Что будет если не зарядить конденсатор
Какими методами можно разрядить конденсатор
Ни один бытовой электронный прибор не работает вечно. Время от времени они требуют своевременного обслуживания или даже ремонта. Все мастера гарантийных сервисных мастерских хорошо знают, что перед началом ремонта и осмотра платы необходимо провести разряд конденсатора. В них даже после отключения прибора от сети неизбежно скапливается запас электрической энергии до 330 Вольт. О том, как эту операцию провести быстро и безопасно своими руками в этом материале.
Как он работает
Если разобрать конденсатор, то его устройство довольно простое. Это два электрода разделенные диэлектрическим материалом:
В качестве электродов выступают обкладки конденсатора. Именно в них происходит процесс накопления электрической энергии с того момента как на обкладки подается напряжение. Если напряжение не подается, то под действием электростатического притягивания, накопленная энергия сохраняется на обкладках конденсатора.
Кондёры постоянного типа разделяют на:
За единицу емкости этого элемента принято считать фарад. То есть если у кондёра емкость в 1 фараду, то он способен сгенерировать 1 вольт.
В электронике и электротехнике используются элементы, емкость которых может измеряться:
Та емкость, которая указана на корпусе элемента это номинал, который практически получить невозможно. Поэтому на конденсаторе указан процентный допуск его емкости. Это надо понимать как процентное отклонение реального значения от номинального.
Как разряжать правильно
Для того чтобы узнать, как правильно разрядить конденсатор надо иметь ввиду все те параметры, которые присуще конкретному элементу, а именно
Самый главный параметр, для безопасной разрядки этого электронного элемента — емкость.
Сначала лучше проверить
Для начала этот элемент нужно обесточить. Понятно, что не надо именного его лишать источника питания. Достаточно отключить электроприбор и отсоединить вилку от розетки. Если подойти к этому вопросу кардинально, то для безопасности можно на распредщитке отключить все автоматические выключатели, отвечающие за подачу электричества в помещение.
Теперь нам нужен специальный прибор — мультиметр, чтобы узнать заряжен ли конденсатор.
Нам нужно понять какое напряжение на выводах элемента. В зависимости от показаний выбирается и способ разрядки:
Разряжаем отверткой
ВНИМАНИЕ! Разряжать отверткой можно только конденсаторы небольшой ёмкости и с безопасным напряжением. Запрещено разряжать конденсатор, подключенный к источнику питания.
Для начала нам нужна подходящая отвертка с изолирующей рукояткой. Как правило, рукоятки выполнены из резины или пластика. Оба материала способны создать безопасный барьер между рукой металлической частью отвертки.
Если нет уверенности в том, что у вас именно изолирующая отвертка, рекомендуется купить новую, на которой есть логотип с предельно допустимым напряжением.
Такие инструменты продаются в отделах электротоваров в любом хозяйственном отделе. Подойдёт как плоская, так и крестовая отвертка.
Теперь сам процесс разряда.
Держите отвертку так, чтобы она касалась обеих ножек одновременно, только тогда процесс разряда произойдёт нормально.
Для контроля можно замкнуть выводы отверткой еще раз.
Проверить степень разрядки можно все тем же мультиметром.
Разрядное устройство своими руками
Перед тем как измерить емкость, проверить кондёры на пробой или утечку, или если нужна замена несправного элемента необходимо его разрядить. Особенно актуально сделать правильный разряд у высоковольтных радиодеталей большой емкости. Накопленная энергия может сохраняться длительное время и неправильный демонтаж или хранение может нести угрозу для жизни.
Для безопасной разрядки высоковольтных конденсаторов можно собрать недорогое, простое в реализации электронное устройство. Оно разряжает вполне эффективно и безопасно.
Посмотрим на его принципиальную схему:
Напряжение с высоковольтного конденсатора поступает на гасящий резистор R1 и далее уходит на диодный ограничитель напряжения двустороннего типа.
Сам диодный ограничитель из двух параллельных цепочек диодов D1-D3 и D4-D6. Это сделано для того чтобы от любого диода в цепи снять напряжение порядка 2 вольт для работы светодиодных индикаторов D7, D8. Поступающий ток на светодиоды ограничивается резистором R2.
