Bild des Monats: Kondensatorbank Aus dem Institut für Hochspannungstechnik und Elektrische Energieanlagen (elenia)

Kondensatoren sind nach den Widerständen die am häufigsten eingesetzten Bauelemente in der Elektrotechnik. Sie werden in nahezu allen elektrischen Geräten eingesetzt. Sie sind meist wenige Milimeter bis Zentimeter groß. Etwas größer dimensioniert ist die Anlage in einem Labor des Instituts für Hochspannungstechnik und Elektrische Energieanlagen (elenia): Hier steht eine ausgewachsene „Kondensatorbank“ für Experimente bereit. Dirk Bösche hat sie uns gezeigt.

Kondensatorbank. Bildnachweis: János Krüger/TU Braunschweig

Kondensatoren haben zum Beispiel die Aufgabe, die Spannung in der Stromversorgung stabil zu halten und elektromagnetische Störsignale zu unterdrücken. Im Alltag ist das Blitzlicht einer Fotokamera ein bekannter Anwendungsfall. Ein Kondensator wird dabei mit Energie durch Akkus aufgeladen. Das Entladen des Kondensators löst in der Blitzlampe eine Gasentladung aus und damit einen kurzen, hellen Blitz.

Die Prüfanlage im Institut für Hochspannungstechnik und Elektrische Energieanlagen (elenia) ist groß dimensioniert. Für Experimente stehen 300 Kondensatoren zur Verfügung – mit einer elektrischen Kapazität von 18 Millifarad. Die Kondensatorbank kann auf eine Spannung von 1.600 V geladen werden. Dies entspricht einer gespeicherten Energie von rund 23 Kilojoule. Diese Energiemenge reicht aus, um einen 70 Kilogramm schweren Menschen mehr als 33 Meter anzuheben.

Ursprünglich wurde die Anlage in Kombination mit einer Induktivität als 400-Hz-Schwingkreis betrieben, um Schalter für Bordnetze von Flugzeugen zu erforschen. Gegenwärtig wird die Kondensatorbank eingesetzt, um Leistungshalbleiter für Hybridschaltgeräte zu untersuchen. Hierbei handelt es sich um eine Kombination aus Leistungshalbleiter und mechanischem Schaltgerät, das sehr verschleißarm und zuverlässig in Gleichstromkreisen, wie zum Beispiel in Elektrofahrzeugen, eingesetzt werden kann. Durch die Belastung der Leistungshalbleiter mit kurzen energiereichen Impulsen werden Erkenntnisse über deren maximale Überlastbarkeit gewonnen.