Вам не нужно подключать что-либо к розетке, чтобы накапливать электричество. Это происходит внутри конденсатора.
Две металлические части расположены раздельно. Между ними есть зазор. Пространство заполнено воздухом, пластиком или керамикой. Они не касаются друг друга. Они не должны касаться. Если это произойдет, заряд перескочит через промежуток и нейтрализуется. Но поскольку они разделены непроводящим материалом, энергия оказывается запертой.
Это и есть емкость.
Способность двух проводников удерживать электрический заряд. Разность потенциалов создается за счет переноса электронов с одной пластины на другую. Одна сторона переполнена отрицательными электронами. Другая сторона теряет их, становясь положительной. Диски заряжаются равномерно, но в противоположных направлениях.
Накапливается разность потенциалов. Растет напряжение.
Чем больше заряда подается, тем выше напряжение. В конце концов, система начинает сопротивляться. Вы не можете принудительно увеличить заряд, не повышая давление. Пределы определяются емкостью.
Емкость измеряется как количество разделенного заряда, накопленного на единицу потенциала. Простой расчет.
C = q/V
C — это емкость. q — заряд. V — напряжение.
Если у вас есть заряд в 1 кулон и разность потенциалов в 1 вольт, вы имеете 1 фарад. Единица измерения — кулон/вольт. Мы называем ее фарадом в честь Майкла Фарадея. 1 фарад — это огромная емкость. Большинство устройств, таких как сотовые телефоны и компьютеры, используют микрофарады или пикофарады. Крошечные доли.
Почему это важно?
Потому что это позволяет устройствам удерживать питание в течение долей секунды. Это делает поток ровным. Это фильтрует шумы. Без этого дисплей будет мерцать. В вашем радио будет слышен шипящий звук. Вспышка камеры заряжается в течение 10 секунд.
Ключевым моментом является непроводящий материал между пластинами. Он называется диэлектриком. Он не проводит электричество. Но он позволяет электрическим полям проходить через себя. Этот материал разделяет заряды более эффективно, чем один только воздух. Большая разделение означает больше места для хранения.
Таким образом, при зарядке конденсатора электричество не может накапливаться в самих пластинах. Оно должно находиться в электрическом поле между ними. Пластина — это просто контейнер. Поле — это банк.
Пробой происходит, если напряжение становится слишком высоким. Диэлектрик больше не может удерживать электрическое поле. Воздух или пластик ионизируются. Промежуток становится проводящим. Летят искры. Конденсатор замыкает накоротко. Он выходит из строя.
Именно поэтому номинальные значения имеют значение. Если вы подадите 20 вольт на конденсатор, рассчитанный на 10 вольт, он взорвется. Простая физика.
Конденсаторы используются повсеместно. В источниках питания. В схемах таймеров. Блокируют постоянный ток от аудиоустройств и передают переменный ток. Работают как амортизаторы для электронных устройств. Они гасят скачки напряжения. Когда питание от сети пропадает, они отдают накопленную энергию.
Единица «фарад» редко используется в повседневной речи. Она слишком велика. Инженеры говорят о микрофарадах (10^-6) или наномфарадах (10^-9). Но принцип остается тем же.
Два проводника. Зазор. Заряд.
Вот и все. Вот весь секрет.
