Навіщо потрібен конденсатор?

Якщо заглянути всередину корпусу будь-якого електроприладу, можна побачити безліч різних компонентів, що застосовуються в сучасній схемотехніці. Розібратися, як працюють всі ці з’єднані в єдину систему резистори, транзистори, діоди і мікросхеми, досить складно. Однак для того щоб зрозуміти, навіщо потрібен конденсатор в електричних ланцюгах, достатньо знань шкільного курсу фізики.

Пристрій конденсатора і його властивості

Конденсатор складається з двох або більше електродів – обкладок, між якими поміщений шар діелектрика. Така конструкція має здатність накопичувати електричний заряд при підключенні до джерела напруги. В якості діелектрика можуть використовуватися повітря або тверді речовини: папір, слюда, кераміка, оксидні плівки.

Основна характеристика конденсатора – постійна або змінна електрична ємність, яка вимірюється у Фарада. Вона залежить від площі обкладок, зазору між ними і виду діелектрика. Ємність конденсатора визначає два найважливіших його властивості: здатність накопичувати енергію і залежність провідності від частоти сигналу, що пропускається, завдяки яким цей компонент отримав широке застосування в електричних ланцюгах.

Накопичення енергії

Якщо підключити плоский конденсатор до джерела постійної напруги, на одному з його електродів будуть поступово збиратися негативні заряди, а на іншому – позитивні. Даний процес, званий зарядкою, показаний на малюнку. Його тривалість залежить від значень ємності та активного опору елементів ланцюга.

Наявність діелектрика між обкладинками перешкоджає протіканню заряджених частинок всередині пристрою. Але в самій ланцюга в цей час електричний струм буде існувати до тих пір, поки напруги на конденсаторі і джерелі не стануть рівними. Тепер, якщо відключити елемент живлення від ємності, вона сама буде своєрідною батарейкою, здатної віддавати енергію в разі приєднання навантаження.

Залежність опору від частоти струму

Підключений до ланцюга змінного струму конденсатор буде періодично перезаряджатимуться відповідно до зміни полярності напруги живлення. Таким чином, розглянутий електронний компонент, поряд з резисторами і котушками індуктивності, створює опір Rс = 1 / (2?fC), де f – частота, С – ємність.

Як видно з представленої залежності, конденсатор має високу провідність по відношенню до високочастотним сигналам і слабо проводить низькочастотні. Опір ємнісного елемента в ланцюзі постійного струму буде нескінченно великою, що еквівалентно її розриву.

Вивчивши ці властивості, можна розглянути, навіщо потрібен конденсатор і де він використовується.

Де застосовуються конденсатори?
    Фільтри – пристрої в радіоелектронних, енергетичних, акустичних та інших системах, призначені для пропускання сигналів в певних діапазонах частот. Наприклад, у звичайному зарядному пристрої для мобільного телефону застосовуються конденсатори для згладжування напруги за рахунок придушення високочастотних складових. Коливальні контури електронної апаратури. Їх робота заснована на тому, що при включенні конденсаторів в сукупності з котушкою індуктивності в ланцюзі виникають періодичні напруги і струми. Формувачі імпульсів, таймери, аналогові обчислювальні пристрої. У роботі цих систем використовується залежність часу заряду конденсатора від величини ємності. Випрямлячі з множенням напруги, застосовувані в тому числі в рентгенотехніческіх установках, лазерах, прискорювачах заряджених частинок. Тут найважливішу роль відіграє властивість ємнісного компонента накопичувати енергію, зберігати і віддавати її.

Звичайно, це тільки найпоширеніші пристрої, де використовуються конденсатори. Без них не обійдеться жодна складна побутова, автомобільна, промислова, телекомунікаційна, силова електронна апаратура.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 4.00 out of 5)

Навіщо потрібен конденсатор?