Конденсаторы

Рис. Конденсаторы и их условное обозначение

Условное обозначение и внешний вид некоторых образцов конденсаторов показаны на рисунке. Этот элемент способен накапливать электрический заряд на двух проводящих обкладках (электродах), пространство между которыми заполнено диэлектриком. Если обозначить электрическую емкость конденсатора как С, прикладываемое напряжение — V, накапливаемый заряд — Q, а энергию, запасаемую конденсатором, — W, то справедливы следующие соотношения:

Q (кулон, Кл) = C*V; W (джоуль, Дж) = (1/2)С*V^2.

Нужно отметить, что конденсатор как элемент электронных схем кроме способности запасать электроэнергию обладает еще и таким важным свойством, как зависимость его полного сопротивления (импеданса) от частоты.

Рис. Цепь связи

Рис. Цепь фильтрации

Рассмотрим последовательное включение конденсатора в цепь, на вход которой подается сигнал постоянного тока, содержащий переменную составляющую. На выходе этой цепи остается только переменная составляющая сигнала, поскольку для постоянной составляющей конденсатор означает как бы разрыв в цепи. Напротив, при параллельном включении конденсатора в цепь и подаче аналогичного сигнала переменная составляющая проходит через конденсатор, вследствие чего на выходе остается только постоянная составляющая. Если в последней цепи несколько уменьшить емкость конденсатора и понизить частоту переменной составляющей, то она будет частично пропускаться на выход цепи. Следовательно, на низких частотах для получения эффекта фильтрации необходимо выбирать конденсатор с большой электрической емкостью, а с повышением частоты переменной составляющей емкость конденсатора можно уменьшить. Первая цепь называется цепью связи, а вторая — фильтрующей цепью.

На практике помимо величины электрической емкости конденсаторы следует выбирать с учетом таких показателей, как напряжение пробоя, ток утечки (коэффициент потерь в диэлектрике на высоких частотах) и т. п. В частности, в автомобильной аппаратуре, исходя из этих показателей, используются электролитические, керамические, пленочные и другие типы конденсаторов. Изготовить электролитический конденсатор большой емкости, как правило, несложно, однако такие конденсаторы обладают низким напряжением пробоя и, кроме того, при использовании требуют соблюдения полярности прикладываемого напряжения. В отличие от резисторов номинал конденсатора часто указывается цифрами на его корпусе.