Wenn Sie einen Schalter und einen Kondensator in einem Stromkreis verbinden, hängt das Verhalten des Kondensators vom Zustand des Schalters ab. Wenn der Schalter geschlossen ist, beginnt der Kondensator aufzuladen, wenn er an eine Spannungsquelle angeschlossen ist. Der Strom fließt durch den Stromkreis, wodurch die Spannung am Kondensator allmählich ansteigt, bis sie der Versorgungsspannung entspricht. Wenn der Schalter geöffnet wird, behält der Kondensator seine Ladung und die Spannung an seinen Anschlüssen bei, sofern kein Entladepfad vorhanden ist.
Das Anbringen eines Kondensators über einem Schalter kann dabei helfen, Spannungsspitzen zu unterdrücken und elektrisches Rauschen zu reduzieren. Diese Praxis wird als „Snubbing“ bezeichnet. Wenn ein Schalter öffnet, insbesondere in induktiven Schaltkreisen, kann er aufgrund des zusammenbrechenden Magnetfelds Hochspannungstransienten erzeugen. Ein Kondensator über dem Schalter absorbiert diese Transienten, schützt die Schaltungskomponenten und sorgt für einen reibungsloseren Betrieb. Es trägt auch dazu bei, elektromagnetische Störungen (EMI) zu reduzieren, die durch den Schaltvorgang entstehen.
Bei geöffnetem Schalter behält der Kondensator im Allgemeinen seine Ladung, wenn kein Entladepfad vorhanden ist. Die Spannung am Kondensator bleibt konstant und er fungiert effektiv als temporärer Speicher für elektrische Ladung. Wenn im Stromkreis ein Leck oder ein kleiner Widerstandspfad auftritt, entlädt sich der Kondensator im Laufe der Zeit langsam. Im Idealfall mit perfekter Isolierung würde die Ladung des Kondensators jedoch unbegrenzt erhalten bleiben.
Wenn ein Kondensator eingeschaltet wird, d. h. wenn der Schalter im Stromkreis geschlossen ist, beginnt der Kondensator aufzuladen, wenn er an eine Spannungsquelle angeschlossen wird. Beim Ladevorgang fließt Strom in den Kondensator, wodurch die Spannung an ihm ansteigt. Der Strom ist zunächst hoch, da die Spannungsdifferenz am größten ist. Während der Kondensator aufgeladen wird, nimmt der Strom allmählich ab, bis der Kondensator vollständig geladen ist und die Spannung an ihm der Versorgungsspannung entspricht.
Der Zweck eines geschalteten Kondensators besteht darin, Widerstandselemente zu emulieren und analoge Signalverarbeitungsaufgaben wie Filterung, Verstärkung und Integration in integrierte Schaltkreise auszuführen. Schaltkreise mit geschalteten Kondensatoren verwenden Kondensatoren und Schalter, um Ladung mit kontrollierter Geschwindigkeit zwischen verschiedenen Teilen des Schaltkreises zu übertragen. Dies ermöglicht eine präzise Steuerung des Ersatzwiderstands und anderer Schaltungsparameter, was sie für Anwendungen wie Analog-Digital-Wandler, spannungsgesteuerte Oszillatoren und verschiedene Arten von Filtern in der Signalverarbeitung äußerst nützlich macht.