Применение конденсаторов

Как было показано выше, конденсаторы способны накапливать электрическую энергию, что, собственно и предопределило их использование в широчайшем классе устройств, связанных с применением электрической энергии.

Практически невозможно найти область деятельности современного человека, а уж электронное устройство тем более, в которых бы не использовались конденсаторы. Конденсаторы нашли применение в электроэнергетике, во всех видах наземного, воздушного, морского и речного транспорта, во всех, включая мобильную, видах связи, телевидении, радиовещании, локации, акустике, компьютерных технологиях, измерительной и вычислительной технике, средствах автоматики и телемеханики и в других многообразных областях, где люди пытаются использовать энергетические возможности окружающего их пространства.

Рис. 1.60. Фрагмент электронной платы

Другое дело, что часто при реализации своих энергетических притязаний человек теряет чувство собственной перспективной безопасности, но такова уж его суть - как пока единственного известного преобразователя энергии.

На рис. 1.60 приведён фрагмент электронной платы современного персонального компьютера, красными звёздочками и точками помечены впаянные в плату конденсаторы

Кроме способности накапливать электрическую энергию, конденсаторы, будучи нелинейными элементами, могут менять своё сопротивление в зависимости от параметров питающего их напряжения, т. е. могут выполнять некие управляющие функции. Но об этом свойстве конденсаторов поговорим позже, при рассмотрении цепей переменного тока.

Конденсаторы в отличие от механических накопителей энергии, например, вращающихся маховиков, накапливают энергию несравненно быстрее, потому что, сравнительно без инерционны, это делает возможным использование конденсаторов в различных импульсных процессах, например во вспышках (рис.

В фотовспышках конденсаторы большой электрической ёмкости посредствам специального зарядного устройства в течение нескольких секунд накапливают электрический заряд, создавая на обкладках разность потенциалов в несколько тысяч вольт.

Далее конденсатор посредствам затвора фотоаппарата подключается к электродам импульсной лампы, заполненной парами одного их химических элементов: ксенона, ёда, ртути и т.п.

В течение сотых долей секунды за счёт высокой разно- Рис. 1.61. Фотовспышка сти потенциалов газовый промежуток между электродами становится проводящим, образуется кратковременный газовый разряд, сопровождающийся сильной световой вспышкой. По такому же принципу работают и проблесковые маяки.

Основой всех этих устройств, основное назначение которых - вспыхивать, являются накопители электрической энергии, конденсаторы, способные генерировать как единичные импульсы тока малой длительности, так и последовательность импульсов.

В настоящее время промышленностью выпускается большое количество типов конденсаторов, характеристики, габариты и стоимость определяются областью их использования.

Большинство моделей выпускаются практически без непосредственного участия людей, в автоматическом режиме, поэтому их себестоимость невелика. На рис. 1.62 показаны некоторые из распространённых в современной радиоэлектронной технике типов конденсаторов.

Конденсаторы достаточно многообразно применяются в Рис. 1.62. Многообразие типов и размеров              измерительных              системах,              яв

ляясь чувствительными датчиками разного рода перемещений. В простейшем случае плоского конденсатора, его электрическая ёмкость определяется как

C ssos d ’

где s - площадь обкладок конденсатора, d - расстояние между обкладками, s - диэлектрическая проницаемость среды.

Технологически проще всего изменение ёмкости организовать, изменяя расстояние между обкладками. Этот принцип используется в конструкциях многих датчиков. Типичным представителем преобразовательного устройства является

Рис. 1.63. Конденсаторные микрофоны

конденсаторный микрофон.

Они являются самыми дешёвыми и самыми дорогими среди устройств аналогичного назначения. В конденсаторном микрофоне одна из обкладок конденсатора выполняется в виде мембраны, которая совершая механические колебания изменяет ёмкость конденсатора по закону падающей упругой волны. Качество и цена микрофона зависит от точности изготовления такого ёмкостного датчика. На рис. 1.63 приведены некоторые виды микрофонов: 1 - микрофон начала прошлого века; 2 - современный высококачественный «сольный» микрофон с, практически, идеальными акустическими характеристиками, 3 - самые распространённые бюджетные микрофоны для массовой бытовой техники.