Светодиод запускает процесс разряда высоковольтного конденсатора до безопасного напряжения порядка двух вольт.
На процесс разряда может потребоваться некоторое время от 10 сек. и больше. Время разряда зависит от емкости подключенного кондёра и, какое остаточное напряжение в нем оставалось.
Как только светодиод потухнет можно провести окончательный разряд, с помощью отвертки закоротив выводы радиодетали.
Схема вполне работоспособна.
Всю плату можно собрать самостоятельно и поместить в пластиковый корпус.
Советы и предупреждения
Заключение
Из этого краткого описания способов разрядки конденсаторов видно, что небольшие по емкости радиодетали легко разрядить с помощью отвертки, но для разряда конденсатора больших ёмкостей лучше собрать специальную разрядную станцию и пользоваться только ею. Но в любом случае перед работой с кондёрами большой емкости рекомендуется проверить состояние заряда, а от полученных показаний этой радиодетали выбирается способ его разряда.
Видео по теме
Как правильно заряжать конденсаторы
Практически на каждой печатной плате самого простого электронного прибора находится конденсатор – радиоэлектронное устройство, способное оперативно накапливать электрический заряд и так же быстро передавать энергию далее по цепи, питая другие ее элементы. Описанная цикличность является характерным признаком нормальной работы данного устройства.
Содержание статьи
Изделие состоит из двух проводящих обкладок (тонкие металлические пластинки) и диэлектрического материала между ними (бумага, воздух, стекло и керамика, пластик, слюда, оксидные пленки). Несмотря на простую конструкцию, устройство способно выполнять множество полезных функций:
Параметры и принцип работы
Величина электричества, накапливаемого изделием, а также периоды циклов разрядки и зарядки конденсатора определяются характеристиками, зависящими от типа конкретной модели. Благодаря широким пределам параметров и характеристик данные радиодетали могут успешно применяться для различных целей.
Эти параметры без затруднений определяются по маркировке на корпусе элемента. Конденсаторы, произведенные в России и постсоветском пространстве, в обязательном порядке имеют буквенно-цифровую маркировку, обозначающую технологию и тип, ТКЕ, номинальное напряжение, значение емкости и погрешность производства, а также дату изготовления. Для импортных аналогов характерно только обозначение емкости. На схемах конденсатор изображается двумя параллельными черточками.
Основные и дополнительные параметры:
Существуют также и паразитные параметры, которые производители стараются снизить при изготовлении продукции. Выбирая радиодетали, следует учитывать стабильность, емкость, ток утечки, рабочее напряжение, точность и температурный коэффициент емкости.
Принцип работы заключается в накоплении электрических зарядов благодаря присутствию диэлектрического материала между металлическими пластинками, на которых собираются электроны и ионы. Проходя через данное устройство, сила тока имеет наибольшее значение и минимальное напряжение, но по мере накопления электроэнергии напряжение возрастает, а сила тока наоборот падает до тех пор, пока не исчезнет совсем. При идеальных условиях время зарядки конденсатора равно нулю.
Виды и области применения
Существует много способов классификации современных конденсаторов, которые позволяют группировать их в зависимости от типа конструкции, рабочего напряжения, видов поляризации и назначения, изменению емкости, а также разновидности диэлектрика.
Исходя из конструктивных особенностей, различают трубчатые и цилиндрические, монолитные, пластинчатые и секционные, дисковые, горшкообразные и литые, бочоночные, а также секционные разновидности.
Область применения конденсаторов:
В зависимости от изменения емкости различают постоянные, переменные (изменение осуществляется механически или электрически) и подстроечные конденсаторы (изменение осуществляется разово или периодически).
Способы зарядки и разрядки конденсатора
При зарядке конденсатора энергия источника питания переходит в энергию электрического поля, возникающего между металлическими пластинками радиоэлектронного устройства. Важно учитывать, что на каждом участке цепи существует явное (резистор) или неявное сопротивление (провода, внутреннее сопротивление). В этом случае скорость зарядки конденсатора будет зависеть от его емкости и сопротивления во всей цепи. Процесс считается завершенным, когда подаваемое напряжение по своей величине становится равным напряжению на металлических пластинках.
