Конденсатор электрический. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Конденсатор электрический - (от латтинского condensator, буквально - тот, кто уплотняет, сгущает) - устройство, предназначенное для получения нужных величин электрической ёмкости и способное накапливать и отдавать (перераспределять) электрические заряды. Конденсатор электрический применяются в электрических цепях (сосредоточенные ёмкости), электроэнергетике (компенсаторы реактивной мощности), импульсных генераторах напряжения, в измерительных целях (измерительные конденсаторы и ёмкостные датчики).

Конденсатор электрический состоит из двух (иногда более) проводящих тел (обкладок), разделённых диэлектриком. Как правило, расстояние между обкладками, равное толщине диэлектрика, мало по сравнению с линейными размерами обкладок. Поэтому электрич. поле, возникающее при подключении обкладок к источнику с напряжением U, практически полностью сосредоточено между обкладками. При этом частичные собственные ёмкости электрические обкладок пренебрежимо малы по сравнению с их частичной взаимной ёмкостью, к-рая в этом приближении примерно равна ёмкости электрического конденсатора. Численно ёмкость С электрического конденсатора равна заряду

одной из обкладок при напряжении, равном единице:

. Энергия, запасённая заряжённым до постоянного напряжения U электрическим конденсатором, равна W=

. Ёмкость электрического конденсатора зависит от абсолютной диэлектрической проницаемости диэлектрика

, формы и геом. размеров. Ёмкость плоского К. э., представляющего собой две металлич. плоские параллельные пластины, разделённые диэлектриком, равна

(в СИ), где S - площадь обкладки, d - расстояние между обкладками (толщина диэлектрика). Кроме ёмкости К. э. обладает активным сопротивлением R и индуктивностью L .Поэтому полное сопротивление К. э. синусоидальному току с круговой частотой

равно (см. Импеданс)

и выше резонансной частоты

_рез⁼

носит активно-индуктивный характер. Как правило, электрические конденсаторы используются на частотах, значительно меньших резонансной, на к-рых его индуктивностью обычно пренебрегают. Активное сопротивление электрического конденсатора зависит от уд. сопротивления диэлектрика, материала обкладок и выводов, формы и размеров электрического конденсатора, частоты и температуры, индуктивность - в основном от формы и размеров электрического конденсатора.

При подключении обкладок к источнику пост. напряжения электрический конденсатор заряжается до напряжения U источника. Ток, продолжающий течь через электрический конденсатор после его зарядки, наз. током утечки. Он равен I_у=U/R_из, где R_из - сопротивление изоляции, дающее осн. вклад в активное сопротивление К. э.

В цепи синусоидального напряжения ток через электрический конденсатор опережает по фазе напряжение на угол, близкий к 90°, и может быть представлен в виде суммы двух составляющих: реактивной (ёмкостной) составляющей тока (опережающей по фазе напряжение на 90°) и активной составляющей тока (совпадающей по фазе с напряжением). Отношение амплитуд или действующих значений этих составляющих определяет тангенс угла диэлектрич. потерь

К. э.:

, где I_а и I_р - действующие значения активной и реактивной составляющих тока через К. э. Угол

дополняет сдвиг фаз между током и напряжением К. э. до 90°. Реактивная мощность К. э.

. Мощность тепловых потерь энергии в К. э.

. Любой электрический конденсатор при достаточном увеличении напряжения пробивается (происходит разряд между обкладками). Пробивное напряжение определяется электрич. прочностью диэлектрика электрического конденсатора в конкретных условиях эксплуатации.

При изготовлении электрических конденсаторов используется неск. базовых конструкций (рис. ). В простейшем случае это плоский электрический конденсатор - две плоские металлич. обкладки, разделённые диэлектриком (а), или плоский многопластинчатый электрический конденсатор, содержащий п обкладок, соединённых параллельно (б). Эти две конструкции чаще применяются в К. э. с неорганич. диэлектриками. Кроме них в керамич. К. э. используются ещё две конструкции - цилиндрич. и многосекционная (в и г). В электрическом конденсаторе с органич. диэлектриками базовой конструкцией является спиральный К. э.

, в к-ром обкладки и диэлектрики представляют собой ленты, скручиваемые спиралью. Эта же конструкция часто применяется в К. э. с оксидным диэлектриком. В них диэлектриком служит тонкая оксидная плёнка, к-рая наносится на одну из обкладок (анод) электролитич. путём. Объёмно-пористый анод разл. формы получается спеканием металлич. порошка (алюминий, ниобий, тантал). В результате анод имеет большую эфф. поверхность, отделённую от второй обкладки тонкой изолирующей оксидной плёнкой, что определяет большую ёмкость оксидно-электролитич. К. э. В качестве второй обкладки используют жидкий или пастообразный электролит, проникающий в поры анода.

В подстроечных электрических конденсаторах применяются дисковые, пластинчатые и цилиндрич. конструкции, а диэлектриком в них служит конденсаторная керамика или воздух.

В качестве электрических конденсаторов часто используются электрически управляемые конденсаторы (вариконды ), а также полупроводниковые транзисторы и диоды с запертыми р - n-переходами.

Литература по электрическим конденсаторам

Знаете ли Вы, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта (квазаров, галактик), когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик (собственно линза). В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника." (Релятивисты приводят примеры искажения изображений галактик в качестве подтверждения ОТО - воздействия гравитации на свет)
При этом они забывают, что поле действия эффекта ОТО - это малые углы вблизи поверхности звезд, где на самом деле этот эффект не наблюдается (затменные двойные). Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 10¹¹ раз. Приведу аналогию. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов.
Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, следовательно, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности. Подтверждением термической природы искажения изображений галактик является прямая связь этого искажения с радиоизлучением пространства, то есть эфира в этом месте, смещение спектра CMB (космическое микроволновое излучение) в данном направлении в высокочастотную область. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.