Принцип работы конденсатора

Принцип работы конденсатора

Первый конденсатор, более известный под названием «лейденская банка» был разработан в 1745 году. Сегодня это вторая по важности деталь в электрических приборах после резистора. Конденсатор необходим для формирования электрических сигналов от проводников и фильтрации питания всей схемы. 

Особенности работы

Любой конденсатор состоит из двух обкладок, проводящих ток, и диэлектрика между ними. На схеме он обозначается двумя параллельными линиями. Механизм работы этого элемента построен на явлении электростатической индукции. При подключении конденсатора к источнику постоянного тока заряд начинает скапливаться на внутренних обкладках детали, сопротивление при этом доходит до нуля.

За счет индукции электрическое поле притягивает заряды на противоположные стороны обкладки в зависимости от их полярности, что в физике называется емкостью. Она отличается у различных материалов, поэтому обкладки конденсаторов выполнены именно из проводника – это позволяет накапливать больше зарядов на поверхности.

По мере накопления тока внутри детали происходит увеличение сопротивления, а в тот момент, когда на обкладках заканчивается место для зарядов, напряжение внутри конденсатора сравняется с источником тока. Барьером выступает диэлектрик – он препятствует прохождению постоянного тока внутри конденсатора, заряжая его. Деталь может сохранять электрическую энергию до тех пор, пока к ней не подключится другое устройство.

Физические характеристики

Основные свойства конденсаторов указываются на корпусе детали. Параметры:

  • номинальная емкость – находится в пределах от 0 до 9999 пФ;
  • величина номинального напряжения – от 5 до 1000 вольт;
  • дополнительные характеристики – рабочая температура, требования к току.

Кроме того, на корпусе обязательно указываются название производителя, дата выпуска детали. По возможности изменения емкости конденсаторы могут быть:

  • постоянными – обладают неизменной емкостью;
  • переменными – могут изменять свои параметры (емкость, напряжение, или температуру) в зависимости от особенностей работы цепи;
  • подстроечными – используются для единоразовой подстройки электрической цепи.

Конденсатор нужно подбирать с учетом условий, в которых он будет использоваться. Желательно применять детали, имеющие запас номинальной емкости, температуры и рабочего тока.   

Назначение конденсаторов

Деталь применяется в аналоговой и цифровой технике, представляя собой многослойный рулон из лент электродов в виде цилиндра. В зависимости от материалов он может быть электролитическим или керамическим, второй вариант более надежен и долговечен. Направления использования:

  • фильтрация высокочастотных помех;
  • уменьшение пульсаций;
  • разделение электрического сигнала на постоянную и переменную части;
  • накопление электрической энергии;
  • компенсация реактивной энергии;
  • создание резонанса с индукционной катушкой.

Благодаря способности накапливать энергию, конденсатор часто используют в качестве источника дополнительного напряжения. Деталь активно применяют для защиты акустической техники, в системах фильтрации электрического тока, в различных контроллерах.

Конденсатор – один из важных элементов электрической цепи. Он обладает возможностью накапливать и изменять заряд, что применяется в радиотехнике, в составе электрических схем любой сложности.