Процесс зарядки и разрядки конденсатора лучше всего определяется мультиметром или при помощи специального измерительного прибора – индикаторной отвертки.
Можно зарядить конденсатор через лампочку. Для этого потребуется подключить «плюс» к аккумулятору через автомобильную лампочку, а «минус» подключить к массе (кузов автомобиля). Лампочка вспыхнет и погаснет. Таким же образом можно зарядить конденсатор для сабвуфера, если он не имеет системы контроля зарядного тока. Данная схема зарядки конденсатора эффективна, проста и безопасна.
Разрядка может понадобиться при ремонте бытовых приборов и электронных устройств. Это можно сделать при помощи отвертки с изолированной рукояткой, поочередно замыкая контакты, одновременно с этим касаясь массы стержнем отвертки. Если конденсатор извлечен из платы, необходимо, не касаясь руками контактов, приложить стержень отвертки к обеим клеммам изделия (должна появиться искра). Также можно собрать разрядное устройство, припаяв к резистору (на несколько кОм) два провода с зажимами, после чего подсоединить их к клеммам конденсатора. Важно проверять напряжение, чтобы убедиться в разреженности прибора.
Как зарядить конденсатор для сабвуфера самостоятельно
Как зарядить конденсатор для сабвуфера
Как зарядить конденсатор для сабвуфера, вопрос на сегодня актуальный. Дело в том, что эти накопители сегодня крайне ценны и в последнее время встречаются не только в дорогих акустиках, но и в стандартных комплектах автомобильных аудиосистем.
Зная, как заряжать конденсаторы для сабвуферов грамотно, можно не беспокоиться о качестве звука, который всегда будет в салоне автомобиля на высоком уровне.
Предназначение
Конденсатор для сабвуфера
Для начала узнаем, в чем предназначение этого элемента акустической системы.
Нижем приводим подробную информацию:
Примечание. Все сводится к тому, что современные низкочастотники или басовики моментами потребляют значительный ток и, тем самым, не в состоянии обеспечить их постоянное питание даже самая мощная АКБ.
Для сабвуфера конденсатор
Примечание. Подключение конденсатора должно происходить параллельно цепи питания усилителя.
Интересно. Примечательно, что конденсатор с той же чемпионской скоростью заряжается и как пионер, всегда готов вновь выдавать необходимую порцию для басовика.
Зарядка конденсатора
Примечание. Интересен и заслуживает внимания тот факт, что аккумуляторная батарея редко окружается вниманием владельца, пока автомобиль заводится. Как только начинаются проблемы, владелец начинает бить тревогу.
Состояние АКБ, безусловно, особенно с наступлением холодов заслуживает более тщательного внимания, но все же, даже если он будет новым и полностью исправным, помощь конденсатора(см.Зачем нужен конденсатор для автоакустики сегодня) ему понадобится обязательно в автомобиле, где стоит мощный сабвуфер.
Процедура зарядки конденсатора нужна всегда, как только АКБ снимается с машины. Кроме того, конденсатор заряжают и при первичной его установке.
Подробная инструкция
Подробная и пошаговая инструкция, как это сделать, приводится здесь:
Совет. При осуществлении процесса зарядки, желательно, все же, пользоваться 12 В лампочкой, так как все предстанет более наглядно. Лампочка в процессе зарядки будет гореть, а после того, как конденсатор полностью зарядится, она потухнет.
Примечание. Что касается минусовой клеммы конденсатора, то ее надо соединить с «массой» автомобиля (кузовом).
Конденсатор на сабвуфер
Совет. Не рекомендуется затягивать клеммы слишком сильно, так как это приведет к нежелательным последствиям.
Схема как зарядить конденсатор
Выбор хорошего конденсатора
Чтобы конденсатор работал бесперебойно, его изначально нужно правильно выбрать. Большая часть современных накопителей энергии для басовика имеет огромную электрическую емкость,но и это еще не все – если поискать, то удастся найти не просто мощные конденсаторы, а устройства, наделенные вольтметрами и световой индикацией заряда.
Для грамотной и упрощенной установки в комплекте с накопителем предусмотрены различные составляющие. Считается, что конденсатор должен быть поставлен, как можно ближе к усилителю (см.Как подключить к автомагнитоле усилитель и сабвуфер: сам себе мастер).
