Кондензаторът е пасивен електрически елемент за временно съхранение на енергия с изключително широка употреба. Кондензатори ще намерите в телевизорите, дигиталните камери и други електронни устройства. Устройството на кондензаторите накратко представлява два проводника на електрическа енергия, които са разделени от непроводящ материал (диелектрик). Този диелектрик може да бъде пластмаса, стъкло, керамика, хартия и дори въздух. Кондензатор може да бъде създаден дори от две парчета алуминиево фолио, разделени от парче хартия. Обикновено проводниците се правят от месинг, мед, или алуминий.
Действие
При прилагане на електрическо напрежение към двата извода на кондензатора, в тях се натрупва равен по големина положителен и отрицателен заряд, което води до образуването но електрическо поле между изводите. Колкото по-високо е приложеното напрежение, толкова по-голяма става потенциалната разлика между двата извода и толкова по-голям е интензитетът на електрическото поле между тях. При прилагане на по-високо от допустимото работно напрежение, през диелектрика протича ток. Това се нарича “пробив на диелектрика”.
Натрупването на заряд се нарича “зареждане”, а освобождаването на натрупаната енергия – “разреждане”. При премахване на приложеното напрежение кондензаторът остава зареден и заради диелектрика между пластините в идеалния случай не отдава енергия, макар че на практика винаги има слабо разреждане. При свързване на кондензатора в електрическа верига, в която има някакъв консуматор (например светкавица на фотоапарат), настъпва бързо разреждане докрай, т.е. натрупаната енергия напълно се освобождава.
Кондензаторът може да бъде сравнен с батерия, въпреки че има различно устройство – батерията съхранява енергия посредством специални химични вещества и я освобождава много по-бавно, отколкото кондензатора, който освобождава енергията си обичайно за секунди, като примера със светкавицата на фотоапарата. Зареждането става по-бавно.
Кондензаторът – характеристики
Капацитет
Количеството енергия, която един кондензатор може да съхранява, се нарича капацитет и се измерва във фаради – колкото по-голям е капацитетът, толкова повече енергия може да съхранява кондензатора. Кондензаторът може да има променлив или постоянен капацитет. Капацитетът е oсновен параметър , който характеризира способността на кондензаторите да натрупват eлектрически заряд. Един фарад всъщност представлява изключително много енергия, така че повечето кондензатори съдържат малка част от един фарад – микрофарад (μF), нанофарад (nF) или пикофарад (pF). Единицата е наречена на името на Майкъл Фарадей (Michael Faraday) и се означава със символа F.
Капацитетът може да бъде повишен чрез увеличаване на площта на проводящите пластини, или пък чрез тяхното приближаване една към друга. Приближаването е пряко свързано с качеството на диелектрика. Въздухът е много добър диелектрик, но има други материали, които работят още по-ефективно. Такъв материал е стъклото, което е 5 пъти по-ефективно от въздуха. Някои от първите кондензатори са били със стъклен диелектрик, но се оказва, че стъклото е тежко и непрактично. Восъчната хартия е 4 пъти по-ефективна от въздуха защото е лека, евтина, удобна за производство в големи количества и много лесна за навиване и смачкване.
Пробивно напрежение
Това е напрежението, при което непроводящият материал между електродите започва да пропуска ток, което както отбелязахме по-горе се нарича “пробив”.
Работно напрежение
Това е напрежението, при което е гарантирано, че кондензаторът ще работи без да се получи пробив на диелектрика.
Видове
Според типа на диелектрика биват: хартиени, електролитни, керамични, слюдени, вакуумни и пр.
Според това дали са с постоянен капацитет биват: нерегулируеми и регулируеми (с променлив капацитет). Рeгулирането най-често става с промяна на площта на плочите (площта на припокриването на плочите).
Приложение
Кондензаторът се използва в електрически вериги за кoмпенсация нa индуктивнaта мощност, като пускoв кондензатор, в постояннoтокови вериги за изглаждaне на пулсaциите на изпрaвеното напрежение, като изтoчник на мощен eлектрически заряд и др. Кондензаторите са важна част от нашето ежедневие и присъстват в повечето устройства около нас. За да илюстрираме това твърдение, можем да дадем интересен пример за употребата на кондензаторите – touch screen функцията на днешните смартфони.
Те представляват стъклени екрани, които имат много тънко, прозрачно метално покритие. Вградени електроди зареждат екрана, така че когато той бъде докоснат, взаимодействието на пръста ни с екрана понижава напрежението. Точното местоположение, където се понижава напрежението (и където съответно екранът е докоснат), бива засеченo от специални сензори, които предават сигнала.
Няма коментари