Impedanca kondenzatorja naj bi imela – teoretično – le reaktivno komponento. Vendar vsak realen kondenzator ima v splošnem tudi realno, ohmsko komponento.
Obe ti komponenti sta tudi frekvenčno odvisni. Nadomestna shema realnega kondenzatorja bi bila takšna kot prikazuje električna shema. Glede na področje uporabe kondenzatorja so posamezne parazitne komponente različno pomembne. Enkrat je pomembna izolacijska upornost, drugič serijska upornost in tretjič induktivnost. Najbolj pogosto probleme povzroča serijska upornost. Ali je pri izbranem kondenzatorju že na začetku prevelika ali pa pozneje zaradi staranja naraste, in vezje ne deluje več pravilno. Tej izgubni serijski upornosti pravijo Eqivalent Series Resistance ali, po domače, ekvivalentna serijska upornost. Od tod tudi kratica ESR.
Prevelik ESR gladilnega kondenzatorja povzroči pri navadnih usmernikih povečanje valovitosti usmerjene napetosti in s tem nastanek bruma na izhodu regulatorja. Pri stikalnih napajalnikih povzroči, da ti sploh ne štartajo ali pa imajo nestabilno izhodno napetost. Avdioojačevalniki z izhodnim kondenzatorjem dosežejo manjšo moč od pričakovane. Pri drugih vezjih lahko povzročijo »nerazumno obnašanje«. Pri vsem tem pa je kapacitivnost kondenzatorja običajno še vedno v tolerancah.
Keramični in folijski kondenzatorji imajo stabilen ESR. Najbolj občutljivi, nestabilni so elektrolitski kondenzatorji, zlasti aluminijevi. Ti kondenzatorji imajo eno elektrodo hrapavo, s čimer je površina elektrode sorazmerno večja kot pri gladki elektrodi. Izolator med elektrodami pa je tanka plast oksida na tej elektrodi. Za potreben izkoristek takšne površine in majhno efektivno razdaljo med elektrodama je za povezavo z drugo elektrodo uporabljen visokoprevoden elektrolit. V elektrolit je namočen papirnati trak, ki je med elektrodama. Zaradi staranja, gretja kondenzatorja, sušenja elektrolita in kemičnih procesov upornost elektrolitu narašča. Kondenzator se segreva prav zaradi ESR, ker se na njem troši delovna moč. Na ESR vpliva tudi temperatura okolice in je ta večji pri nižjih temperaturah. Tudi zato elektronika odpoveduje na mrazu.
Merilna metoda
Problem meritve ESR je, da je treba meriti le komponento napetosti na kondenzatorju, ki je v fazi z vsiljenim, merilnim tokom. Naslednji problem je linearnost usmernika, saj gre tu za merjenje zelo majhnih izmeničnih napetosti in prikaz na 200 mV panelmetru. Ena od možnih rešitev problema je uporaba polnovalovnega sinhronega stikalnega usmernika. Merilna frekvenca je 100 kHz, ker imajo običajni elektrolitski kondenzatorji pri tej frekvenci minimalno impedanco. To je potrebno, da kapacitivna komponenta čim manj vpliva na me pa povečuje zaradi serijske induktivnosti.
ESR – ekvivalentna serijska upornost
2012_SE198_55