Разъемы хороших и качественных конденсаторов всегда имеют позолоту, эффективно уменьшающую сопротивление.
Конденсаторы для сабвуфера
Итак, зарядка конденсатора своими руками, как видим, ничего сверхсложного не представляет. Чтобы получить наглядный пример, как это делается, рекомендуем посмотреть видео обзор, изучить тематические фото – материалы.
И напоследок: цена хорошего конденсатора не может быть низкой, помните это!
Как заряжать конденсатор
При установке в машину мощной аудиосистемы, в некоторых случаях приходится подключать к ней специализированные конденсаторы повышенной емкости. Каждый раз, после каждого снятия аккумулятора авто, требуется сделать процедуру заряда конденсатора. Зарядка также требуется во время первичного установления конденсатора.
Вам потребуется: источник постоянного тока (аккумулятор автомобиля). Резистор, который идет в комплекте с конденсатором, или лампочка на 12 В, если резистор отсутствует. Провода для подключения конденсатора такого же сечения, что и у проводов для подключения питания.
Убедитесь, что клемма конденсатора с обозначением «+» подключена к проводу непосредственного питания усилителя, а клемма «-» подключена к «массе» автомобиля.
Аккуратно отключите предохранитель аудиосистемы. Затем отключите провод от клеммы конденсатора со знаком «+», переключите источник питания в сеть (а в данном случае это аккумуляторная батарея машины). Присоедините резистор 1-им контактом к клемме конденсатора со знаком «+». Повторите это действие, если же вы подключаете его через лампочку. Контакт «-» присоедините к проводке питания. Повторите это же действие, если вы подключаете его через лампочку.
Обратно подключите предохранитель аудиосистемы. Подождите не меньше 2-ух минут, после чего резистор нужно будет отключить, а провод, который питает конденсатор, подключить к клемме со знаком «+» напрямую. При подключении через использование резистора, время зарядке конденсатора определите по его технической документации.
Заряд и разряд конденсатора
Значение диэлектрика
Кроме общего размера обкладок и расстояния между ними, существует ещё один параметр, влияющий на ёмкость — используемый тип изолятора. Фактор, по которому определяется способность диэлектрика повышать ёмкость конденсатора в сравнении с вакуумом, называется диэлектрической проницаемостью и описывается для разных материалов постоянной величиной от 1 и до бесконечности (теоретически):
Кроме конденсаторов с твёрдым диэлектриком (керамических, бумажных, плёночных) существуют также электролитические. В последних используют алюминиевые или танталовые пластины с оксидным изолирующим слоем в качестве одного электрода и раствор электролита в качестве другого.
Энергия, которую способны накопить большинство конденсаторов, обычно невелика — не больше сотен джоулей. К тому же она не сохраняется долго из-за неизбежной утечки заряда. Поэтому конденсаторы не могут заменить, например, аккумуляторные батареи в качестве источника питания. И хотя они способны эффективно выполнять только одну работу (сохранение заряда), их применение весьма многообразно в электрических цепях. Конденсаторы используются как фильтры, для сглаживания сетевого напряжения, в качестве устройств синхронизации и для других целей.
Синтаксис
Для пользователей XMPP клиентов, используется команда
где ключи это известные параметры, параметра=значение, разделенные точкой с запятой
Обязателен ключ key=razryad при расчете разаряда конденсатора
и zaryad при расчете заряда
Так как при других параметрах ключах будут рассчитываться совершенно другие формулы. Например баллистического движения или давления над уровнем моря.
Заметьте, чем данный калькулятор отличается от других:
Во первых: данные можно вводить не переводя из наноФарад в Фарады, а килоОмы в Омы. Если уж заданы параметры в единицах измерения то так и пишите. Если не напишите то считается что данные заданы в основным единицах СИ ( то есть метр, Фарад, Ом)
Во вторых: Расчет ведётся по тем параметрым которые можно рассчитать зная исходные.Это очень удобно, когда нужно рассчитать любой из параметров в формуле, когда известны все остальные. Другие известные калькуляторы могут рассчитывать только по определенному алгоритму и только в одну сторону.
