Благодаря этому небольшому радиокомпоненту, ваши электронные устройства работают четко и слаженно.
Конденсатор - это радиоэлемент, который умеет накапливать энергию электрического поля.
В основном конденсаторы состоят из двух металлических пластин (metal plates), которые разделены слоем диэлектрика (dielectric material).
Заряд и разряд конденсатора
Давайте рассмотрим небольшую схему, чтобы понять , как работает конденсатор и как он запасает электрическую энергию.
Изначально металлические пластины конденсатора электрически нейтральны. То есть положительные и отрицательные заряды на пластинах равны.
Когда к конденсатору прикладывается постоянное напряжение, он начинает заряжаться от источника питания.
После того, как конденсатор полностью заряжен, между пластинами образуется электрические поле (Electric Field).
Конденсатор сохраняет электрическую энергию в форме электрического поля, даже если после заряда конденсатора отключить внешний источник напряжения.
Давайте подключим к нашему заряженному конденсатору светодиод.
При подключении светодиода электроны с нижней пластины конденсатора через светодиод "потекут" к верхней пластине , в результате чего наш светодиод засветиться.
Это будет продолжаться до тех пор, пока заряд всех электронов не уравновесит заряд положительных частиц. После чего светодиод перестанет светиться.
Емкость и напряжение на конденсаторе
Способность конденсатора хранить заряд называется его емкостью. Она определяется формулой: С = Q/U
где
С — это емкость, Фарад
Q — количество заряда на одной из обкладок конденсатора, Кулоны
U — напряжение между пластинами, Вольты
На практике вы редко найдете, чтобы емкость какого-то радиоэлемента была написана именно в Фарадах, разве что только в ионисторах. В основном используют намного меньшие значения: миллифарады (10^-3), микрофарады (10^-6), нанофарады(10^-9) и пикофарады (10^-12).
Емкость и максимальное рабочее напряжение электролитического конденсатора в основном маркируется прямо на его корпусе.
Конденсатор в роли буфера
Чаще всего можно увидеть конденсатор на выходе цепи питания постоянного тока. Его там ставят для того, чтобы сгладить просадку напряжения на источнике питания.
Например, в этой схеме конденсатор соединен параллельно выводам источника питания (батарейки). Как мы видим, светодиод горит. Конденсатор полностью заряжен.
Если убрать источник питания, мы увидим, что светодиод будет все равно светиться некоторое время (зависит от емкости конденсатора) так как он будет брать энергию от конденсатора.
Как это можно объяснить с точки зрения гидравлики? Все просто. Допустим, что напряжение с нашего источника выглядит вот так:
Но где-то сломался водонасос, и у нас на некоторое время перестала бежать вода.
Что нужно сделать, что мы получили постоянный поток воды, почти не зависящий от того, сломался насос или нет? Все просто, нам нужно приобрести дополнительный резервуар. Пока насос работает, он заполняет наш резервуар.
Но если водонасос ломается, у нас все равно будет бежать вода, так как у нас есть буфер в виде резервуара.