Что происходит в конденсаторе: Электрический конденсатор

-12 Ф/м..

•  Полярность конденсатора;

•  Номинальное напряжение;

•  Удельная емкость и другие.

Величина емкости конденсатора зависит от

• Площадь пластин. Это понятно из формулы: емкость прямо пропорциональна заряду. Естественно, увеличив площадь обкладок, получаем большее количество заряда.

• Расстояния между обкладками. Чем они ближе расположены, тем больше напряженность получаемого электрического поля.

Устройство конденсатора

Наиболее распространенные конденсаторы —  это плоские и цилиндрические. Плоские состоят из пластин, удаленных друг от 
друга на небольшое расстояние. Цилиндрические, собираются при помощи цилиндров равной длины и разного диаметра. Все конденсаторы, в принципе, устроены одинаково. Разница, в основном, в том, какой материал используется в качестве диэлектрика. По типу диэлектрической среды и классифицируют конденсаторы, которые бывают жидкими, вакуумными, твердыми, воздушными.

Как заряжается и разряжается конденсатор?

При подключении к источнику постоянного тока, обкладки конденсатора заряжаются, одна приобретает положительный потенциал, а другая отрицательный. Между обкладками противоположные по знаку, но равные по значению, электрические заряды создают электрическое поле. Когда напряжения станут одинаковыми и на обкладках, и на источнике подаваемого тока, движение электронов прекратится и зарядка конденсатора закончится. Определенный промежуток времени конденсатор сохраняет заряды и выполняет функции автономного источника электроэнергии. В таком состоянии он может находиться достаточно долгое время. Если вместо источника, включить в цепь резистор, то конденсатор разрядится на него. 

Процессы, происходящие в конденсаторе

При подключении прибора к переменному или постоянному току в нем будут происходить разные процессы. Постоянный ток не пойдет по цепи с конденсатором. Так как между его обкладками находится диэлектрик, цепь фактически разомкнута.

Переменный ток, за счет того что периодически меняет направление, может проходить через конденсатор. При этом происходит периодический разряд и заряд конденсатора. На протяжении первой четверти периода заряд идет до максимума, в нем запасается электроэнергия, в следующую четверть конденсатор разряжается и электрическая энергия возвращается обратно в сеть.  В цепи переменного тока, конденсатор обладает кроме активного сопротивления, еще и реактивной составляющей. Кроме того, в конденсаторе, ток опережает напряжение на 90 градусов, это важно учитывать, при построении векторных диаграмм. 

Применение

Конденсаторы используются в радиотехнике, электронике, автоматике. Конденсатор –незаменимый элемент, который применяется во многих отраслях электротехники, на предприятиях, в научных разработках. Как пример, при необходимости, выступает в качестве разделителя токов: переменного и постоянного, применяется в конденсаторных установках, если необходимо компенсировать реактивную мощность, применяется как накопитель электричества в электросетях.

 

Советуем прочесть — Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Просмотров:

Электрический конденсатор — это… Что такое Электрический конденсатор?

Основа конструкции конденсатора — две токопроводящие обкладки, между которыми находится диэлектрик Слева — конденсаторы для поверхностного монтажа; справа — конденсаторы для объёмного монтажа; сверху — керамические; снизу — электролитические. На полярных SMD конденсаторах + обозначен полоской. SMD — конденсатор на плате, макрофотография Различные конденсаторы для объёмного монтажа

Конденса́тор (от лат. condensare — «уплотнять», «сгущать») — двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля. Конденсатор является пассивным электронным компонентом. Обычно состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок.

История

В 1745 году в Лейдене немецкий физик Эвальд Юрген фон Клейст и голландский физик Питер ван Мушенбрук случайно создали конструкцию-прототип электрического конденсатора — «лейденскую банку». Первые конденсаторы, состоящие из двух проводников разделенных непроводником (диэлектриком), упоминаемые обычно как конденсатор Эпинуса или электрический лист, были созданы ещё раньше.^[1]

Свойства конденсатора

Конденсатор в цепи постоянного тока может проводить ток в момент включения его в цепь (происходит заряд или перезаряд конденсатора), по окончании переходного процесса ток через конденсатор не течёт, так как его обкладки разделены диэлектриком. В цепи же переменного тока он проводит колебания переменного тока посредством циклической перезарядки конденсатора, замыкаясь так называемым током смещения.

