ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ. КОНДЕНСАТОРЫ
Два проводника любой формы, разделенные диэлектриком, образуют электрический конденсатор. Проводники конденсатора часто называются электродами или обкладка ми конденсатора.
Примерами конденсаторов могут служить два провода электрической сети, две жилы кабеля, жила кабеля — броня, провод — земля, проходной изолятор (предназначенный для изоляции провода при проходе его через стену или стенку металлического кожуха). Широко применяются плоские конденсаторы различного устройства, образуемые двумя параллельно расположенными металлическими, изолированными друг от друга пластинами.
Условный знак конденсаторов показан на рис. 4-1.
Конденсаторы обладают свойством накапливать и удерживать на своих обкладках равные по величине и разные по знаку электрические заряды. Напряжение U между обкладками пропорционально величине электрического заряда Q на одной из обкладок.
Рис. 4-1. Условные знаки конденсаторов. а — с постоянной емкостью , б — с переменной
Величина, определяемая отношением величины заряда одной из обкладок к напряжению между ними, называется емкостью конденсатора и является одним из его параметров. Таким образом, емкость
C = Q/U
В системе СИ единицей измерения емкости служит фарада — емкость конденсатора, заряд которого равен 1 к, а напряжение на зажимах равно 1 в, т. е.
Фарада крупная единица, поэтому чаще пользуются микрофарадой (1 мкф = 10-6 ф), или пикофарадой (1 пф =10 -12 ф)
Емкость конденсатора зависит от формы и размеров его электродов, их взаимного расположения и свойств диэлектрика, разделяющего электроды.
Например, емкость плокого конденсатора (рис 4-2):
С = Eа (S:d),
где S — поверхность каждого из электродов, м2; d — расстояние между электродами, м; Eа — абсолютная диэлектрическая проницаемость.
Рис 4-2 Плоский конденсатор.
Рис. 4-3. Два параллельных цилиндрических провода.
Емкость двух параллельно расположенных цилиндрических проводов (рис. 4-3):
C = E (πl/1n(a/r))
где l — длина провода;
а — расстояние между осями проводов; r — радиус провода.
Абсолютная диэлектрическая проницаемость характеризует свойство диэлектрика. Из формулы следует, что
Eа = Cd/S
откуда единица измерения
[Ea] = [Cd : S] = (ф • м) : м2 = ф : м
таким образом, абсолютная диэлектрическая проницаемость измеряется в фарадах на метр.
Абсолютная диэлектрическая проницаемость различных диэлектриков различна. Абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума, называемая электрической постоянной в системе СИ, выражается
E0 = 1/36•109•π = 8,85•10-12ф/м
Рис. 4-4. Бумажный конденсатор.
Ф — фольга; ПБ — парафинированная бумага.
Абсолютная диэлектрическая проницаемость различных веществ записывается как произведение электрической постоянной Е0 и диэлектрической проницаемости е; таким образом
Еа = Е0Е
Диэлектрическая проницаемость ε — отвлеченное число, показывающее, во сколько раз абсолютная диэлектрическая проницаемость данного вещества больше электрической постоянной. Диэлектрическая проницаемость для воздуха равна 1, для минерального масла — 2,2, слюды — 6, бумаги—4,3.
Наша промышленность выпускает конденсаторы различной емкости (1 пф — 10 000 мкф) на различные номинальные напряжения до 100 кв, различного устройства и назначения.
Для цепей постоянного и переменного тока применяются бумажные, слюдяные, керамические конденсаторы, а электролитические применяются только в цепях постоянного тока.
Бумажные конденсаторы (рис. 4-4) состоят из двух длинных лент фольги, изолированных лентами парафинированной бумаги.
У электролитического конденсатора диэлектриком служит очень тонкий слой окиси на поверхности алюминиевой фольги одной из обкладок конденсатора. Второй обкладкой является бумага или ткань, пропитанная густым раствором электролита.
Статья на тему Конденсаторы