Kondensatory warstwowe mają wiele zalet takich jak: trwałość, szczególnie w zastosowaniach impulsowych czy niska indukcyjność własna, co czyni je doskonałymi do cewek tesli. Mają jednak jedną wadę, zbudowanie takiego kondensatora jest bardzo pracochłonne. Często fani wysokiego napięcia budują kondensatory warstwowe jedynie z konieczności.
Kondensator warstwowy składa się z poprzekładanych na przemian warstw dielektryka (najczęciej kilka warstw folii polietylenowej) oraz przewodnika (folii aluminiowej lub cienkiej blachy). Tak wykonana "kanapka" musi być ściśnięta i zanurzona w oleju.
Zanim zbudujesz swój kondensator warstwowy, przeczytaj wszystko przynajmniej raz od początku do końca.

1. Budowę takiego kondensatora należy zacząć od znalezienia do niego obudowy! Jest to bardzo ważne, ponieważ kondensator bez zalania olejem w szczelnej obudowie jest bezwartościowy i może ulec zniszczeniu przy pierwszej próbie naładowania go wysokim napięciem. Najczęściej kondensatory warstwowe mają postać kwadratowej kanapki o wysokości kilka razy mniejszej niż długość i szerokość. Jako obudowę można zastosować kwadratowy pojemnik plastikowy. W przypadku trudności ze znalezieniem takiego pojemnika, obudowę można wykonać z plexi o mozliwie dużej grubości. Obudowa musi być szczelna, gdyż umieszczony w niej kondensator będzie zalany olejem. W przypadku pojawienia się nawet najmniejszej nieszczelności zawarty w niej olej będzie wyciekał, co jest zgubne dla kondensatora i trudne do powstrzymania.

2. Następnym etapem jest przygotowanie i złożenie "kondensatora - kanapki", czyli pocięcie kilkadziesięciu czy nawet setek najczęściej kwadratowych kawałków folii polietylenowej (ewentualnie z innego materiału dielektrycznego). Pociąć należy również folię aluminiową (lub cienką blachę). Wyciąć należy kształt taki jak na rysunku obok, czyli kwadrat z wypustką doprowadzającą ładunek. Szerokość wypustki pominna mieć 10-20mm. Rogi folii aluminiowej należy zaokrąglić by zapobiec ulotowi elektrycznemu z ostrych krawędzi. Wymiary folii aluminiowej powinny być mniejsze niż folii polietylenowej. Zalecane jest pozostawienie luzu co najmnniej na 10mm + 7mm na każde 10kV z każdej strony. Ze względu na konieczność pozostawienia wolnej przestrzeni, która nie powoduje wzrostu pojemności, bardziej ekonomiczne jest budowanie dłuższych i szerszych kondensatorów (o mniejszej wysokości). Zbyt duże wymiary powodują trudności w znalezieniu obudowy, więc należy znależć odpowiednie optimum. Aby zwiększyć max. dopuszczalne napięcie trzeba jako dielektryk użyć nie jednej ale kilku warstw wolii polietylenowej. Przyjmuje się jako bezpieczną wytrzymałość dla polietylenu 24kV na każdy milimetr grugości dielektryka. Wytrzymałość może być nawet 2 razy większa, zależy ona od jakości polietylenu. Użycie kilku warstw folii polietylenowej dodatkowo zakłuca pole elektryczne co jest zjawiskiem korzystnym. Pamiętaj, nigdy nie rób kondensatorów z tylko jednej warstwy folii dielektryka. Jakość polietylenu jest często nie najlepsza, a grubość miejscami mniejsza niż nominalna, co może powodować przepięcia i uszkodzić konedensator.
Przygotowane pocięte kwadraty folii polietylenowej i aluminiowej należy poskładać przekładając je na przemian. Folię aluminiową trzeba układać tak aby wypustki raz znajdowały się po jednej stronie, a raz po drugiej. Ilość warstw dielektryka (złożonego z kilku warstw folii polietylenowej) powinna być o jeden większa niż ilośc warstw folii aluminiowej. Pojemność całego kondensatora będzie równa c*(b-1), gdzie c to pojemność pojedyńczego kondensatora złożonego z jednego dielektryka, a b to ilość warstw folii aluminiowej. Sposób wykonania prezentuje schemat (po prawej).

3. Mając złożoną kanapkę, trzeba ją mocno ścisnąć, aby uniemożliwić ruch folii aluminiowej na wskutek silnego pola elektrycznego. "Kanapkę" trzeba położyć na nieco większej płycie z grubej sklejki, plexi lub blachy stalowej. Całość trzeba ścisnąć śrubami w kilku miejscach, tak aby nie występowały odgięcia. Sposób ściśnięcia można zobaczyć na zdjęciu na górze strony.
Po ściśnięciu zostaje jeszcze do wykonania przymocowanie przewodów do obu grup wystających wypustek folii aluminiowej, a następnie włożenie ściśniętego kondensatora z przymocowanymi przewodami do obudowy i wyprowadzenie przewodów na zewnątrz obudowy. Całość musi być zalana olejem (kondensatorowym, transformatorowym, syntetycznym lub w ostateczności zwykłym uniwersalnym kuchennym). Obudowa musi być szczelnie zamknięta, aby olej nie mgógł wyciekać, a zrobi to jeżeli tylko będzie miał taką możliwość. Wbrew pozorom, całkowite uszczelnienie obudowy jest trudne i musi być wykonane ze szczególną precyzją. Wyciekający olej jest bardzo trudny do zatrzymania, a jego uzupełnienie jest najczęściej niemożliwe. Gotowy zalany olejem kondensator powinien "poczekać" kilka godzin (najlepiej całą noc) zanim zostanie naładowany pierwszy raz. Dobrze jest przez pierwsze kilka dni ładować kondensator tylko do połowy dopuszczalnego dla niego napięcia.

Przedstawiony na zdjęciu na górze strony kondensator (nie zanurzony jeszcze w oleju) ma wymiary 35x37x10 cm. Wymiary folii aluminiowej to 29x29cm, długość wypustek 6cm. Jego pojemność to 4x13nF / 36kV (są to tak właściwie 4 kondensatory, stąd widoczne jest 8 grup wypustek folii aluminiowej, po dwie dla każdego kondensatora). Ten kondensator potrafi zgromadzić 34J energii.
Koszt kondensatora warstwowego to około 2-3 zł za każdy dżul gromadzonej energii. Najdroższa jest folia polietylenowa, która stanowi 50-80% kosztów.
Kondensatory warstwowe są niezastąpione do pracy z wysokimi częstotliwościami i wysokimi przeciążeniami napięciowymi. Nadaje się doskonale do transformatora tesli, a tym samym do wszystkiego innego, jest najbardziej uniwersalny.

Copyright 2001 by MYZLAB