali, že není třeba používat pro leidenskou láhev skla. Potáhli dřevěné desky plechem, pověsili je izolovaně rovnoběžně poblíž sebe. Jednu nabili kladně a druhé se dotýkali a zjistili, že každá deska je nabita jiným nábojem.
Leidenské láhve.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Jestliže se první vodič nabije nábojem Q, pak se druhý vodič obvykle uzemní, takže se na něm indukuje stejně velký náboj opačného znaménka. Stejného výsledku dosáhneme, když druhý vodič neuzemníme, ale nabijeme nábojem –Q. Kapacitu kondenzátoru určíme pomocí náboje Q a rozdílu potenciálu
kde φA, φB jsou potenciály obou vodičů.
Různé kondenzátory.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Jednotlivé kondenzátory se liší tvarem elektrod.
Deskový kondenzátor je soustava navzájem izolovaných rovnoběžných desek. Nevodivé prostředí mezi nimi se nazývá dielektrikum. Pokusy se zjistilo, že kapacita deskového kondenzátoru je přímo úměrná plošnému obsahu S té části desek, kterou se překrývají a nepřímoúměrná vzdálenosti desek d, tedy
Konstanta ε se nazývá permitivita prostředí. Jednotkou permitivity je farad na metr (F/m). Permitivita prostředí závisí na materiálu (papír, slída, vzduch), který je mezi deskami. Tuto skutečnost zjistil Michael Faraday při svých pokusech s kulovým kondenzátorem. Pozoroval, že když prostor mezi kulovými vodiči kondenzátoru je vyplněn sírou místo vzduchem, kapacita kondenzátoru několikrát vzrostla. Později bylo zjištěno, že je tento jev obecný a že kapacita každého kondenzátoru závisí na tom, jaké dielektrikum vyplňuje prostor mezi jeho vodiči. Pro vakuum a přibližně i pro vzduch je permitivita
Nejčastěji dosazujeme za permitivitu součin permitivity vakua a relativní permitivity εr uváděné v tabulkách.
Válcový kondenzátor se skládá ze dvou souosých elektrod o poloměrech R1, R2. Náboj se rozloží na vnitřní ploše. Kapacita válcového kondenzátoru
Válcový kondenzátor.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Svitkový kondenzátor má místo desek svitky kovové fólie, které jsou odděleny papírem. Celek je zalit izolační hmotnou.
Elektrolytický kondenzátor je tvořen malou hliníkovou nádobkou s elektrolytem (např. vodný roztok boraxu a kyseliny borité), do kterého je ponořena hliníková elektroda. Při výrobě se k této soustavě připojí zdroj napětí a elektrolýzou se na elektrodách vytvoří tenká vrstvička (asi 0,0001 mm) nevodivého oxidu hlinitého. Tím se dosáhne velké kapacity kondenzátoru i při jeho malých rozměrech.
Kondenzátory s proměnnou kapacitou jsou tvořeny soustavou pevných elektrod (stator) a elektrod umístěných na ose (rotor), které se izolovaně zasouvají mezi elektrody statoru. Změnou velikosti překrývajících se částí se mění i kapacita kondenzátoru. Využívají se např. v ladících obvodech.
Deskový kondenzátor.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Keramické kondenzátory slouží ke krátkodobému uchování náboje. Jejich kapacita bývá od několika pikofaradů (pF) až po milifarady (mF). Na kondenzátorech bývá kromě údaje o kapacitě ještě údaj o největším dovoleném napětí, na které se kondenzátor smí připojit. Kondenzátory mají rozsáhlé využití v elektrotechnice a v elektronice. V elektronických přístrojích (přijímače, zesilovače apod.) slouží k oddělování obvodů stejnosměrného a střídavého proudu, k zmenšení kolísání napětí v napájecích zdrojích. Jsou základním funkčním prvkem v kmitavých obvodech oscilátorů (vysílače, mobilní telefony, elektronické hudební nástroje aj.). Kondenzátor ve fotografickém blesku se nabíjí na napětí kolem 400 V a stisknutím spouště fotoaparátu se nashromážděná energie přemění na intenzivní světelný záblesk. Defibrilačních zařízení používají lékaři k potlačení srdečních fibrilací pacienta. Vodivé elektrody se přiloží na hrudník postiženého. Po zapnutí ovládacího spínače vyšle kondenzátor dávku své akumulované energie z jedné elektrody tělem pacienta do druhé elektrody.
Průchodem střídavého proudu kondenzátorem dochází k fázovému posunutí proudu a napětí (opačnému než u cívky), proto se využívá ke zlepšení účinnosti různých elektrických strojů. Kondenzátorový mikrofon je v podstatě kondenzátor, jehož jednou elektrodou je pohyblivá membrána mikrofonu. Dopadající zvuk rozkmitá membránu, tím se mění kapacita kondenzátoru a tato změna se převádí na změnu elektrického proudu přiváděného do zesilovače. Kapacitní sondy slouží například k dálkovému měření výšky hladiny vodivé kapaliny. Jednou elektrodou je izolovaná kovová tyč ponořená do kapaliny, druhou je sama kapalina a dielektrikem je izolace tyče. Jak se mění v nádobě výška hladiny, tak se mění i kapacita kondenzátoru – sondy. Měřící přístroje pak tuto změnu kapacity registrují a zpracovávají.
Za účelem získání vhodné kapacity kondenzátoru nebo z důvodu rozdělení napětí na jednotlivých prvcích (vytvoření tzv. napěťového děliče) spojujeme často kondenzátory do různých sestav, mezi nejjednodušší patří sériové a paralelní spojení kondenzátorů.
Sériové spojení kondenzátorů celková kapacita C soustavy n sériově zapojených kondenzátorů je dána vztahem
Sériová kombinace (nejen u kondenzátorů) slouží vždy jako napěťový dělič na jednotlivých kapacitách bude vždy menší napětí než na celé kombinaci; sériovým zapojením získáme pokaždé výslednou kapacitu C menší, než je i ta nejmenší z kapacit Ci v daném zapojení. Náboj je ovšem na všech prvcích stejný!
Sériové spojení kondenzátorů.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Při paralelním spojení kondenzátorů je celková kapacita C soustavy n paralelně zapojených kondenzátorů rovna součtu jednotlivých kapacit
Napětí, které můžeme k takto spojeným kondenzátorům připojit, se rovná nemenšímu maximálnímu dovolenému napětí kondenzátoru, který je řazen paralelně. Tímto typem zapojení se vždy získá výsledná kapacita C větší, než je libovolná z kapacit Ci v dané kombinaci.
Paralelní spojení kondenzátorů.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
