Страница:Радиолюбитель 1925 г. №03.djvu/17

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


Расчеты и измерения любителя

Как рассчитать емкость конденсатора

Электроемкость

Известно, Что существуют некоторые приборы, в которых можно накапливать плн собирать электричество.

Такие приборы называются конденсаторами.

Возьмем несколько различных конденсаторов и присоединим их параллельно. например, к батарее в Ю вольт напряжением. Обкладки конденсаторов сейчас же получат заряды от полюсов батареи и зарядятся до того жо напряжения, что и у батареи.

Отсоединяя теперь поочередно конденсаторы. не касаясь их контактов руками. будем касаться ими до зажимов чувствительного прибора. При этом мы заметим следующее: в момент присоединения конденсатора к прибору проскочит искорка, сопровождаемая более плп менее громким треском, и прибор даст мгновенное отклонение стрелки1). Так как эти отклонения будут различны, мы заключаем, что заряды разных конденсаторов, полученные от одной и той же батареи, будут различны, т.-е. одни конденсаторы получат большее количество электричества, другие—меньшее.

Электроемкостью, или. как говорят чаще, емкостью конденсатора, называется способность его воспринимать большее или меньшее количество электричества.

Для измерения емкостей установлена единица, т.-е. определенная емкость, называемая фарадой.

Рис 1. Параллельное соединение конденсаторов.

Емкостью в 1 фараду обладает такой конденсатор, который, будучи заряжен до напряжения в один вольт, при разряде даст'ток, средняя величина которого будет равна одному амперу, при длительности прохождения тока в одну секунду.

Фарада—емкость весьма большая, почему ее разделили на миллион частей, называя такую единицу микрофарадой.

Но для целей радиотехники часто и микрофарада является слишком большой. Поэтому чаще пользуются третьей единицей, называемой сантиметром.

Микрофарада равна девятистам тысячам сантиметров.

Деля число сантиметров на 900.000, мы превратим емкость, выраженную в сантиметрах, в микрофарады. А разделив число микрофарад ни i.000 000. мы выразим ту же емкость в фарадах.

Расчет емкости

Простейший конденсатор состоит из двух ил ас: ни любого металла, разделен- иых одна от другой слоем любого He-

С. И. Шапошников

проводника илп изолятора, плп же, как иначе его называют, диэлекгрина

Пусть мы имеем два совершенно одинаковых конденсатора с одинаковой емкостью—С, и С2. Соединим их параллельно к батарее J> (рис. 1) Очевидно, что емкость такой соединенной группы будет вдвое больше, чем емкость одного конденсатора, так как два ковдепсатора, при заряде, получат две порцпп электричества.

Что у нас изменилось, когда мы присоединили нторой конденсатор? Диэлектрик остался прежний, толщпиа его тоже.

—*l*l*Ii|—| H#h r#l»h

w 4|h V

C/=C2

Стилы C/+C2

г

Рис. 2. Последовательное соединение конденсаторов.

1) Чтобы опыт был заметен, емкости д. б. Достаточно большие, наир, микрофарады, и прибор — ыил-шамлермегр.

Изменилась велнчииа пластин, пли, как их называют, обкладок—вдвое. Во столько же раз изменилась и емкость системы. Поэтому, если взять такой же диэлектрик. как у двух первых конденсаторов, но обкладки его увеличить по площади вдвое, то мы получим один конденсатор, но с емкостью вдвое большей.

Итак: емкость конденсатора зависит от величины обкладок. Чем площадь обкладок меньше, тем меньше емкость конденсатора. Чем площадь обкладок больше, тем больше емность конденсатора.

Теперь соединим два одинаковых конденсатора последовательно, как показано на рис. 2-о. Измерение показывает, что емкость такой группы стала вдвое меньше, чем у каждого конденсатора в отдельности. Что же у нас изменилось?

Будем сближать оба конденсатора их внутренними обкладками. Оказывается, что от этого емкость группы изменяться не будет. Она будет оставаться все время вдвое меньшей, чем емкость одного конденсатора. То же будет и тогда, когда внутренние обкладки кондвнеаюров соединятся между собой, как это изображено на рис. 2 6. И, наконец, то же самое будет, если мы выдернем внутренние обкладки, как это показано на рис. 2-«. Теперь нам ясно, что у нас изменилось: толщина диэлектрика. Она увеличилась вдвое, поэтому емкость уменьшилась вдвое.

Итак: емкость конденсатора уменьшается с увеличением толщины диэлектрика

и. наоборот, увеличивается с уменьшением толщин ы диэлектрика, при условии, что площадь обкладок остается прежней.

Теперь возьмем конденсатор, у которого диэлектрик—воздух. Такой воздушный конденсатор имеет некоторую емкость. Вставим в промежуток между обкладками его диэлектрик из парафиновой бумаги такой жо толщины, какой был слой воздуха. Измерение показывает, что емкость парафинового конденсатора увеличилась в 2-2 раза. Если парафин замелить отеклом такой Hie толщины, емкость увеличатся в 5—б

раз против емкости воздушного конденсатора.

Следовательно, емкость конденсатор i зависит от химичесних свойств диэлектрика.

Величину, показывающую, во сколько раз увеличилась емкость воздушного конденсатора при замене воздуха каким- либо диэлектриком называют диэлентри ческой постоянной этого диэлектрика.

Диэлектрическую постоянную будем обозначать буквой А'.

Таблица Ne 1

Величины диэлектрической по

СТОЯННОЙ К

Д И ) л с к т р и к

Воздух 1

Керосин 1

Шеллак j

Каучук 2—2,7

Сора I 2-4

Парафин 0

Парафиновое м i о > I

Эбонит 2—3

Гуттаперча 2,4

Льняное масло ;j,4

Слюда I

Миканит 4—S

Стекло 1

Фарфор 4,5—5

Двойные цифры, наир. 4—8 для стекла, п каких пределах может изменяться диэлектрическая постоянная ого, в зависимости от сорта.

Все вышеприведенные рассуждения можно свести в формулу', по которой легко производить расчет емкости разных конденсаторов

с K-S*B

К .S

Лт d си. и

— : см.

12,ob (1

. (1).

В этой формуле буквой С обозначается, как принято, емкость; К—диэлектрическая постоянная: S— площадь

Рис. з- Лейденская банка.

одной обкладки, выраженная в квадрат ных сантиметрах, и (/ —толщпиа диэлектрика. выраженная в сантиметрах, (длины); г — число, равное 3.N.

Для лучшего усвоения приведем

примеры

Пример 1. Нонденсатор стенлянны..

Толщина стекла 3 мм. Обкладок да -, каждая 15 см. длины и 1и см. шнрввы.

По таблице Лг 1 диэлектрическая хк- отояняая для стекла Л— от 4 до >: