-->
|
|
|
Ãëàâà 14. Ýëåêòðîñòàòèêà § 97. Ýëåêòðî¸ìêîñòü. Åäèíèöû ýëåêòðî¸ìêîñòè. Êîíäåíñàòîð (îêîí÷àíèå)Ýëåêòðî¸ìêîñòü ïëîñêîãî êîíäåíñàòîðà. Ãåîìåòðè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ïëîñêîãî êîíäåíñàòîðà ïîëíîñòüþ îïðåäåëÿþòñÿ ïëîùàäüþ S åãî ïëàñòèí è ðàññòîÿíèåì d ìåæäó íèìè. Îò ýòèõ âåëè÷èí è äîëæíà çàâèñåòü ¸ìêîñòü ïëîñêîãî êîíäåíñàòîðà.
×åì áîëüøå ïëîùàäü ïëàñòèí, òåì áîëüøèé çàðÿä ìîæíî íà íèõ íàêîïèòü: q ~ S. Íàïðÿæåíèå æå ìåæäó ïëàñòèíàìè ñîãëàñíî ôîðìóëå (14.21, ñ. 314) ïðîïîðöèîíàëüíî ðàññòîÿíèþ ìåæäó íèìè. Ïîýòîìó ¸ìêîñòü
Êðîìå òîãî, ¸ìêîñòü êîíäåíñàòîðà çàâèñèò îò ñâîéñòâ äèýëåêòðèêà ìåæäó ïëàñòèíàìè. Òàê êàê äèýëåêòðèê îñëàáëÿåò ïîëå, òî ýëåêòðî¸ìêîñòü ïðè íàëè÷èè äèýëåêòðèêà óâåëè÷èâàåòñÿ:
Ïîñëåäîâàòåëüíîå è ïàðàëëåëüíîå ñîåäèíåíèÿ êîíäåíñàòîðîâ. Íà ïðàêòèêå êîíäåíñàòîðû ÷àñòî ñîåäèíÿþò ðàçëè÷íûìè ñïîñîáàìè. Íà ðèñóíêå 14.40 ïðåäñòàâëåíî ïîñëåäîâàòåëüíîå ñîåäèíåíèå òð¸õ êîíäåíñàòîðîâ. Åñëè òî÷êè 1 è 2 ïîäêëþ÷èòü ê èñòî÷íèêó íàïðÿæåíèÿ, òî íà ëåâóþ ïëàñòèíó êîíäåíñàòîðà Ñ1 ïåðåéä¸ò çàðÿä +qy íà ïðàâóþ ïëàñòèíó êîíäåíñàòîðà ÑÇ — çàðÿä -q. Âñëåäñòâèå ýëåêòðîñòàòè÷åñêîé èíäóêöèè ïðàâàÿ ïëàñòèíà êîíäåíñàòîðà Ñ1 áóäåò èìåòü çàðÿä -q, à òàê êàê ïëàñòèíû êîíäåíñàòîðîâ Ñ1 è Ñ2 ñîåäèíåíû è äî ïîäêëþ÷åíèÿ íàïðÿæåíèÿ áûëè ýëåêòðî íåéòðàëüíû, òî ïî çàêîíó ñîõðàíåíèÿ çàðÿäà íà ëåâîé ïëàñòèíå êîíäåíñàòîðà Ñ2 ïîÿâèòñÿ çàðÿä +q è ò. ä. Íà âñåõ ïëàñòèíàõ êîíäåíñàòîðîâ ïðè òàêîì ñîåäèíåíèè áóäåò îäèíàêîâûé ïî ìîäóëþ çàðÿä: q = q1 = q2 =q3.
Ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ φ1 - φ2 ñêëàäûâàåòñÿ èç ñóììû ðàçíîñòåé ïîòåíöèàëîâ ìåæäó ïëàñòèíàìè êàæäîãî èç êîíäåíñàòîðîâ: φ1 - φ2 = (φ1 - φA) + (φA - φB) + (φB - φ2),
Âîñïîëüçîâàâøèñü ôîðìóëîé (14.23), çàïèøåì:
Íà ðèñóíêå 14.41 ïðåäñòàâëåíà ñõåìà ïàðàëëåëüíî ñîåäèí¸ííûõ êîíäåíñàòîðîâ. Ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ ìåæäó ïëàñòèíàìè âñåõ êîíäåíñàòîðîâ îäèíàêîâà è ðàâíà: φ1 — φ2 = U = U1 = U2 = U3. Çàðÿäû íà ïëàñòèíàõ êîíäåíñàòîðîâ q1 = C1U, q2 = C2U, q3 = C3U. Íà ýêâèâàëåíòíîì êîíäåíñàòîðå ¸ìêîñòüþ Ñýêâ çàðÿä íà ïëàñòèíàõ ïðè òîé æå ðàçíîñòè ïîòåíöèàëîâ q = q1 + q2 + q3. Äëÿ ýëåêòðî¸ìêîñòè, ñîãëàñíî ôîðìóëå (14.23) çàïèøåì: CýêâU = C1U + C2U + C3U, ñëåäîâàòåëüíî, Ñýêâ = C1+ Ñ2 + Ñ3, è â îáùåì ñëó÷àå
Ðàçëè÷íûå òèïû êîíäåíñàòîðîâ.  çàâèñèìîñòè îò íàçíà÷åíèÿ êîíäåíñàòîðû èìåþò ðàçëè÷íîå óñòðîéñòâî. Îáû÷íûé òåõíè÷åñêèé áóìàæíûé êîíäåíñàòîð ñîñòîèò èç äâóõ ïîëîñîê àëþìèíèåâîé ôîëüãè, èçîëèðîâàííûõ äðóã îò äðóãà è îò ìåòàëëè÷åñêîãî êîðïóñà áóìàæíûìè ëåíòàìè, ïðîïèòàííûìè ïàðàôèíîì. Ïîëîñêè è ëåíòû òóãî ñâ¸ðíóòû â ïàêåò íåáîëüøîãî ðàçìåðà.  ðàäèîòåõíèêå øèðîêî ïðèìåíÿþò êîíäåíñàòîðû ïåðåìåííîé ýëåêòðî¸ìêîñòè (ðèñ. 14.42). Òàêîé êîíäåíñàòîð ñîñòîèò èç äâóõ ñèñòåì ìåòàëëè÷åñêèõ ïëàñòèí, êîòîðûå ïðè âðàùåíèè ðóêîÿòêè ìîãóò âõîäèòü îäíà â äðóãóþ. Ïðè ýòîì ìåíÿþòñÿ ïëîùàäè ïåðåêðûâàþùèõñÿ ÷àñòåé ïëàñòèí è, ñëåäîâàòåëüíî, èõ ýëåêòðî¸ìêîñòü. Äèýëåêòðèêîì â òàêèõ êîíäåíñàòîðàõ ñëóæèò âîçäóõ. Ñåé÷àñ âî ìíîãèõ óñòðîéñòâàõ ýëåêòðî¸ìêîñòü êîíäåíñàòîðîâ ðåãóëèðóåòñÿ ýëåêòðîííûìè óñòðîéñòâàìè. Çíà÷èòåëüíîãî óâåëè÷åíèÿ ýëåêòðî¸ìêîñòè çà ñ÷¸ò óìåíüøåíèÿ ðàññòîÿíèÿ ìåæäó îáêëàäêàìè äîñòèãàþò â òàê íàçûâàåìûõ ýëåêòðîëèòè÷åñêèõ êîíäåíñàòîðàõ (ðèñ. 14.43). Äèýëåêòðèêîì â íèõ ñëóæèò î÷åíü òîíêàÿ ïë¸íêà îêñèäîâ, ïîêðûâàþùèõ îäíó èç îáêëàäîê (ïîëîñó ôîëüãè). Äðóãîé îáêëàäêîé ñëóæèò áóìàãà, ïðîïèòàííàÿ ðàñòâîðîì ñïåöèàëüíîãî âåùåñòâà (ýëåêòðîëèòà).
Âîïðîñû ê ïàðàãðàôó 1. ×òî íàçûâàþò ýëåêòðî¸ìêîñòüþ äâóõ ïðîâîäíèêîâ? 2. Ïî÷åìó ïîíÿòèå ýëåêòðî¸ìêîñòè íåïðèìåíèìî ê äèýëåêòðèêàì? 3. Îò ÷åãî çàâèñèò ýëåêòðî¸ìêîñòü? 4. Êàê èçìåíÿåòñÿ ¸ìêîñòü êîíäåíñàòîðà ïðè íàëè÷èè äèýëåêòðèêà ìåæäó åãî îáêëàäêàìè? 5. Êàêèå ñóùåñòâóþò òèïû êîíäåíñàòîðîâ? 6. Êàêóþ ðîëü âûïîëíÿþò êîíäåíñàòîðû â òåõíèêå? <<< Ê íà÷àëó ïàðàãðàôà Ñëåäóþùàÿ ñòðàíèöà >>>
|
|
|