Kondensatorius (elektra)

Straipsnis iš Vikipedijos, laisvosios enciklopedijos.
Peršokti į: navigacija, paiešką
Kondensatorių žymėjimas elektrinėse grandinėse.

Kondensatorius – dviejų laidininkų, vadinamu elektrodais, sistema, kuri turi savybę kaupti energiją tarp tų elektrodų sukurtame elektriniame lauke. Prijungus įtampą ant elektrodų (arba „plokštelių“) kaupiasi krūviai, kurių absoliutinės vertės lygios, tik priešingi ženklai.

Istorija[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Pirmąjį kondensatorių 1745 m. sukūrė ir išbandė Leideno universiteto fizikas Piteris Mušenbrukas (1692–1761).[1]

Tipai[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Pagal formą kondensatoriai skirstomi į:

  • Plokščiuosius
  • Sferinius
  • Cilindrinius

Pagal naudojamą dielektriką dažniausiai skirstomi į dvi grupes:

  • Elektrolitinius
  • Keramikinius

Sandara[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Plokščiasis kondensatorius. E – elektrinis laukas tarp plokštelių, d – atstumas tarp plokštelių, +q, -q – plokštelių krūviai.

Kondensatorius sudarytas iš dviejų laidininkų, vadinamų elektrodais. Tarpe tarp elektrodų gali būti dielektrikas, kuris naudojamas kondensatoriaus talpai padidinti.

Plokščiajame kondensatoriuje elektrodų vaidmenį atlieka dvi plokštelės, sferiniame – dvi bendraašės sferos, cilindriniame – du cilindrai.

Sferinis kondensatorius yra daugiau teorinis matematinis modelis, o praktikoje naudojami plokštieji ir cilindriniai kondensatoriai.

Talpa[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Kondensatoriaus elektrinė talpa apibrėžiama panašiai, kaip ir pavienio laidininko: ji lygi vieno elektrodo krūvio ir potencialų skirtumo tarp elektrodų santykio moduliui. Modulis imamas dėl to, jog elektros krūvis gali būti tiek teigiamas, tiek neigiamas, o kondensatoriaus elektrinė talpa yra tik teigiamas dydis:

kur

C – elektrinė talpa;
q – vieno elektrodo krūvis;
U – potencialų skirtumas tarp elektrodų.

Talpos matavimo vienetas SI sistemoje – faradas (F). Kadangi faradas yra gana didelis dydis, dažniausiai kondensatoriaus talpa nusakoma mikrofaradais (µF), nanofaradais (nF), pikofaradais (pF)

Plokščiojo kondensatoriaus talpa[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

kur

ε0 – elektrinė konstanta;
S – kondensatoriaus plokštelių bendras plotas;
d – atstumas tarp elektrodų.
ε – dielektrinė skvarba;

Padidinus atstumą d, talpa sumažėja. Jei kondensatorius tuo metu įkrautas, įtampa padidėja. Šiuo principu veikia kondensatorinis mikrofonas.

Sferinio kondensatoriaus talpa[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

kur

ε0 – elektrinė konstanta;
R1, R2 – kondensatorių sudarančių sferų spinduliai.

Cilindrinio kondensatoriaus talpa[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

kur

ε0 – elektrinė konstanta;
R1, R2 – kondensatorių sudarančių cilindrų spinduliai.
l – cilindrų ilgis.

Jei kondensatoriuose naudojamas dielektrikas, visose formulėse ε0 reikia padauginti iš dielektriko dielektrinės skvarbos ε (vietoj ε0 – ε0ε).

Kondensatoriaus sukaupta energija[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Energija sukaupta kondensatoriuje:

kur

Wc – energija [J];
C – talpa [F];
U – įtampa [V].

Kondensatoriaus reaktyvioji varža[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

kur

Xc – varža [Ω];
f – srovės dažnis [Hz];
C – talpa [F].

Taip pat skaitykite[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Šaltiniai[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

  1. TARASONIS, Vytautas. Fizika: vadovėlis XI–XII klasei . Vilnius: Mokslo ir enciklopedijų leidykla, 1995, 104 p. ISBN 5-420-00253-1.

Vikiteka