Конденсаторы
Практическая электротехника - Основы электричества |
Две параллельные металлические пластины, разделенные диэлектриком (воздухом, бумагой, слоем стекла и т. д.) и находящиеся одна от другой на таком расстоянии, что заряды одной пластины влияют на заряды другой, образуют конденсатор (рис. 1.1). 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 (рис. 1.2) окажется заряженной 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 не соединенной с ней пластиной называют потенциалом по отношению к земле.
Каждый конденсатор обладает определенной емкостью, то есть способностью вмешать 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:
С=ε*S/d (1.5)
Единица для измерения емкости — фарад (Ф). Однако широко используются и ее производные — микрофарад (мкФ), пикофарад (пФ): 1 Ф = 106 мкФ = 1012 пФ.
Один фарад — это емкость такого проводника, потенциал которого изменяется на один вольт, если заряд увеличивается на один кулон. Заряд же в один кулон - это количество электричества, которое проте- кает в одну секунду через проводник при токе в один ампер. Напряжение U на пластинках конденсатора емкостью С будет тем больше, чем больше сообщенный ему заряд Q:
U = QIC,
откуда
С = QIU. (1.6)
Если конденсатор состоит из п пластин (соединенных между собой через одну), то его емкость определяется так:
C = (n-1)*ε*S/d (1.7)
В современной электротехнике и радиотехнике применяют конденсаторы переменной и постоянной емкости. По типу диэлектрика их подразделяют на воздушные, бумажные, слюдяные, керамические, электролитические.
В паспорте конденсатора указываются его марка, номинальная емкость, рабочее напряжение, класс точности. Различают нулевой (±2%), первый (±5%), второй (±10%) и третий (±20%) классы точности конденсаторов, причем цифрой обозначают 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, используемых 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 их громоздкости
В бумажных конденсаторах (КБ, КБГ, БМ, БГМ 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 м е т а л л о - б у м а ж н ы х 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 тончайший слой серебра.
В керамических конденсаторах диэлектриком является высококачественная керамика: ультрафарфор,4 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 полистироловые и фторопластовые пленки. В электролитических полярных конденсаторах (КЭ, ЭМ — малогабаритном 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 объясняется тем, что расстояние между обкладками конденсатора (электролит — анодная лента) очень мало. При параллельном соединении конденсаторов (рис. 1.3, а) общая емкость батареи Co6 равна сумме емкостей отдельных конденсаторов:
С06 = С, + С2 + С3 + Q. (1.8)
При последовательном соединении конденсаторов (рис. 1.3, б) величина, обратная общей емкости, равна сумме величин, обратных емкостям отдельных конденсаторов:
1 1 1 1 1
— = — +— +—+ —
Соб С1 С2 С3 С4
< Предыдущая | Следующая > |
---|
Похожие материалы: |
---|
Кстати, тоже интересно почитать:
- Системы единиц измерений электрических, магнитных и механических величин
- Основы электричества. электрические заряды и электрическое поле (электростатика)
- Статический заряд тела и электрическое поле
- Разряд конденсаторов. Электрическая прочность диэлектрика
- Статическое электричество
- Параллельное и последовательное соединение резисторов
- Расчет сопротивлений
- Влияние температуры на значение сопротивления
- Резисторы, реостаты и магазины сопротивлений
- Нелинейные элементы в электрических цепях
- Мощность в цепи постоянного тока, электрическая энергия и коэффициент полезного действия
- Постоянный ток в электролитах. Электролиз. Гальванотехника
- Аккумуляторы-вторичные химические источники тока
- Топливные элементы. Воздушно-цинковые элементы и генераторы
- Термоэлектрогенераторы
- Фотоэлементы и солнечные батареи
- Магнитное поле проводника с током
- Магнитные свойства материалов