Разряд конденсатора
После того как конденсатор зарядился, отключим источник питания и подключим нагрузку R. Так как конденсатор уже заряжен, он сам превратился в источник питания. Нагрузка R образовала проход между пластинами. Отрицательно заряженные электроны, накопленные на одной пластине, согласно силе притяжения между разноименными зарядами, двинутся в сторону положительно заряженных ионов на другой пластине.
В момент подключения R, напряжение на конденсаторе то же, что и после окончания переходного периода зарядки. Начальный ток по закону Ома будет равняться напряжению на обкладках, разделенном на сопротивление нагрузки.
Как только в цепи пойдет ток, конденсатор начнет разряжаться. По мере потери заряда, напряжение начнет падать. Следовательно, ток тоже упадет. По мере понижения значений напряжения и тока, будет снижаться их скорость падения.
Время зарядки и разрядки конденсатора зависит от двух параметров – емкости конденсатора C и общего сопротивления в цепи R. Чем больше емкость конденсатора, тем большее количество заряда должно пройти по цепи, и тем больше времени потребует процесс зарядки/разрядки ( ток определяется как количество заряда, прошедшего по проводнику за единицу времени). Чем больше сопротивление R, тем меньше ток. Соответственно, больше времени потребуется на зарядку.
Продукт RC (сопротивление, умноженное на емкость) формирует временную константу ? (тау). За один ? конденсатор заряжается или разряжается на 63%. За пять ? конденсатор заряжается или разряжается полностью.
Для наглядности подставим значения: конденсатор емкостью в 20 микрофарад, сопротивление в 1 килоом и источник питания в 10В. Процесс заряда будет выглядеть следующим образом:
Заряд конденсатора. Ток
По своему предназначению конденсатор напоминает батарейку, однако все же он сильно отличается по принципу работы, максимальной емкости, а также скорости зарядки/разрядки.
Рассмотрим принцип работы плоского конденсатора. Если подключить к нему источник питания, на одной пластине проводника начнут собираться отрицательно заряженные частицы в виде электронов, на другой – положительно заряженные частицы в виде ионов. Поскольку между обкладками находиться диэлектрик, заряженные частицы не могут «перескочить» на противоположную сторону конденсатора. Тем не менее, электроны передвигаются от источника питания — до пластины конденсатора. Поэтому в цепи идет электрический ток.
В самом начале включения конденсатора в цепь, на его обкладках больше всего свободного места. Следовательно, начальный ток в этот момент встречает меньше всего сопротивления и является максимальным. По мере заполнения конденсатора заряженными частицами ток постепенно падает, пока не закончится свободное место на обкладках и ток совсем не прекратится.
Время между состояниями «пустого» конденсатора с максимальным значением тока, и «полного» конденсатора с минимальным значением тока (т.е. его отсутствием), называют переходным периодом заряда конденсатора.
Формула
Нахождение тока конденсаторного заряда происходит по формуле, представленной ниже. Измеряется он в фарадах, что равно кулону или вольту.
Формула нахождения заряда конденсатора
В целомэто элемент электросети, накапливающий и сохраняющий напряжение в ней. Бывает разного типа и размера, к примеру, электролитическим, керамическим и танталовым. Состоит, в основном, из нескольких токопроводящих обкладок с диэлектриком. Его емкость зависит от размеров диэлектрика и заполнителя между обкладками. Заряжается благодаря электричеству. Определить ток конденсаторного заряда можно измерительными приборами и формулой.
Устройство и принцип работы
В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме проводящих пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого ничтожно мала по сравнению с размерами обкладок. Практически применяемые радиоэлектронные компоненты содержат много слоёв диэлектрика и электродов. В качестве обозначения конденсатора на схеме используются два параллельных отрезка с пространством между ними. Они символизируют металлические пластины обкладок физического прибора, электрически разделённые между собой.
Многие считают Майкла Фарадея автором изобретения, но на самом деле это не так. Но он сделал главное — продемонстрировал первые практические примеры и способы использования этого прибора для хранения электрического заряда в своих экспериментах. Благодаря Фарадею человечество получило способ измерять возможность накапливать заряд. Эта величина называется ёмкостью и измеряется в Фарадах.
