Конденсатор — это устройство, состоящее из двух проводников, разделенных диэлектриком. Емкость конденсатора возрастает с увеличением поверхности проводника-обкладки и с уменьшением расстояния между ними. При подключении в конденсаторе накапливается электрический заряд, а в диэлектрике создается электрическое поле. Это приводит к возникновению поляризации. При изменении напряжения источника происходит изменение и заряда, и электрического поля, и емкость становится равна С = qlU, где емкость измеряется в фарадах, микрофарадах и сантиметрах. Рабочее напряжение конденсатора зависит от прочности диэлектрика и обкладок. То напряжение, которое конденсатор может выдержать без пробоя не менее 10 000 ч, называется испытательным напряжением.
Помимо испытательного напряжения, к основным характеристикам конденсатора относят сопротивление изоляции, постоянное время, реактивное сопротивление и угол потерь, зависящий от свойств диэлектрика, его металлических обкладок, температуры и частоты. При включении на постоянное напряжение конденсатор заряжается от источника напряжения, сквозь него проходит ток утечки, равный отношению напряжения к сопротивлению цепи, и создается электрическое поле, в котором энергия равна Л = CU2/2 Дж. При включении конденсатора на переменное напряжение получаем наличие активного тока, связанного с процессами в диэлектрике, что приводит к потерям электрической энергии, которая восполняется за счет источников переменного напряжения. По виду применения конденсаторы делят на конденсаторы низкого напряжения низкой частоты, конденсаторы высокого напряжения постоянного тока, конденсаторы низкого напряжения высокой частоты и конденсаторы высокого напряжения низкой частоты.
Типы электрических конденсаторов
1. Конденсаторы с газообразным диэлектриком отличаются независимостью емкости от частоты и полной восстанавливаемостью после пробоя. Широко применяются в радиоаппаратуре. Подвижные пластины такого конденсатора — ротор — поворачиваются вокруг неподвижного статора, что приводит к плавному изменению емкости, состоящей либо из азота под давлением 20 атмосфер, либо из шестифтористой серы под давлением 8 атмосфер, что приводит к повышенному рабочему напряжению.
2. Вакуумные конденсаторы не зависят от атмосферного давления, поэтому применяются в авиационной аппаратуре.
3. Конденсаторы с жидким диэлектриком имеют большую емкость и большие потери, из-за чего применяются только в измерительных целях.
4. Конденсаторы с твердым неорганическим диэлектриком применяются в радиоаппаратуре. Чаще всего диэлектрики бывают стеклянные с малой удельной емкостью, слюдяные, применяемые в опрессованной высокочастотной аппаратуре, керамические диэлектрики, применяемые в виде дисков с посеребренной поверхностью горшечного и бочоночного типов в контурах высокочастотных цепей.
5. Конденсаторы с органическим твердым диэлектриком получаются путем намотки из фольги, что приводит к дешевизне производства и большой удельной емкости, но ухудшает электроизоляционные свойства данного конденсатора.
6. Бумажные конденсаторы — это самый распространенный тип конденсатора, используемый в электротехнике сильных токов и высоких напряжений, благодаря пропитанному жидким диэлектриком составу.
7. Полистирольные конденсаторы имеют высокое сопротивление изоляции и занимают промежуточное положение между бумажными и слюдяными конденсаторами.
8. Электролитический конденсатор отличается ото всех других большой удельной емкостью, ее униполярностью, т. е. функционирует только тогда, когда на вывод подан «плюс», а на корпус — «минус».
Конденсаторы широко применяются как в радиотехнике, так и в электротехнике.
