Конденсаторы и емкость    

    генераторКупол генератора Ван-де-Граафа накапливает заряд, таков же и конден­сатор. Конденсатор обычно состоит из двух металлических пластин, одна из которых заряжена, а другая заземле­на. 

     

     

    (В случае с заряженным куполом другой пластиной является сама зем­ля.)

    Емкость С конденсатора опреде­ляется отношением заряда Q и по­тенциала V, который образуется вследствие зарядки конденсатора.

     

    Е емкость С= заряд Q (кулон)/ потенциал V (вольт) и единицей емкости является фарада (Ф). Фарада — это очень большая единица, и . более удобно выражать емкость в микрофарадах (10 6 Ф) или даже в пикофарадах (10~12 Ф). Если конденсатору сообщен заряд 1 -10“9 Кл, вследствие чего его по­тенциал повышается до 200 В, то ем­кость С конденсатора равна:                 С= 1 • 10-9 Кл/200 В = 5-10-6 Ф (5 мкФ).


    Конденсатор с параллельными пла­стинами (плоский конденсатор).

     

    Простым видом конденсатора яв­ляется плоский конденсатор с парал­лельными пластинами, сделанный из двух параллельных листов металла, разделенных изолятором (называе­мым диэлектриком), причем одна из пластин заземлена (рис. 24.11). Его свойства могут быть исследованы при помощи листочного электроскопа как вольтметра, т. е. измерителя потен­циала. Емкость С конденсатора может быть представлена как С — eА/d, где е — это диэлектрическая проницае­мость изолирующего материала между пластинами, А — площадь поверхно­сти пластин, a d —расстояние между пластинами.

     

    конденсаторНа рисунке 1, а показано, как присутствие отрицательных зарядов на P2 понижает положительный по­тенциал на Р1. Когда между пласти­нами помещен изолирующий матери­ал, то он поляризуется, т. е. его атомы или молекулы становятся несколько деформированными, создавая некото­рый положительный заряд на «верх­нем» краю и равный' отрицательный заряд на «нижнем» краю вблизи поло­жительно заряженной пластины. Сле­довательно, происходит значительное понижение положительного потенциа­ла на Р1. Иными словами, если две пластины с изолятором могут накопить больший заряд, чем Q, что­бы поднять потенциал до исходного V1, тогда говорят, что конденсатор имеет большую емкость. Таким обра­зом, емкость С увеличивается, если между пластинами помещен материал с большей диэлектрической проница­емостью e.

     

     

     

     

     

     

     

     

    Практическое применение конденсато­ров

    Конденсаторы находят широкие практические применения, например для настройки радиоприемников, сгла­живания тока в детекторных цепях, для обеспечения временной задержки и соединения или разъединения цепи. Электроскоп с золотой фольгой на са­мом деле является конденсатором с листком, присоединенным к заряжен­ной пластине, и корпусом, действую­щим как заземленная пластина.

    Конденсаторы «блокируют» посто­янный ток, но пропускают перемен­ный. Если конденсатор подсоединен к источнику постоянного тока, то он не может зарядиться немедленно; за­ряд течет некоторое время, пока конденсатор не достигнет разности потенциалов источника. Ток не может течь между двумя пластинами, исклю­чая, конечно, тот случай, когда на­пряжение столь высоко, что изолирую­щие свойства материала между пла­стинами нарушаются. Переменный ток — это такой ток, который «течет» по цепи сначала в одном направле­нии, а затем в противоположном. Пе­ременный ток может продолжать свое движение туда и обратно, даже если в цепь включен конденсатор. Поэтому конденсатор в цепи переменного тока не препятствует «течению» переменно­го тока. Таким образом, конденсатор обладает полезным свойством отде­лять переменный ток от постоянного.

    конденсаторы

     

    Некоторые конденсаторы показаны на рисунке 2. Рядом с каждым из них приведено его символическое обозначение.

    Существует два основ­ных типа конденсаторов: электроли­тические и неэлектролитические. Элек­тролитические конденсаторы обычно изготовляются из двух листов алюми­ниевой фольги, разделенных бумагой, пропитанной проводящим электроли­том. Благодаря электролизу формируется очень тонкая пленка оксида, и этот слой оксида действует как изо­лятор. Неэлектролитические конден­саторы содержат гибкие полоски таких материалов, как вощеная бумага, полиэстер, полиэтилен или поликарбо­нат. Эти гибкие полоски являются изоляторами, пластины образуются нанесением металлической пленки на каждую из сторон полоски вакуумным методом.

Copyright © 2011-2014  globalphysics.ru
All Rights Reserved