Конденсатор - это компонент, который обладает способностью или накапливать энергию в форме электрического заряда, создающего разность потенциалов (статическое напряжение) на своих пластинах, во многом как небольшая перезаряжаемая батарея.
Существует множество различных типов конденсаторов, от очень маленьких конденсаторных бусин, используемых в резонансных цепях, до конденсаторов с большой поправкой на коэффициент мощности, но все они делают одно и то же, они накапливают заряд.
В своей основной форме конденсатор состоит из двух или более параллельных проводящих (металлических) пластин, которые не соединены или не соприкасаются друг с другом, но электрически разделены воздухом или какой-либо формой хорошего изоляционного материала, такого как вощеная бумага, слюда, керамический, пластиковый или какой-либо другой вид жидкого геля, используемый в электролитических конденсаторах. Изолирующий слой между конденсаторными пластинами обычно называют диэлектриком.
Из-за этого изолирующего слоя постоянный ток не может протекать через конденсатор, поскольку он блокирует его, позволяя вместо этого присутствовать напряжение на пластинах в форме электрического заряда.
Проводящие металлические пластины конденсатора могут быть либо квадратными, круглыми или прямоугольными, либо они могут иметь цилиндрическую или сферическую форму с общей формой, размером и конструкцией конденсатора с параллельными пластинами в зависимости от его применения и номинального напряжения.
При использовании в цепи постоянного тока конденсатор заряжается до своего напряжения питания, но блокирует протекание тока через него, потому что диэлектрик конденсатора является непроводящим и в основном изолятором. Однако, когда конденсатор подключен к цепи переменного тока, поток тока, по-видимому, проходит прямо через конденсатор с небольшим сопротивлением или вообще без него.
Существует два типа электрического заряда: положительный заряд в форме протонов и отрицательный заряд в форме электронов. Когда постоянное напряжение подается на конденсатор, положительный (+ ve) заряд быстро накапливается на одной пластине, в то время как соответствующий и противоположный отрицательный (-ve) заряд накапливается на другой пластине. Для каждой частицы с положительным зарядом, которая попадает на одну пластину, заряд с тем же знаком будет отходить от пластины -ve.
Тогда пластины остаются заряженными нейтральными, и между двумя пластинами устанавливается разность потенциалов, обусловленная этим зарядом. Как только конденсатор достигает своего устойчивого состояния, электрический ток не может течь через сам конденсатор и вокруг цепи из-за изолирующих свойств диэлектрика, используемого для разделения пластин.
Поток электронов на пластины известен как зарядный ток конденсаторов, который продолжает течь, пока напряжение на обеих пластинах (и, следовательно, конденсатор) не станет приложенным напряжением Vc. В этот момент считается, что конденсатор «полностью заряжен» электронами.
Сила или скорость этого зарядного тока достигают своего максимального значения, когда пластины полностью разряжены (начальное состояние), и медленно уменьшают значение до нуля, когда пластины заряжаются до разности потенциалов на пластинах конденсаторов, равной напряжению источника. Величина разности потенциалов, присутствующих на конденсаторе, зависит от того, сколько заряда было нанесено на пластины в результате работы, выполняемой напряжением источника, а также от того, какую емкость имеет конденсатор, и это показано ниже.
Конденсатор с параллельными пластинами является самой простой формой конденсатора. Он может быть сконструирован с использованием двух металлических или металлизированных фольгированных пластин на расстоянии, параллельно друг другу, при этом его значение емкости в Фарадах фиксировано площадью поверхности проводящих пластин и расстоянием между ними. Изменение любых двух из этих значений изменяет значение его емкости, и это составляет основу работы переменных конденсаторов.
Кроме того, поскольку конденсаторы хранят энергию электронов в форме электрического заряда на пластинах, чем больше пластины и / или меньше их разделение, тем больше будет заряд, который конденсатор удерживает для любого заданного напряжения на своих пластинах. Другими словами, чем больше пластин, тем меньше расстояние, больше емкость.
Хотя мы уже говорили, что заряд накапливается на пластинах конденсатора, точнее сказать, что энергия в заряде накапливается в «электростатическом поле» между двумя пластинами. Когда электрический ток протекает в конденсатор, он заряжается, поэтому электростатическое поле становится намного сильнее, так как оно накапливает больше энергии между пластинами.
Аналогично, когда ток, вытекающий из конденсатора, разряжая его, разность потенциалов между двумя пластинами уменьшается, а электростатическое поле уменьшается по мере того, как энергия выходит из пластин.
Свойство конденсатора накапливать заряд на своих пластинах в виде электростатического поля называется емкостью конденсатора. Кроме того, емкость также является свойством конденсатора, который сопротивляется изменению напряжения на нем.
Подписывайтесь на канал — здесь будет много полезной информации, давайте попробуем не расставаться xD. Ставьте палец вверх — мне будет крайне приятно ощутить Вашу поддержку. Делитесь публикациями канала с друзьями и обсуждайте.
Источник: 20KV.RU
