Конденсаторы
treugoma.ru › Учебник › Основы электричества. Электрические заряды и электрическое поле ›
Конденсаторы
Две параллельных металлических пластины, разделенные диэлектриком (воздух, бумага, слой стекла) и находящиеся одна от другой на таком расстоянии, что заряды одной пластины влияют на заряды другой, образуют конденсатор.
Если одну пластину конденсатора соединить с землей (заземлить), а на другой создать избыток электронов, то электроны с заземленной пластины, отталкиваясь, уйдут в землю, и эта пластина окажется заряжена положительно.
Таким образом, на противоположных пластинах конденсатора останутся разноименные заряды, которые, притягиваясь друг к другу через диэлектрик, будут прочно удерживаться в конденсаторе. Напряжение между землей и несоединенной с ней пластиной называют потенциалом по отношению к земле.
Каждый конденсатор обладает определенной емкостью, то есть способность вмещать определенный заряд. Емкость плоского конденсатора С (Ф) тем больше, чем больше площадь S (м2) пластины, чем больше диэлектрическая проницаемость (Ф/м) среды и чем меньше расстояние d (м) между пластинами:
Единица измерения емкости – Фарад (Ф)
Один фарад это емкость такого проводника, потенциал которого изменяется на один вольт, если заряд увеличивается на один кулон.
Заряд в один Кулон это количество электричества, которое протекает в одну секунду через проводник при токе в один ампер.
Напряжение U на пластинах конденсатора емкостью С будет тем больше чем больше сообщенный ему заряд Q:
откуда
Если конденсатор состоит из n пластин (соединенных между собой через одну), то его емкость определяется как:
В электротехнике применяют и радиотехнике применяют конденсаторы переменной и постоянной емкостью. По типу диэлектрика их подразделяют на воздушные, бумажные, слюдяные, керамические, электролитические. В паспорте конденсатора указывается его марка, номинальная емкость, рабочее напряжение, класс точности. Различают нулевой (), первый (), второй () и третий () классы точности конденсаторов, причем цифрой допустимые отклонения фактической емкости от номинальной.
В электрических установках находят применение конденсаторы, заполненные минеральным маслом или синтетической жидкостью (в обозначении конденсатора соответственно символы М и С).
Ниже приведены общие сведения о конденсаторах, используемые в радиотехнике, в схемах управления и автоматики.
В воздушных конденсаторах диэлектрической средой между алюминиевыми пластинками служит воздух. Воздушные конденсаторы постоянной емкости применяются редко из-за громоздкости.
В бумажных конденсаторах (КБ, КБГ, БМ, БМГ, и т.д. где Г означает “Герметизированный”, М - “Малогабаритный”) в качестве диэлектрика используется специальная тонкая конденсаторная бумага, пропитанная изоляционным составом. Обкладками служат две ленты из тонкой металлической фольги. Они свернуты в рулон, вложены в металлический корпус и залиты изоляционным составом.
В металло – бумажных конденсаторах (типа МБГ, МБМ и др.) обкладки изготовляют путем напыления металла (металлизация) на бумажные ленты, пропитанные изоляционным составом и покрытые тонким слоем лака. Подобные обкладки имеют очень малую толщину.
В слюдяных конденсаторах между обкладками из фольги прокладывают тонкие слюдяные пластинки или металлизируют на них тончайшие слои серебра.
В керамических конденсаторах диэлектриком является высококачественная керамика: ультрафарфор, тиконд, ультрастеатит и др. Обкладкой служит слой серебра, нанесенный на поверхность керамики металлизацией.
Наряду со слюдяными и керамическими применяются пленочные конденсаторы, в которых диэлектриком служат полистирольные и фторопластовые пленки.
В электролитических полярных конденсаторах (КЭ, ЭМ- малогабаритные и др.) диэлектриком служит тонкий слой окиси, нанесенный на ленту из тонкой фольги электролитическим способом. Другая обкладка (катод) образуется из пропитанной электролитом и плотно прилегающей к покрытой окисью поверхности фольги бумажной ленты. При включении полярных электролитических конденсаторов нужно обязательно соблюдать полярность. В цепь переменного тока возможно лишь кратковременное их включение.
В электролитических неполярных конденсаторах обе обкладки имеют оксидный слой.
Емкость электролитических конденсаторов может быть очень велика - до нескольких тысяч микрофарад – при относительно малых габаритных размерах самого конденсатора. Это объяснятся тем, что расстояние между обкладками конденсатора (электролит – анодная лента) очень мало.
При параллельном соединении конденсаторов общая емкость батареи Соб равна сумме емкостей отдельных конденсаторов:
Соб =С1+С2+С3+С4
При последовательном соединении конденсаторов величина, обратная общей емкости, равна сумме величин, обратных емкостям отдельных конденсаторов:
В Мой Мир | Опубликовать |