§ 1.26. РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ КОНДЕНСАТОРОВ. СОЕДИНЕНИЯ КОНДЕНСАТОРОВ
В зависимости от назначения конденсаторы имеют
различное устройство.
Различные типы конденсаторов
Обычный технический бумажный конденсатор состоит из двух полосок алюминиевой фольги, изолированных друг от друга бумажной лентой, пропитанной парафином.
Полоски и лента туго свернуты в компактный пакет небольшого размера (рис. 1.100).В радиотехнике широко применяют конденсаторы переменной емкости (рис. 1.101). Такой конденсатор состоит из двух систем металлических пластин, которые при вращении рукоятки могут входить одна в другую. При этом меняется площадь перекрывающейся части пластин и, следовательно, емкость конденсатора.
Значительного увеличения емкости за счет уменьшения расстояния между обкладками достигают в так называемых электролитических конденсаторах (рис. 1.102). Диэлектри-ком в них служит очень тонкая пленка оксидов, покрывающих одну из обкладок (полосок фольги). Второй обкладкой служит другая полоска и соединенная с ней бумага, пропитанная раствором проводящего вещества (электролита). Оксидная пленка разрушается при изменении полярности прило-
Станиоль
Рис. 1.100
Рис. 1.101
Рис. 1.102
женного к электролитическому конденсатору напряжения. Поэтому перед включением такого конденсатора в цепь следует проверить соответствие знака разности потенциалов на данном участке цепи тому, который необходим для данного конденсатора.
Есть много других типов конденсаторов.
Очень часто конденсаторы соединяют друг с другом в батареи. Это позволяет при имеющемся наборе конденсаторов получать батареи различной емкости. Соединение конденсаторов может быть параллельным и последовательным.
Параллельное соединение конденсаторов
При параллельном соединении двух конденсаторов емко-стью Cj и С2 их обкладки соединяют попарно друг с другом (рис. 1.103). Под емкостью батареи понимают отношение заряда, сообщенного батарее, к разности потенциалов между обкладками конденсаторов.
Разность потенциалов U при параллельном соединении одинакова для обоих конденсаторов. За-ряд же батареи равен:? = ?i + ?2 +|?2р4?2
Рис. 1.103
где q^ — заряд первого конденсатора, a q2 — второго. Емкость батареи равна:
г= 1 = Ч-1 + Si и и и " Так как
г = — и С = — и 2 [/ '
то
С^ + С,,. (1.26.1)
При параллельном соединении конденсаторов их общая емкость равна сумме емкостей отдельных конденсаторов. Если параллельно соединены п конденсаторов, то
N
C=Y,Ci- (1.26.2)
і = 1 Последовательное соединение конденсаторов
Схема последовательного соединения двух конденсаторов изображена на рисунке 1.104. В этом случае отрицательно заряженная обкладка первого конденсатора соединена с положительно заряженной второго. Заряды обоих конденсаторов
Ф
одинаковы. Действительно, если заряд
Фі
-j-^— крайней обкладки первого конденсатові І9І ра равен +|д|, то на противоположной Рис. 1.104 обкладке вследствие электростатической индукции появится заряд -|gr|. Так как проводник между конденсаторами и соединяемые им обкладки в целом нейтральны, то заряд внутренней обкладки второго конденсатора равен +|gr|.
Емкость батареи из последовательно соединенных конденсаторов
Фі - Фг
где фг и ф2 — потенциалы крайних обкладок. Емкости отдельных конденсаторов равны:
С. = ; и с о = 7 ,
1 фх - ф' 2 ф - <р2
где ф' — потенциал внутренних обкладок.
Найдем сумму величин, обратных емкостям конденсаторов:
J_ 1 = Фх ~ ф' Ф'~Ф2 = 1 CjC2 q q С'
Следовательно, при последовательном соединении конденсаторов величина, обратная емкости батареи, равна сумме ве-личин, обратных емкостям отдельных конденсаторов:
(1.26.3)
В общем случае для п конденсаторов справедливо равенство:
л (1.26.4)
1= у 1
С ^ С, • t = 1
Емкость батареи последовательно соединенных конденсаторов меньше емкости конденсатора с минимальной емкостью в батарее.
Конденсаторы различных типов соединяют параллельно или последовательно. Это позволяет получить батареи конденсаторов различной емкости.