В
Рис. 6. Ємності в електричному ланцюзі. А, В і С являють собою ідеальні цілі без опору. Коли ключ S 1 замкнутий (А), ємність заряджається миттєво до напруги V 0 . Якщо потім S 1 розімкнути (В), потенціал залишиться на ємності. Замикання ключа S 2 (С) миттєво розряджає ємність. На (О) ємність розряджається через опір R. Максимальний струм розряду I = V 0 /R.
.
Конденсатор складається з двох які проводять електрику пластин (зазвичай металевих), розділених ізолятором (Повітрям, слюдою, маслом або пластиком). Коли на пластини прикладається напруга (рис. 6А), заряд моментально переміщається з однієї пластини на іншу по зовнішній ланцюга. Однак, коли конденсатор повністю заряджений, струм припиняється, так як він не може проходити через ізолятор. Ємність (С) конденсатора визначається кількістю заряду (q) який він може зберігати на кожен вольт, прикладений до нього:
В
Одиниця виміру ємності - кулон/вольт, або фарад (Ф). Чим більше розмір платівок і чим вони ближче один до одного, тим більше місткість. Конденсатор ємністю 1 фарад дуже великий; часто використовувані ємності - порядку микрофарад (мкФ) і менше.
Коли ключ на рис. 6А замикається, відбувається моментальне поділ зарядів на пластинах. Кількість заряду, що зберігається в конденсаторі, пропорційно його ємності і величиною прикладеної до нього напруги (V 0 ,). Коли ключ розмикається, як на рис. 6В, заряд конденсатора залишається, так само як і напруга (V) між пластинками. (Можна іноді отримати несподівану електротравму від електронної апаратури, коли вона вже була виключена, тому що деякі конденсатори в ланцюзі можуть залишитися зарядженими). Конденсатор можна розрядити замиканням другого перемикача, як показано на рис. 6С. Рух струму знову ж буде миттєвим, повертаючи заряд і напруга конденсатора до нуля. Якщо ж розряджати конденсатор через опір (R, ріс.6D), розрядка буде поступовою. Це відбувається тому, що опір обмежує величину струму. Якщо напруга в конденсаторі - V, тоді за законом Ома максимальний струм дорівнює I = V/R. У ланцюзі без опору величина струму збільшується, стає нескінченно великою і конденсатор розряджається за нескінченно малий проміжок часу; якщо опір дуже велике, конденсатор розряджається дуже довго. Швидкість розрядки в даний момент часу, dq/dt, відповідає струму, що протікає в цей момент. Інакше кажучи, dq/dt =-V/R (з негативним знаком, тому що заряд зменшується з часом), де V, спочатку рівна напрузі батареї, зменшується по міру розрядження конденсатора. Так як g = CV, dq/dt = CdV/dt, можна написати CdV/dt =-V/R, або
В
Рис. 7. Зарядка ємності. На (А) ємність заряджається зі швидкістю, обумовленою опором. На (В) швидкість зарядки залежить від двох опор...
