17.Конденсатор електричний

Велику електроємність мають системи з двох заряджених провідників, які називають конденсаторами.

Конденсатор складається з двох заряджених провідників, розділених шаром діелектрика. Так, наприклад, дві плоскі металеві пластини, розміщені паралельно одна одній і розділені шаром діелектрика, утворюють плоский конденсатор. Електричне поле такого конденсатора зосереджено всередині. Воно однорідне. Дві концентричні сфери сферичного конденсатора зосереджують все поле між собою

Конденсатор електричний, система з двох або більш за електроди (обкладань), розділені діелектриком, товщина якого мала в порівнянні з розмірами обкладань; така система електродів володіє взаємною електричною ємкістю . До. е. у вигляді готового виробу застосовується в електричних ланцюгах там, де необхідна зосереджена ємкість. Діелектриком в До. е. служать гази, рідини і тверді електроізоляційні речовини, а також напівпровідники. Обкладаннями До. е. з газоподібним і рідким діелектриком служить система металевих пластин з постійним зазором між ними. У ДО. е. з твердим діелектриком обкладання роблять з тонкої металевої фольги або наносять шари металу безпосередньо на діелектрик.

18.З'єднання конденсаторів

Промислові конденсатори мають стандартну ємність і стандартну робочу напругу. Якщо ємність конденсатора, необхідна для включення в схему, не відповідає якомусь стандарту, то з'єднують кілька конденсаторів, які склада­ють вже блоки конденсаторів. Конденсатори можуть бути з'єднані паралельно, послідовно і мішано. Паралельне з'єднання конденсаторів — це таке з’єднання, коли всі виводи одного боку конденсаторів підключені до одного затискача, або точки схеми, а другі виво­ди —до другого затискача, або точки схеми. При паралельному з'єднанні конденсаторів:

• напруги на виводах окремих конденсаторів однакові і дорівнюють напрузі на затискачах джерела електричної енергії:U₁=U₂=U₃=U;

• загальна ємність дорівнює сумі ємностей окремих конденсаторів: Со=С1+С2+С3. Якщо С1=С2=С3...=Сn,то Со= nС1, де п—кількість конденсаторів;

• загальний заряд дорівнює сумі зарядів окремих кон­денсаторів: Q=Q1+Q2+Q3. Справді, кожен конденсатор накопичує заряд залежно від його ємності (у більшої ємності бiльший заряд).

якщо конденсатори мають різні робочі (номінальні) напруги, то напруга джерела енергії не повинна перевищу­вати мінімальної робочої напруги кожного з конденсаторів. Паралельне з'єднання конденсаторів застосовується для збільшення електричної ємності. Послідовне з'єднання — це таке з'єднання, коли кон­денсатори з'єднуються ланцюгом один за одним, а вільні виводи крайніх конденсаторів підключаються до двох затискачів, або точок схеми. При послідовному з'єднанні конденсаторів 1) відбувається зарядження всіх конденсаторів. Елект­рони від негативного полюса джерела надходять на пласти­ну 2 конденсатора СЗ. Негативне поле пластини 2 виштовхує таку саму кількість електронів з пластини цього кон­денсатора. Електрони рухаються до пластини 2 конденса­тора С2 і утворюють електричне поле негативного заряду. Внаслідок цього з пластини 1 конденсатора С2 виштовху­ється така сама кількість електронів, що накопичилась на пластині 2 конденсатора С₁. Аналогічний процес відбува­ється й у конденсаторі С₁. Тоді з пластини 1 конденсатора С₁ електрони надходять на позитивний полюс джерела. Таким чином, усі конденсатори одержали однакові електрич­ні заряди, незалежно від їх ємності: Q1=Q2=Q3=Q. Цей процес обумовлений явищем електростатичної індук­ції; 2) напруга на конденсаторах обернено пропорційна їх ємностям

3)напруга конденсаторів розподіляється обернено пропорційне ємності цих конденсаторів: Це випливає з рівноті зарядів на послідовно з'єднаних конденсаторів.

Послідовне з'єднання конденсаторів застосовується для зменшення загальної ємності, коли номінальна напруга конденсаторів менша за напругу джерела енергії, а також для електричного поділу напруги. При однакових ємності і робочих напругах конденсато­рів робоча загальна напруга схеми збільшується в п разів: U_р.з = U_рn, де Uр.з — робоча загальна напруга; Up — робоча напруга одного конденсатора; п — число конденсаторів схеми. Мішане з'єднання — це таке з'єднання, коли в електрич­ному колі є конденсатори, з'єднані як паралельно, так і по­слідовно Включення конденсаторів здійснюють без урахування полярності джерела електричної енергії, крім електролі­тичних конденсаторів. Вони включаються тільки в схеми постійного джерела і позитивним полюсом до плюса, а не­гативним — до мінуса.