Техника - молодёжи 1954-08, страница 30

Инженер Л. ШУЙСКИЙ Рис. Ф. ЗДВАЛОВА

Цесметная армия емкостей окружает "нас на каждом шагу: элеваторы, резервуары для нефти, баллоны для газов, домашняя посуда, склянки, бутылки. Есть и другой вид емкости, удивительные сосуды, в которых запасаются электрические заряды.

Устройство «копилки» электрических зарядов — конденсатора—очень просто. Это два проводника две пластины. два цилиндра и т. д., разделенные промежутком, заполненным веществом, не проводящим электрический ток.

Комбинация из двух пластин, раз деленных непроводником, может вместить гораздо больше электрических зарядов, чем каждая из пластин в отдельности.

Чтобы зарядить конденсатор, необходимо присоединить его пластины к полюсам источника электрического тока На его обкладках, взаимно притягиваясь и удерживая друг друга, появятся противоположные по знаку заряды — между обкладками возникнет электрическое поле. Через некоторое время конденсатор окажется заряженным, способным сохранить «налитое» электричество довольно длительное время.

Первые конденсаторы появились более 200 лет назад. Это были стеклянные бутылки или банки, наполняемые водой. Вода выполняла роль одной из обкладок. Другой обкладкой обычно служила рука исследователя. Такие конденсаторы получили название Лейденских банок. Затем Лейден ские банки стали изготавливать, обклеивая стеклянную банку снаружи и изнутри станиолем.

Пользуясь Лейденскими банками как резервуарами электричества, ученые установили, что их электрическая емкость — их способность накапливать электрические заряды — тем больше, чем больше размеры банки и чем тоньше стекло, разделяющее обкладки. Также было замечено, что, соединяя

много банок параллельно, можно накапливать огромные заряды. При последовательном же соединении банок удавалось получать значительно большие разности потенциалов по сравнению с одной банкой. Об этом свидетельствовали искры, проскакивавшие между шариками разрядника при разрядке батареи из Лейденских банок.

Современный электрический конденсатор сохранил все элементы своего далекого предка. Он также состоит из двух металлических тел, например плоских пластин или вставленных друг в друга цилиндров, разделенных между собой изолятором — диэлектриком. От качества диэлектрика зависит величина электрической емкости конденсатора.

В современных конденсаторах в зависимости от назначения приме

няются самые различные диэлектрики: воздух, сжатый газ, вакуум, масло, кварц, слюда, фарфор, керамика, бумага, стекло и многие другие специальные материалы. Советский ученый, член-корреспондент АН СССР Б. М. Вул недавно открыл особый вид диэлектрика — титанат бария. Этот замечательный материал позволяет при очень малых размерах конденсатора накапливать большие количества электричества.

Новые конденсаторы обладают и другими удивительными свойствами: они могут усиливать колебания электрического тока, использоваться для целей стабилизации напряжения и деления частоты.

Любую посуду, резервуар в первую очередь характеризует объем — емкость. Емкость обычной посуды мы измеряем литрами.

Резервуар электрических заря дов — конденсатор при определенном потенциале также может вместить вполне определенное количество электричества. Количество «налитых» зарядов зависит здесь от потенциала, так же как количество жидкости, помещающееся в данном объеме, зависит от ее удельного веса или плотности.

Единицей электрической емкости служит фарада. Эта единица названа так в честь великого английского ученого Михаила Фарадея.

Емкостью в одну фара-HHl ^ДУ обладает тело, потенциал которого увеличится на 1 в, если этому телу сообщить электрический заряд в один кулон. Фарада — единица очень

■лут-г

шм

0Ш Ш

крупная. Наша планета Земля имеет емкость всего лишь около шести десятитысячных фарады. Поэтому б технике пользуются мельчайшими долями фарады: микрофарадой — мил лионной частью фарады—и микромикрофарадой (пикофарадой), равной 10 ¹² фарады.

В МИРЕ КОНДЕНСАТОРОВ

Современная техника использует громадный арсенал всевозможных конденсаторов. Здесь и миниатюрные радиоконденсаторы, весящие всего лишь несколько граммов, и громоздкие высоковольтные «копилки» электричества, занимающие иногда по своим размерам целую комнату. Емкости современных конденсаторов колеблются от нескольких десятых долей пикофарады до десятков тысяч микрофарад. Есть конденсаторы, которые могут работать в электрических цепях с напряжениями, измеряемыми долями вольта, а есть и такие, которым не страшно напряжение в сотни киловольт.

Конденсатор — очень важный элемент электрической цепи. Почти ни одна область современной электротехники и в особенности радиоэлектроника не может обойтись без этого замечательного устройства.

Современные конденсаторы бывают в основном трех типов: постоянной емкости, полу переменной емкости или так называемые подстроечные конденсаторы (триммеры) и конденсаторы переменной емкости. Чтобы подробно рассказать, где и как применяются конденсаторы, пришлось бы познакомиться с тысячами различных электрических схем.

Мы здесь расскажем лишь о некоторых случаях применения конденсаторов.

Во многих устройствах конденсаторы работают, накапливая электричество, а затем мгновенно его расходуя Этот принцип использования кон денсатора находит применение в элек тронных реле времени, сварочных импульсных аппаратах, генераторах молний и импульсных приборах для намагничивания.

Контур — электрическая комбинация индуктивности и емкости — спужит для излучения и приема электрических колебаний. Контур есть в любом приемнике, в генераторе на радиостанции, в цеховой установке для высокочастотной закалки и плавки металлов. Частота электрических колебаний контура определяется величиной индуктивности катушки и емкости конденсатора. Чем больше емкость, тем меньше частота Длина волны радиостанции определяется частотой колебаний генератора, а следовательно, зависит от емкости конденсатора. Настройка радиоприемника также осуществляется изменением емкости конденсатора.

В технике широко используется способность конденсаторов свободно пропускать переменный ток и не пропускать ток постоянный

Нередко постоянный ток получают из переменного путем его выпрямления. Для того чтобы выпрямленный пульсирующий ток стал действительно постоянным, его необходимо сгладить — свести пульсации к минимуму. С этой целью в некоторых выпрямителях применяются так назы-зываемые фильтры. Простейшим фильтром является конденсатор, включаемый параллельно зажимам выпрямителя. Фильтр — это как бы

28