Ein Kondensator speichert elektrische Energie. Genauer gesagt ist die elektrische Energie im elektrischen Feld zwischen den sogenannten Platten gespeichert. In der Praxis schaltet man oft viele solcher Platten parallel, wie beim Drehkondensator, oder wickelt diese auf, wie z. B. bei den Styroflex-Kondensatoren, um Platz zu sparen.
Die Menge an Elektrizität, die im Kondensator gespeichert werden kann, wird als Kapazität des Kondensators bezeichnet. Sie wird in Farad F gemessen. In Basiseinheiten ausgedrückt ist ein Farad ein Ampere A mal eine Sekunde s. Rein rechnerisch kann also ein Kondensator mit 1 F einen Strom von 1 A für 1 s lang fließen lassen. Das macht er natürlich in der Realität genau nicht. Wenn man die Energie aus dem Kondensator über einen Widerstand entnimmt, wird zuerst ein hoher Strom fließen und dann allmählich ein immer kleinerer. Das ändert sich prinzipiell auch nicht, wenn wir den Widerstand verkleinern.
Warum ist das nun so? Die Energie im Feld erzeugt auch eine Spannung. Wenn die Energie im Feld abnimmt, sinkt auch die Spannung. Die „treibende Kraft“ für den Strom nimmt also ab. So beeinflussen sich der schon entnommene Strom und die noch am Kondensator anliegende Spannung gegenseitig. Ein solcher Zusammenhang wird mathematisch über die Exponentialfunktion abgebildet. Diese besagt, dass eine Änderung einer Größe von ihrem aktuellen Wert abhängt. Oder anders gesagt: Die Steigung oder Ableitung der Funktion ist proportional zu ihrem aktuellen Wert.
Die Exponentialfunktion wird einfach aus der Potenz gebildet. Nur ist die variable Größe („das X“) nicht die Basis der Potenz, sondern der Exponent:
y = x2 Quadratfunktion
y = ex natürliche Exponentialfunktion
Das ist im einfachsten Fall nützlich, um das Verhalten einer Verzögerung mit einem RC-Glied ausrechnen zu können. Umgekehrt funktioniert das natürlich auch beim Aufladen des Kondensators. Hier verhält er sich dann wie die Umkehrung der Steigung als Integrator. Die Spannung am Kondensator ist also ein Messwert dafür, wie viel Strom über die Zeit integriert geflossen ist. In der Messtechnik und bei der Signalverarbeitung sind das alles nützliche Eigenschaften des Kondensators, die schon weit über die reine Speicherung der Energie hinausgehen.
Aber was nutzt uns dann nun in der Funktechnik? Die Eigenschaft, die Änderung des Stromverlaufs von der Spannung abhängig zu machen, führt beim Sinus zu einer Phasenverschiebung um 90°. Diese Phasenverschiebung führt wieder dazu, dass am Kondensator keine effektive Leistung umgesetzt wird. Diese Blindleistung stellt eine negative imaginäre Zahl dar, die wir in der Darstellung der Ortskurve auf der y-Achse unten darstellen.
Damit wird der Kondensator mit seiner Eigenschaft, Strom und Spannung über die Exponentialfunktion in Abhängigkeit zu bringen, zu dem einen entscheidenden Bauteil für unsere Schwingkreise. Eine Induktivität („Spule“) tut das Gleiche genau entgegengesetzt. Wenn eine Spule betragsmäßig den gleichen imaginären Widerstand wie ein Kondensator hat, dann bilden sie in Serien- oder Parallelschaltung einen Schwingkreis. Mit einem Widerstand zusammengeschaltet erhalten wir ein RC-Glied.
TODO: genauer ausarbeiten: Phasenverschiebung von Spannung und Strom