Страница:Радиолюбитель 1927 г. №10.djvu/36

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


Л 390

ШЯШШШШШЯЯШЯШШШШШШШШЯШШШШЯШШЯШШШ РАДИО ЛЮБИТЕЛЬ- 1927

Электротехника радиолюбителю

^АЖДЫЙ, даже начинающий радиол гоби- тель знаком с устройством копденсатора и умечет самостоятельно его рассчитать и изготовить. Одпако, физические процессы, происходящие в копдепсаторе, по большей части неясны для радиолюбителя и у него возникает целый ряд вопросов, например, конденсатор, представляя с бою непреодолимое сопротивлепие для постоянпого тока, почему он проводит перемепный и притом гораздо лучше — ток высокой частоты, чем обычный ток от осветительной сети и т. п. Настоящая статья является попыткой дать ответ па возникающие у него вопросы, подкрепив их теми скромными опытами, которые доступны для радиолюбителя.

Емкость

Прежде всего следует выяснить, что понимается под термниом „емкость" коидеисатора. Этот термнп нельзя признать, как это будет выяснено ниже, удачным, так как в обыденной жнзии под емкостью бочки или какого-нибудь сосуда понимается обычною же, что принято называть вместимостью.

Как известно, в копдеисатор может бить введен при помощи какого-нибудь источника постоянного тока электрический заряд. Возьмем электрическую цепь, составленную по схеме рис. 1. Батарея А соединена* через ключ В с обкладками коидеисатора С. В цепь введен также гальванометр, или вольтметр с вращающейся катушкой Депре. Для опыта сначала возьмем конденсатор телефонного тина емко тью в 2 мф. Будем заряжать его от батарей различного напряжения, папрн- ыер, в 10, 40 и 80 в и отмечать на сколько делений отклонилась стрелка гальванометра в каждом случае. Степень отклонения стрелки гальваиометра будет характеризовать, очевидно, величину электрического заряда или количества электричества Q, введенного нами в конаевсатор. Опыт показывает, что величина Q будет зависеть от напряжения батареи, т.-е. той разиости иотенциалов V, до которой мы заряжаем конденсатор. Более точные измерения показывают, что эти величины V и Q связаны между собой прямой пропорциональностью, т.-е. для заряда одпого [и того же конденсатора до 7= 20,30,40,80 и 120 в требуется количество электричества соответственно в 2, 3, 4, 8 и 12 раз большее, чем для заряда этого же конденсатора до 10 в. Следует иметь в виду, что для успеха опыта конденсатор перед каждой новой зарядкой должен быть разряжаем, для чего следует при разомкнутом ключе В соединять клеммы коидеисатора каким-нибудь металлическим проводником. Для этой цели более удобна схема, изображенная на рис. 2. Ключ К взят телеграфного тина и его рычаг может быть соединяем с клеммами а или Ь.

VIII. Конденсатор

Е. Горячкин

При иоложеиин рычага па клемме а конденсатор будет, очевидно, заряжаться от батареи и при соединении с клеммой Ъ разря- ащться.

Гальванометр или вольтметр в этом случао должен быть взят со шкалой, у которой пуль расположен посередине.

Возьмем топорь батарею о каким-нибудь одним напряжением и различные конденсаторы емкостью 0,25, 1, 2 и 4 микрофарады.

Сделаем опыты подобные ироды тущим, заряжап конденсаторы различной омкости от одной п той же батареи и наблюдая за степенью откл тения стрелки. Наблюдения покажут, что для зарядки различных конденсаторов до одной и той же разности потенциалов необходимы неодинаковые количества электричества. Следовательно, обобщая наблюдения всех проделанных опытов, необходимо сказ itl, что количество электричества нужного для зарядки конденсатора до некоторой разности потенциалов, зависит не только от этой последней величины, но также еще и от какого-то снойства самого копденсатора. Это свойство или способность различных копдепсаторов брать для своей зарядки до одинаковой разиости потенциалов различные по всличние количества электричества принято характеризовать термниом „емкость**. С точкп зрения обы- денной жизни две бочки, изображенные на рис. 3, одинаково емки, так как могут вместить одинаковое количество ведер воды. Если конденсатор ддя аналогии сравнить с бочкой и количество электричества —с количеством налитой воды, то, очевидно, разность патенциалов должна быть уподоблена высоте поверхности жидкости от дна бочки. Тогда бочкг А будет электрически более емка, чем бочка В. Действительно, для достижения одинаковой высоты поверхности жидкости от дна (заряда до одной и той же разности потенциалов) пришлось бы в бочки налить различное количество воды (ввести различное количество электричества).

Теория и опыт показывают, что количество электричества Q, необходимого для зарядки конденсатора емкостью С до разности потеициалов V, может быть выражено фор-

Для подсчетов по этой формуле V подставляется в вольтах, С в фарадах и Q в кулонах. Формула (1) может быть представлена в виде

C = f

откуда емкость конденсатора может быть определена как отношение величины количества электричества к величине разности потенциалов, до которой зарядился конденсатор.

Сделаем для примера следующий расчет: требуется определить количество электричества, необходимого для зарядки копденсатора

емкостью 2 мф до разности потенциалов равной 120 в.

По формуле паходим:

Q —С. Г=0,000002 X120 = 0,00024 кулона. Количество электрической энергии Р, запасенной заряженным коиденсатором, может быть подсчитано по формуле:

где V подставляется в вольтах, С в фарадах и Р — в джоулях.

Так, папрнмер, в конденсаторе емкостью 2 мф, заряжением до разиости потенциалов 120 в запасено:

„ CVа 0,000002.(120)2 _,

73 а |г—-= 0,014 джоуля.

2 —

2

Вернемся теперь к схеме, изображенной на рис. 3 и займемся изучением ^некоторых явлений. Как было указано ранее, при положении ключа на клемме а конденсатор будет заряжаться от батареи и гальванометр G отметит возникновение тока продолжающегося очень короткое время, до тех пор, пока разность потеациалов па клеммах конденсатора пе сделается равной напряжению батареи. В дальнейшем стрелка гальванометра будет оставаться иа нуле, указывая тем самым, что никакого тока в ценя пе теч-т. Таким образом, важно заметить, что при введении нонденсатора в цепь постоянного тока, ток возникает только в моменты зарядни конденсатора и затем прекращается. Перекинув рычаг ключа па клемму Ь, и тем самым замкнув обкладки конденсатора проводником, обнаружим, что стрелка гальванометра на короткое время даст отклонение, но в противоположную сторону, по сравнению с предыдущим случаем. Здесь мы имеем возникновение разрядного тока, продолжлющегося до тех пор, пока разность потенциалов на клеммах конденсатора не сделается равной нулю.

Будем теперь заряжать конденсатор и разряжать его, для чего необходимо рычаг ключа соединять поочередно то с клеммой а„ то с клеммой Ь. Стрелка гальванометра будет давать отклонения при зарядах в одну сторону, при разрядах в противоположную". При быстро следующих одоа за другой зарядках и разрядках стрелка гальванометра останется на нуле, но успевая следовать за направлениями текущих токов. Если гальванометр переключить так, что-бы on отклонялся всегда только в одну сторону, отмечая зарядные токи, при быстрой* работе ключом отклонение стрелки будет непрерывным и тем большим, чем быстрее следуют друг за другом зарядки конденсатора. Сила тока, как известно, показывает количество электричества, протекающего- через проводник в 1 секунду. Если на каждую зарядку конденсатора идет Q единиц

LLLLl—

=щ.

пл

Рис. 3.