Prečo je potrebný kondenzátor?

Ak sa pozriete do tela akéhokoľvek elektrického zariadenia, môžete vidieť mnoho rôznych komponentov používaných v moderných obvodoch. Je celkom ťažké pochopiť, ako fungujú všetky tieto odpory, tranzistory, diódy a mikroobvody zapojené do jedného systému. Na pochopenie toho, prečo je v elektrických obvodoch potrebný kondenzátor, sú však dostatočné znalosti o kurze fyziky v škole.

Obsah článku

• Kondenzátor a jeho vlastnosti
• Ukladanie energie
• Závislosť odporu od prúdovej frekvencie
• Kde sa používajú kondenzátory?

Kondenzátor a jeho vlastnosti

Kondenzátor sa skladá z dvoch alebo viacerých elektród - dosiek, medzi ktorými je umiestnená dielektrická vrstva. Táto konštrukcia má schopnosť akumulovať elektrický náboj, keď je pripojený k zdroju napätia. Ako dielektrikum sa môže použiť vzduch alebo pevné látky: papier, sľuda, keramika, oxidové filmy.

Hlavnou charakteristikou kondenzátora je konštantná alebo premenlivá elektrická kapacita meraná vo farádach. Závisí to od plochy dosiek, medzery medzi nimi a od druhu dielektrika. Kapacitancia kondenzátora určuje jeho dve najdôležitejšie vlastnosti: schopnosť akumulovať energiu a závislosť vodivosti od frekvencie prenášaného signálu, vďaka ktorej je táto zložka široko používaná v elektrických obvodoch..

Ukladanie energie

Ak pripojíte plochý kondenzátor na zdroj konštantného napätia, záporné náboje sa postupne zhromažďujú na jednej z jeho elektród a kladné náboje na strane druhej. Tento proces, nazývaný nabíjanie, je znázornený na obrázku. Jeho trvanie závisí od hodnôt kapacity a aktívneho odporu prvkov obvodu.

Prítomnosť dielektrika medzi doskami zabraňuje toku nabitých častíc vo vnútri zariadenia. Ale v samotnom obvode v tomto okamihu bude existovať elektrický prúd, až kým sa napätie na kondenzátore a zdroji nezmení. Ak teraz odpojíte batériu od nádrže, bude to sama osebe druh batérie, ktorá v prípade pripojenia záťaže môže uvoľniť energiu..

Závislosť odporu od prúdovej frekvencie

Kondenzátor pripojený na striedavý obvod sa bude periodicky dobíjať v súlade so zmenou polarity napájacieho napätia. Takto uvažovaná elektronická súčiastka spolu s odpormi a induktormi vytvára odpor Rс = 1 / (2πfC), kde f je frekvencia, C je kapacita.

Ako je zrejmé z prezentovanej závislosti, kondenzátor má vysokú vodivosť vzhľadom na vysokofrekvenčné signály a slabo vedie nízkofrekvenčné signály. Odpor kapacitného prvku v jednosmernom obvode bude nekonečne veľký, čo sa rovná jeho prerušeniu.

Po preskúmaní týchto vlastností môžeme zvážiť, prečo je kondenzátor potrebný a kde sa používa..

Kde sa používajú kondenzátory?

• Filtre - zariadenia v elektronických, energetických, akustických a iných systémoch určených na prenos signálov v určitých frekvenčných rozsahoch. Napríklad v konvenčnej nabíjačke mobilných telefónov sa kondenzátory používajú na vyhladenie napätia potlačením vysokofrekvenčných komponentov.
• Oscilačné obrysy elektronických zariadení. Ich práca je založená na skutočnosti, že keď sú kondenzátory zapnuté v spojení s induktorom v obvode, vyskytujú sa periodické napätia a prúdy..
• Tvarovače impulzov, časovače, analógové počítačové zariadenia. Pri práci týchto systémov sa používa závislosť doby nabíjania kondenzátora od hodnoty kapacity.
• Usmerňovače s násobením napätia vrátane tých, ktoré sa používajú v röntgenových zariadeniach, laseroch, urýchľovačoch nabitých častíc. Kľúčovú úlohu tu zohráva schopnosť kapacitnej zložky akumulovať energiu, šetriť ju a dať jej..

Toto sú samozrejme iba najbežnejšie zariadenia, ktoré používajú kondenzátory. Ani jedna komplexná domácnosť, automobilový priemysel, priemysel, telekomunikácie, výkonové elektronické zariadenia sa bez nich neobejdu.