Работу конденсатора можно проиллюстрировать на примере событий, проходящих во вспышке цифровой фотокамеры за отрезок времени между нажатием кнопки и тем моментом, когда вспышка погаснет. Основой электронной схемы этого осветительного устройства является конденсатор, в котором происходит следующее:
Определение заряда
Определить, заряжен ли проводник, можно специальным измерительным прибором. К примеру, сделать это можно при помощи индикаторной отвертки. При разряде избыточные виды электронов, имеющих левую пластину, будут перемещены через некоторое время по проводам к правой части пластины, то есть они будут смещены к местам, где их недостаточно.
Обратите внимание! Когда число электронов будет одинаковым, то разряд прекратится и проводная энергия вместе с сопротивлением исчезнет. Использование измерительного оборудования для определения конденсаторного заряда
Использование измерительного оборудования для определения конденсаторного заряда
Процессы зарядки и разрядки конденсаторов.
С устройством мы разобрались, теперь разберемся, что произойдет, если подключить к конденсатору источник постоянного тока. На принципиальных электрических схемах конденсатор обозначают следующим образом:
Итак, мы подключили обкладки конденсатора к полюсам источника постоянного тока. Что же будет происходить?
Свободные электроны с первой обкладки конденсатора устремятся к положительному полюсу источника. Из-за этого на обкладке возникнет недостаток отрицательно заряженных частиц, и она станет положительно заряженной. В то же время электроны с отрицательного полюса источника тока переместятся ко второй обкладке конденсатора. В результате чего на ней возникнет избыток электронов, соответственно, обкладка станет отрицательно заряженной. Таким образом, на обкладках конденсатора образуются заряды разного знака (как раз этот случай мы и рассматривали в первой части статьи), что приводит к появлению электрического поля, которое создаст между пластинами конденсатора определенную разность потенциалов. Процесс зарядки будет продолжаться до тех пор, пока эта разность потенциалов не станет равна напряжению источника тока. После этого процесс зарядки закончится, и перемещение электронов по цепи прекратится.
При отключении от источника конденсатор может на протяжении длительного времени сохранять накопленные заряды. Соответственно, заряженный конденсатор является источником электрической энергии, это означает, что он может отдавать энергию во внешнюю цепь. Давайте создадим простейшую цепь, просто соединив обкладки конденсатора друг с другом:
В данном случае по цепи начнет протекать ток разряда конденсатора, а электроны начнут перемещаться с отрицательно заряженной обкладки к положительной. В результате напряжение на конденсаторе (разность потенциалов между обкладками) начнет уменьшаться. Этот процесс завершится в тот момент, когда заряды пластин конденсаторов станут равны друг другу, соответственно электрическое поле между обкладками пропадет и по цепи перестанет протекать ток. Вот так и происходит разряд конденсатора, в результате которого он отдает во внешнюю цепь всю накопленную энергию.
Как видите, здесь нет ничего сложного
Относительная диэлектрическая проницаемость
Не менее значимым фактором, влияющим на емкость конденсатора, является такое свойство материала между обкладками как относительная диэлектрическая проницаемость. Это безразмерная физическая величина, которая показывает во сколько раз сила взаимодействия двух свободных зарядов в диэлектрике меньше, чем в вакууме.
Материалы с более высокой диэлектрической проницаемостью позволяют обеспечить большую емкость. Объясняется это эффектом поляризации – смещением электронов атомов диэлектрика в сторону положительно заряженной пластины конденсатора.
Поляризация создает внутренне электрическое поле диэлектрика, которое ослабляет общую разность потенциала (напряжения) конденсатора. Напряжение U препятствует притоку заряда Q на конденсатор. Следовательно, понижение напряжения способствует размещению на конденсаторе большего количества электрического заряда.
Ниже приведены примеры значений диэлектрической проницаемости для некоторых изоляционных материалов, используемых в конденсаторах.
Бумага – от 2.5 до 3.5
Стекло – от 3 до 10
Порошки оксидов металлов – от 6 до 20
Плоский конденсатор.
