Кандэнсатар

Кандэнсатары

Кандэнсатар — двухполюснік, якому ўласціва параўнальна вялікая ёмістасць і амічнае супраціўленне; прылада для захавання электрычнай энергіі. Звычайна складаецца з двух электродаў у форме пласцін (абкладак), падзеленых дыэлектрыкам, таўшчыня якога малая ў параўнанні з памерамі абкладак. Працэс назапашвання энергіі ў кандэнсатары, вядомы як «зарад», прыводзіць да назапашвання электрычнага зараду аднолькавай велічыні, але супрацьлеглай палярнасці, на кожнай з абкладак.

Кандэнсатары шырока выкарыстоўваюцца ў электронных схемах для раздзялення ланцугоў пастаяннага і пераменнага току, у сеціўных фільтрах, для згладжвання выхаднога напружання крыніц сілкавання, у рэзанансных контурах, і для многіх іншых мэт.

Ідэальны кандэнсатар характарызуецца адной пастаяннай велічынёй, ёмістасцю, якая вымяраецца ў фарадах, і можа быць вылічана як адносіна электрычнага зараду на кожнай з абкладак да рознасці патэнцыялаў паміж імі. На практыцы заўжды ёсць абмежаванні на велічыню электрычнага поля ў дыэлектрыку, што выражаецца ў наяўнасці напружання прабою, абкладкі маюць паразітную ўласную індуктыўнасць і супраціўленне, паміж абкладкамі існуе ток уцечкі, ёмістасць кандэнсатара залежыць ад тэмпературы і частаты, і г.д.

Назву «кандэнсатар» даў Алесандра Вольта ў 1782 годзе (ад італьянскага condensatore), падкрэсліўшы здольнасць прылады назапашваць большы электрычны зарад у параўнанні са звычайным ізаляваным правадніком. І хоць у англійскай мове назва condensor лічыцца архаічнай (сучасная назва — capacitor), у большасці еўрапейскіх моў ужываюцца вытворныя ад condensatore назвы.

Гісторыя

«Батарэя» з чатырох лейдэнскіх слоікаў, злучаных паралельна. Экспанат музея Бурхавэ, Лейдэн, Германія

У кастрычніку 1745 года Эвальд Георг фон Клейст з Памераніі (Германія), вынайшаў, што зарад можна захоўваць, падключыўшы электрастатычны генератар высокага напружання дротам да аб’ёму вады ў ручным шкляным слоіку. Рук Клейста і вада дзейнічалі як праваднікі, а слоік — як дыэлектрык (хоць дэталі механізму ў той час былі ідэнтыфікаваныя няправільна). Клейст выявіў, што дакрананне да дроту прывяло да моцнай іскры, значна больш балючай, чым іскра, атрыманая ад электрастатычнай машыны. У наступным годзе галандскі фізік Пітэр ван Мушэнбрук вынайшаў падобны кандэнсатар, які атрымаў назву лейдэнскі слоік у гонар Лейдэнскага ўніверсітэта (дзе працаваў Мушэнбрук). Ён таксама быў уражаны моцай шоку, які ён атрымаў, напісаўшы: «Я б не вытрымаў другога шоку для каралеўства Францыі».

Даніэль Гралат быў першым, хто аб’яднаў некалькі слоікаў паралельна, каб павялічыць ёмістасць захоўвання зарада. Бенджамін Франклін даследаваў лейдэнскі слоік і прыйшоў да высновы, што зарад захоўваўся на шкле, а не ў вадзе, як меркавалі іншыя. Ён таксама прыняў тэрмін «батарэя» (пазначаючы павелічэнне магутнасці з шэрагам падобных адзінак, як у гарматнай батарэі). Пазней лейдэнскія слоікі былі зроблены шляхам пакрыцця слоікаў знутры і звонку металічнай фольгай, пакідаючы прастору ў вусце для прадухілення дугі паміж фольгай. Самай ранняй адзінкай ёмістасці была банка (эквівалентная прыкладна 1,11 нанафарад).

Лейдэнскія слоікі або больш магутныя прылады, у якіх выкарыстоўваліся плоскія шкляныя пласціны, якія чаргуюцца з праваднікамі з фольгі, выкарыстоўваліся прыкладна да 1900 года, калі вынаходніцтва бесправадной сувязі (радыё) выклікала попыт на стандартныя кандэнсатары, а няўхільны рух да больш высокіх частот патрабаваў кандэнсатараў з меншай індуктыўнасцю. Пачалі выкарыстоўвацца больш кампактныя метады канструкцыі, такія як гнуткі дыэлектрычны ліст (як прамасленая папера), заціснуты паміж лістамі металічнай фольгі, згорнуты або складзены ў невялікі пакет.