Вам не потрібно підключати будь-що до розетки, щоб накопичувати електрику. Це відбувається усередині конденсатора.
Дві металеві частини розташовані окремо. Між ними є проміжок. Простір заповнений повітрям, пластиком чи керамікою. Вони не торкаються один одного. Вони не повинні торкатися. Якщо це станеться, заряд перейде через проміжок і нейтралізується. Але оскільки вони розділені непровідним матеріалом, енергія виявляється замкненою.
Це і є ємність.
Здатність двох провідників утримувати електричний заряд. Різниця потенціалів створюється з допомогою перенесення електронів з однієї пластини в іншу. Одна сторона переповнена негативними електронами. Інша сторона втрачає їх, стаючи позитивною. Диски заряджаються поступово, але у протилежних напрямах.
Накопичується різниця потенціалів. Зростає напруга.
Чим більше заряду подається, тим вища напруга. Зрештою, система починає чинити опір. Ви не можете примусово збільшити заряд, не підвищуючи тиску. Межі визначаються ємністю.
Місткість вимірюється як кількість розділеного заряду, накопиченого на одиницю потенціалу. Простий розрахунок.
C = q/V
C – це ємність. q – заряд. V – напруга.
Якщо у вас є заряд в 1 кулон і різниця потенціалів в 1 вольт, ви маєте 1 фарад. Одиниця виміру – кулон/вольт. Ми називаємо її фарадом на честь Майкла Фарадея. Один фарад – це величезна ємність. Більшість пристроїв, таких як стільникові телефони та комп’ютери, використовують мікрофаради або пікофаради. Крихітні частки.
Чому це важливо?
Тому що це дозволяє пристроям утримувати живлення протягом часток секунди. Це робить потік рівним. Це фільтрує шуми. Без цього дисплей мерехтить. У вашому радіо буде чути шиплячий звук. Спалах камери заряджається протягом 10 секунд.
Ключовим моментом є матеріал, що не проводить, між пластинами. Він називається діелектриком. Він не проводить електрики. Але він дозволяє електричним полям проходити крізь себе. Цей матеріал розділяє заряди більш ефективно, ніж тільки повітря. Великий поділ означає більше місця для зберігання.
Таким чином, при зарядці конденсатора електрика не може накопичуватись у самих пластинах. Воно має бути в електричному полі між ними. Пластина – це просто контейнер. Поле це банк.
Пробою відбувається, якщо напруга стає занадто високою. Діелектрик більше не може утримувати електричне поле. Повітря чи пластик іонізуються. Проміжок проводить. Летять іскри. Конденсатор замикає коротко. Він виходить із ладу.
Саме тому номінальні значення мають значення. Якщо ви подасте 20 вольт на конденсатор, розрахований на 10 вольт, він вибухне. Проста фізика.
Конденсатори використовують повсюдно. У джерелах харчування. У схемах таймерів. Блокують постійний струм від аудіопристроїв та передають змінний струм. Працюють як амортизатор для електронних пристроїв. Вони гасять стрибки напруги. Коли живлення від мережі зникає, вони віддають накопичену енергію.
Одиниця «фарад» рідко використовується у повсякденному мовленні. Вона надто велика. Інженери говорять про мікрофаради (10^-6) або наномфарадах (10^-9). Але принцип залишається тим самим.
Два провідники. Зазор. Заряд.
Ось і все. Ось увесь секрет.