Итак, простейший конденсатор представляет из себя две плоские проводящие пластины, расположенные параллельно друг другу и разделенные слоем диэлектрика. Причем расстояние между пластинами должно быть намного меньше, чем, собственно, размеры пластин:
Такое устройство называется плоским конденсатором, а пластины – обкладками конденсатора. Стоит уточнить, что здесь мы рассматриваем уже заряженный конденсатор (сам процесс зарядки мы изучим чуть позже), то есть на обкладках сосредоточен определенный заряд. Причем наибольший интерес представляет тот случай, когда заряды пластин конденсатора одинаковы по модулю и противоположны по знаку (как на рисунке).
А поскольку на обкладках сосредоточен заряд, между ними возникает электрическое поле. Поле плоского конденсатора, в основном, сосредоточено между пластинами, однако, в окружающем пространстве также возникает электрическое поле, которое называют полем рассеяния. Очень часто его влиянием в задачах пренебрегают, но забывать о нем не стоит.
Для определения величины этого поля рассмотрим еще одно схематическое изображение плоского конденсатора:
Каждая из обкладок конденсатора в отдельности создает электрическое поле:
Выражение для напряженности поля равномерно заряженной пластины выглядит следующим образом:
Здесь \sigma– это поверхностная плотность заряда: \sigma = \frac, а \varepsilon – диэлектрическая проницаемость диэлектрика, расположенного между обкладками конденсатора. Поскольку площадь пластин конденсатора у нас одинаковая, как и величина заряда, то и модули напряженности электрического поля, равны между собой:
Но направления векторов разные – внутри конденсатора вектора направлены в одну сторону, а вне – в противоположные. Таким образом, внутри обкладок результирующее поле определяется следующим образом:
А какая же будет величина напряженности вне конденсатора? А все просто – слева и справа от обкладок поля пластин компенсируют друг друга и результирующая напряженность равна 0
От чего зависит емкость
Емкость это свойство накопления и удержания электрозаряда. Чем она больше, тем больше заряд, увеличивающий вместимость сосуда с газовым баллоном. Она зависит от того, какова форма и размер электродов. Также зависит от того, какое расположение и свойство имеет диэлектрик, разделяющий электрод. Есть плоский конденсаторный источник с параллельной и цилиндрической пластиной.
Имеет не только специально предусмотренное устройство, но и несколько проводников, которые разделены при помощи диэлектрика. Емкость существенно влияет на электротехнические установки переменного тока. К примеру, источник с определенной емкостью имеется электрический провод с живым электрическим кабелем, жилой и металлической кабельной оболочкой.
От чего зависит емкость
Емкость и энергия конденсатора.
Важнейшей характеристикой является электрическая емкость конденсатора. Это физическая величина, которая определяется как отношение заряда конденсатора q одного из проводников к разности потенциалов между проводниками:
Емкость конденсатора изменяется в Фарадах, но величина 1 Ф является довольно большой, поэтому чаще всего емкость измерятся в микрофарадах (мкФ), нанофарадах (нФ) и пикофарадах (пФ). А поскольку мы уже вывели формулу для расчета напряженности, то давайте выразим напряжение на конденсаторе следующим образом:
Здесь у нас d – это расстояние между пластинами конденсатора, а q – заряд конденсатора. Подставим эту формулу в выражение для емкости:
Если в качестве диэлектрика у нас выступает воздух, то во всех формулах можно подставить \varepsilon = 1.
Для запасенной энергии конденсатора справедливы следующие выражения:
Помимо емкости конденсаторы характеризуются еще одним параметром, а именно величиной напряжения, которое может выдержать его диэлектрик. При слишком больших значениях напряжения электроны диэлектрика отрываются от атомов, и диэлектрик начинает проводить ток. Это явление называется пробоем конденсатора, и в результате обкладки оказываются замкнутыми друг с другом. Собственно, характеристикой, которая часто используется при работе с конденсаторами является не напряжение пробоя, а рабочее напряжение. Это такая величина напряжения, при которой конденсатор может работать неограниченно долгое время, и пробоя не произойдет.
Итак, мы сегодня рассмотрели основные свойства конденсаторов, их устройство и характеристики! Так что на этом заканчиваем статью, а в следующей мы будем обсуждать различные варианты соединений и маркировку. Не пропустите!