БСЭ1/Конденсатор электрический

Конденсатор электрический
Большая советская энциклопедия (1-е издание)

Словник: Классы — Конкуренция. Источник: т. XXXIII (1938): Классы — Конкуренция, стлб. 914—916 ( РГБ )

КОНДЕНСАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ, система двух изолированных друг от друга электрич. проводников, называемых обкладками конденсатора. Конденсаторы предназначаются для накопления в них электрич. зарядов. Действие конденсатора основано на том явлении, что два проводника, заряжаемые противоположными зарядами, по мере сближения их между собой приобретают способность вмещать все больший и больший заряд от источника с одним и тем же потенциалом. Впервые конденсатор был осуществлен в виде лейденской банки голландским физиком Мушенбреком в. 17 в. в г. Лейдене. Емкость конденсатора определяется как отношение:

$C={\frac {Q}{V}}$

(1)

‎где $C$ — емкость (или иначе электроемкость), $Q$ — абсолютная величина заряда на одной из обкладок, $V$ — абсолютная величина разности потенциалов на его обкладках. — Наиболее простой по форме конденсатор состоит из двух плоских пластин, разделенных слоем какого-либо диэлектрика. Если линейные размеры пластин много больше расстояния между ними, то емкость может быть вычислена с достаточной точностью по формуле:

$C={\frac {\varepsilon S}{4\pi d}}$

(2)

‎где $\varepsilon$ — диэлектрическая постоянная диэлектрика, разделяющего пластины, $S$ — площадь одной из пластин, $d$ — толщина диэлектрика. Если $S$ и $d$ измерены в сантиметрах, то емкость будет измеряться также в сантиметрах. На практике часто пользуются единицами в $9\cdot 10^{5}$ раз большими, называемыми микрофарадами (μF) и равными одной миллионной доле единицы емкости — фарады (F).Рис. 1. Если хотят увеличить емкость, то конденсаторы соединяют параллельно (рис. 1). В этом случае результирующая емкость равна сумме составляющих емкостей. — Наоборот, если хотят уменьшить емкость, то конденсаторы соединяют последовательно (рис. 2). В этом случае обратная величина результирующей емкости равна сумме обратных величин составляющих емкостей, т. е.

${\frac {1}{C_{\text{рез.}}}}=\sum {\frac {1}{C_{\text{сост.}}}}$

(3)

Для энергии конденсатора служит формула

$W={\frac {CV^{2}}{2}}$

(4)

где $W$ — энергия конденсатора. Постоянный электрический ток не может проходить через конденсатор, но переменный ток проходит через него, при этом конденсатор оказывает сопротивление току

$X_{c}={\frac {1}{\omega C}}$

(5)

где $X_{c}$ — сопротивление конденсатора, $\omega$ — циклическая частота переменного тока (число периодов в секунду, умноженное на $2\pi$), $C$ — емкость. Если емкость измерена в фарадах, то $X_{c}$ выражается в омах.Рис. 2. Обычно для увеличения емкости конденсатора для каждой обкладки берут но одну пластину, а несколько; при этом каждая из пластин одной обкладки входит в промежуток между двумя пластинами другой (рис. 3).

Очень часто необходимо иметь конденсатор с непрерывно изменяющейся емкостью. Это достигается тем, что одна из групп пластин конденсатора делается подвижной (чаще всего вращается) относительно другой. Конденсаторы переменной емкости делаются почти всегда воздушными, т. е. в качестве диэлектрика употребляется воздух. Кроме плоских конденсаторов, употребляются конденсаторы цилиндрические, обкладки к-рых представляют коаксиальные цилиндры, и шаровые конденсаторы, обкладки к-рых представляют полые конценрич. шары.Рис. 3. Слоистый конденсатор: m — оболочка конденсатора, i — диэлектрик. — Рис. 4. Однофазный высоковольтный конденсатор 10 kV. Конденсаторы, предназначаемые для работы с высоким напряжением (рис. 4), должны изготовляться особенно тщательно, во избежание пробоя диэлектрика или искрового перекрытия между краями пластин поверх диэлектрика, разделяющего их. Для избежания этого обычно помещают весь конденсатор целиком в какой-либо прочный диэлектрик — керосин, трансформаторное масло или же его заливают целиком парафином. Применение конденсаторов чрезвычайно разнообразно. Наибольшее применение они находят в технике слабых токов: телеграфии, телефонии и радиотехнике.