Конденсаторы

Конденсаторы - видыЭлектрическое поле внутри конденсатора

Конденсатор – это система из двух проводников (обкладок), разделенных диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с линей­ными размерами проводников. Так, например, две плоские металлические пластины, расположенные парал­лельно и разделенные слоем диэлект­рика, образуют плоский конденсатор.

Если пластинам плоского конден­сатора сообщить равные по модулю заряды противоположного знака, то напряженность электрического поля между пластинами будет в два раза больше, чем напряженность поля у одной пластины.

Физическая величина, определяе­мая отношением заряда q одной из пластин конденсатора к разности потенциалов ?? между обкладками конденсатора, называется электроем­костью конденсатора.

Единица электроемкости.

Едини­ца электроемкости СИ – фарад(сокращенно: Ф). Емкостью в 1Ф об­ладает такой конденсатор, разность потенциалов между обкладками которого равна 1В при сообщении об­кладкам разноименных зарядов по 1Кл:

1Ф =1Кл/1 В.


Выражение показывает, что электроемкость конденсатора можно увеличить путем увеличения площа­ди S его обкладок, уменьшения рас­стояния d между ними и применения диэлектриков с большими значения­ми диэлектрической проницаемости ?. В целях экономии материалов ме­таллические электроды конденсаторов обычно изготавливаются в виде тонкой фольги. В качестве изолирую­щей прокладки используются парафинированная бумага, полистирол, слюда, керамика, воздух. По типу используемого диэлектрика конден­саторы называются бумажными, слюдяными, полистирольными, керамическими, воздушными.

Бумажный конденсатор изготав­ливают из двух полос металлической фольги, изолированных друг от друга полосами парафинированной бумаги. Полосы фольги и бумагу сворачива­ют в рулон и помещают в металли­ческий или фарфоровый корпус. Че­рез специальные изоляторы от листов фольги делают два вывода для под­ключения конденсатора в электри­ческую цепь.

Аналогичное устройство имеют и конденсаторы других типов.

Все перечисленные типы конден­саторов можно включать в электри­ческую цепь, не обращая внимания на полярность.

Но есть электролитические кон­денсаторы, которые необходимо включать, в цепь с учетом полярности. Слоем изолятора в электролитиче­ском конденсаторе служит тонкая пленка оксида алюминия на алюми­ниевой фольге, помещенной в элект­ролит. Малая толщина пленки алю­миния позволяет изготавливать электролитические конденсаторы большой электроемкости при малых размерах обкладок.

Необходимость соблюдения по­лярности включения электролитиче­ских конденсаторов объясняется тем, что пленка оксида алюминия являет­ся хорошим изолятором лишь при одном направлении вектора напря­женности электрического поля между обкладками конденсатора. Измене­ние направления вектора напряжен­ности приводит к значительному уменьшению электрического сопро­тивления изолирующего слоя. Элект­рический ток, протекающий через конденсатор, вызывает его разо­гревание. При достаточно большой разности потенциалов происходит разрушение слоя изолятора, наступает пробой конденсатора. Поэтому электролитические конденсаторы нельзя включать в цепь переменного тока.

Наряду с конденсаторами посто­янной электроемкости в практике применяются конденсаторы перемен­ной электроемкости. В этих конден­саторах электроемкость регулируется изменением взаимного положения пластин. При увеличении площади пластин, находящихся друг против друга, электроемкость увеличивает­ся, при уменьшении — уменьшается.