Электроемкость. Конденсаторы

Для накопления электрических зарядов используют конденсатор. Простейший конденсатор (condensare – сгущение) состоит из двух проводников (обкладок), разделенных диэлектриком.

В середине XVIII века в городе Лейдене (Голландия) был создан один из первых конденсаторов – лейденская банка.

Для зарядки конденсатора необходимо соединить его обкладки с полюсами источника тока.

Основной характеристикой конденсатора является электроемкость. Электроемкость – физическая величина, характеризующая способность накапливать электрический заряд.

Электроемкостью С двух проводников называют отношение заряда q одного из проводников к разности потенциалов U между проводниками:

За единицу электроемкости принимают 1 Фарад (Ф). 1Ф= 1Кл/В.

Электроемкость не зависит от заряда q и напряжения U. Она зависит только от размеров и формы проводника и свойств окружающей среды (диэлектрической проницаемости вещества).

Для плоского конденсатора зависимость электроемкости от геометрических размеров проводника:

где S – площадь пластины, d – расстояние между обкладками,

— электрическая постоянная.

Все виды конденсаторы, кроме электролитических, включаются в электрическую цепь без учета полярности.

В электролитическом конденсаторе слоем диэлектрика является пленка оксида алюминия на алюминиевой фольге. Ее толщина составляет 10-100 атомных слоев. Поэтому такие конденсаторы имеют большую электроемкость. При несоблюдении полярности включения электролитического конденсатора происходит пробой диэлектрика.

В конденсаторах переменной емкости емкость регулируется взаимным расположением пластин.

Применение конденсаторов

Радиотехника
Электротехника
Фотовспышка
Лазеры
В счетных устройствах
Телемеханика и автоматика

Соединение конденсаторов

Энергия заряженного конденсатора

К основным достоинствам конденсатора следует отнести их свойство мгновенно отдавать накопленную энергию. При разряде конденсатора его энергия может превращаться в тепловую и световую. Энергия заряженного конденсатора равна: