Конденсатор - что это такое и как он работает

Как работает конденсатор можно понять на простом примере приведенном ниже.

Электрический конденсатор это маленький прибор, основная задача которого пропускать токи одной частоты и не пропускать токи другой. Чем выше частота электрического тока, тем лучше он проходит сквозь него, при условии, что емкость конденсатора не меняется. Постоянный ток через конденсатор пройти не может. То есть если у нас есть смесь постоянного и переменного тока (Рис. 1), то мы можем разделить их.

Рисунок 1

Попробуем разобраться, как это работает.

Представим, что у нас есть труба, по которой прокачивается вода. Насос устроен таким образом, что направление тока воды в трубе меняется 10 раз в секунду, то есть течет, то в одну, то в другую сторону. Также представим, что у нас в трубу включен некий цилиндр, внутри которого есть поршень. Поршень может перемещаться внутри цилиндра в обе стороны от нейтрального положения. В случае если давления в трубе нет, пружины, закрепленные по обе стороны от поршня, возвращают его в нейтральное положение (рис 2). Что будет, если мы включим насос? Вы помните, что насос качает воду то в одну, то в другую сторону. В первый полупериод работы насоса, то есть когда вода течет по часовой стрелке, давление воды будет смещать поршень вправо, и таким образом до тех пор, пока сила упругости пружины не уравновесится с давлением воды, по трубе будет течь ток. Как только крайнее положение будет достигнуто, движение поршня а, следовательно, ток воды в трубе прекратится. Далее, следующий полупериод работы насоса, вода течет против часовой стрелки, поршень вместе с водой движется влево, аналогично первому полупериоду, до того как крайнее положение будет достигнуто. То есть, не смотря на то, что поршень изолируем одну часть трубу от другой в трубе течет вода попеременно-то в одну, то в другую сторону.

Рисунок 2

Теперь аналогии с электричеством. Насос это источник переменного тока – тока, который течет то в одну, то в другую сторону, труба - обыкновенные провода, цилиндр с поршнем – конденсатор. Переменный ток беспрепятственно проходит через конденсатор при том, что сопротивление между обкладками составляет миллионы Ом. Если мы попытаемся приложить к конденсатору постоянный ток, то конденсатор пропустит маленькую часть электричества до тех пор, пока не зарядится. Это будет эквивалентно передвижению поршня в крайнее положение в приме наверху, затем ток протекать не будет, до тех пор, пока мы не поменяем направление тока.

Как мы можем применить эту особенность конденсатора на частном примере? Допустим, у нас есть очень чувствительный к пульсациям напряжения электронный прибор. Что такое пульсации напряжения? Это сумма постоянного и переменного токов. При этом постоянный ток это полезный, то есть тот который нам необходим для питания прибора, а переменный в данном случае «вредный» или паразитный, как говорят в электронике. Как эти пульсации образуются? Это очень длинная история, но если говорить коротко очень мощные источники или потребители энергии могут наводить на линии электропередачи паразитные переменные токи.

Наша задача ограничить пульсации напряжения то есть отфильтровать постоянный ток от переменного.

Для этого мы можем использовать конденсатор, как показано на рисунке 3. Конденсатор С будет пропускать переменные токи на корпус, то есть замыкать их накоротко. При этом постоянный ток сквозь конденсатор проходить не будет, то есть его значение останется без изменений.

Таким образом, осуществляется фильтрация питающего напряжения по переменному току.

обновлено 20.11.2012