Содержание

  [убрать] 

• 1История

• 2Конструкция конденсатора

• 3Свойства конденсатора

• 4Обозначение конденсаторов на схемах

• 5Характеристики конденсаторов

  • 5.1Основные параметры

    • 5.1.1Ёмкость

    • 5.1.2Удельная ёмкость

    • 5.1.3Плотность энергии

    • 5.1.4Номинальное напряжение

    • 5.1.5Полярность

    • 5.1.6Опасность разрушения (взрыва)

  • 5.2Паразитные параметры

    • 5.2.1Электрическое сопротивление изоляции диэлектрика конденсатора, поверхностные утечки R_d и саморазряд

    • 5.2.2Эквивалентное последовательное сопротивление — R_s

    • 5.2.3Эквивалентная последовательная индуктивность — L_i

    • 5.2.4Тангенс угла диэлектрических потерь

    • 5.2.5Температурный коэффициент ёмкости (ТКЕ)

    • 5.2.6Диэлектрическая абсорбция

    • 5.2.7Паразитный пьезоэффект

    • 5.2.8Самовосстановление

• 6Классификация конденсаторов

• 7Сравнение конденсаторов постоянной ёмкости

• 8Применение конденсаторов и их работа

• 9Маркировка конденсаторов

  • 9.1Маркировка советских и российских конденсаторов

    • 9.1.1Старая система обозначений

    • 9.1.2Новая система обозначений

• 10См. также

• 11Примечания

• 12Литература

• 13Ссылки

История[править | править вики-текст]

В 1745 году в Лейдене немецкий каноник Эвальд Юрген фон Клейст и независимо от него голландский физик Питер ван Мушенбрукизобрели конструкцию-прототип электрического конденсатора — «лейденскую банку»^[2]. Первые конденсаторы, состоящие из двух проводников, разделенных непроводником (диэлектриком), упоминаемые обычно как конденсатор Эпинуса или электрический лист, были созданы ещё раньше^[3].

Конструкция конденсатора[править | править вики-текст]

Конденсатор является пассивным электронным компонентом^[4]. В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок (см. рис.). Практически применяемые конденсаторы имеют много слоёв диэлектрика и многослойные электроды, или ленты чередующихся диэлектрика и электродов, свёрнутые в цилиндр или параллелепипед со скруглёнными четырьмя рёбрами (из-за намотки).

Свойства конденсатора[править | править вики-текст]

Конденсатор в цепи постоянного тока может проводить ток в момент включения его в цепь (происходит заряд или перезаряд конденсатора), по окончании переходного процесса ток через конденсатор не течёт, так как его обкладки разделены диэлектриком. В цепи же переменного тока он проводит колебания переменного тока посредством циклической перезарядки конденсатора, замыкаясь так называемым током смещения.

В методе гидравлических аналогийконденсатор - это гибкая мембрана, вставленная в трубу. Анимация демонстрирует мембрану, которая растягивается и сокращается под действием потока воды, что аналогично заряду и разряду конденсатора под действием электрического тока.

С точки зрения метода комплексных амплитуд конденсатор обладает комплексным импедансом

{\displaystyle {\hat {Z}}_{C}={\frac {1}{j\omega C}}=-{\frac {j}{\omega C}}=-{\frac {j}{2\pi fC}}} ,

,где {\displaystyle j}  — мнимая единица, {\displaystyle \omega }  — циклическая частота (рад/с) протекающего синусоидального тока, {\displaystyle f}  — частота в Гц, {\displaystyle C}  — ёмкость конденсатора (фарад). Отсюда также следует, что реактивное сопротивление конденсатора равно {\displaystyle \scriptstyle X_{C}={\tfrac {1}{\omega C}}} . Для постоянного тока частота равна нулю, следовательно, реактивное сопротивление конденсатора бесконечно (в идеальном случае).

При изменении частоты изменяются диэлектрическая проницаемость диэлектрика и степень влияния паразитных параметров — собственной индуктивности и сопротивления потерь. На высоких частотах любой конденсатор можно рассматривать как последовательный колебательный контур, образуемый ёмкостью {\displaystyle C} , собственной индуктивностью {\displaystyle L_{c}}  и сопротивлением потерь {\displaystyle R_{n}} .

Резонансная частота конденсатора равна

{\displaystyle f_{p}={\frac {1}{2\pi {\sqrt {L_{c}C}}}}}

При {\displaystyle f>f_{p}}  конденсатор в цепи переменного тока ведёт себя как катушка индуктивности. Следовательно, конденсатор целесообразно использовать лишь на частотах {\displaystyle f<f_{p}} , на которых его сопротивление носит ёмкостный характер. Обычно максимальная рабочая частота конденсатора примерно в 2—3 раза ниже резонансной.

Конденсатор может накапливать электрическую энергию. Энергия заряженного конденсатора:

{\displaystyle W={CU^{2} \over 2}={qU \over 2}={q^{2} \over 2C}}

где {\displaystyle U}  — напряжение (разность потенциалов), до которого заряжен конденсатор, {\displaystyle q}  - электрический заряд.