С точки зрения метода комплексных амплитуд конденсатор обладает комплексным импедансом

,

где j — мнимая единица, ω — циклическая частота (рад/с) протекающего синусоидального тока, f — частота в Гц, C — ёмкость конденсатора (фарад). Отсюда также следует, что реактивное сопротивление конденсатора равно: . Для постоянного тока частота равна нулю, следовательно, реактивное сопротивление конденсатора бесконечно (в идеальном случае).

При изменении частоты изменяются диэлектрическая проницаемость диэлектрика и степень влияния паразитных параметров — собственной индуктивности и сопротивления потерь. На высоких частотах любой конденсатор можно рассматривать как последовательный колебательный контур, образуемый ёмкостью C, собственной индуктивностью L_C и сопротивлением потерь R_n.

Резонансная частота конденсатора равна

При f > f_p конденсатор в цепи переменного тока ведёт себя как катушка индуктивности. Следовательно, конденсатор целесообразно использовать лишь на частотах f < f_p, на которых его сопротивление носит ёмкостный характер. Обычно максимальная рабочая частота конденсатора примерно в 2—3 раза ниже резонансной.

Конденсатор может накапливать электрическую энергию. Энергия заряженного конденсатора:

где U — напряжение (разность потенциалов), до которого заряжен конденсатор.

Обозначение конденсаторов на схемах

В России условные графические обозначения конденсаторов на схемах должны соответствовать ГОСТ 2.728-74^[2] либо международному стандарту IEEE 315—1975:

На электрических принципиальных схемах номинальная ёмкость конденсаторов обычно указывается в микрофарадах (1 мкФ = 10⁶ пФ) и пикофарадах, но нередко и в нанофарадах. При ёмкости не более 0,01 мкФ, ёмкость конденсатора указывают в пикофарадах, при этом допустимо не указывать единицу измерения, то есть постфикс «пФ» опускают. При обозначении номинала ёмкости в других единицах указывают единицу измерения. Для электролитических конденсаторов, а также для высоковольтных конденсаторов на схемах, после обозначения номинала ёмкости, указывают их максимальное рабочее напряжение в вольтах (В) или киловольтах (кВ).

Например так: «10 мкФ x 10 В». Для переменных конденсаторов указывают диапазон изменения ёмкости, например так: «10 — 180». В настоящее время изготавливаются конденсаторы с номинальными ёмкостями из десятичнологарифмических рядов значений Е3, Е6, Е12, Е24, то есть на одну декаду приходится 3, 6, 12, 24 значения, так, чтобы значения с соответствующим допуском (разбросом) перекрывали всю декаду.

Характеристики конденсаторов

Основные параметры

Ёмкость

Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость, характеризующая способность конденсатора накапливать электрический заряд. В обозначении конденсатора фигурирует значение номинальной ёмкости, в то время как реальная ёмкость может значительно меняться в зависимости от многих факторов. Реальная ёмкость конденсатора определяет его электрические свойства. Так, по определению ёмкости, заряд на обкладке пропорционален напряжению между обкладками (q = CU). Типичные значения ёмкости конденсаторов составляют от единиц пикофарад до тысяч микрофарад.

Однако существуют конденсаторы (ионисторы) с ёмкостью до десятков фарад.

Ёмкость плоского конденсатора, состоящего из двух параллельных металлических пластин площадью S каждая, расположенных на расстоянии d друг от друга, в системе СИ выражается формулой: , где — относительная диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между пластинами (в вакууме равна единице), — электрическая постоянная, численно равная 8,854187817·10⁻¹² Ф/м. Эта формула справедлива, лишь когда d много меньше линейных размеров пластин.

Для получения больших ёмкостей конденсаторы соединяют параллельно. При этом напряжение между обкладками всех конденсаторов одинаково. Общая ёмкость батареи параллельно соединённых конденсаторов равна сумме ёмкостей всех конденсаторов, входящих в батарею.

или

Если у всех параллельно соединённых конденсаторов расстояние между обкладками и свойства диэлектрика одинаковы, то эти конденсаторы можно представить как один большой конденсатор, разделённый на фрагменты меньшей площади.

При последовательном соединении конденсаторов заряды всех конденсаторов одинаковы, так как от источника питания они поступают только на внешние электроды, а на внутренних электродах они получаются только за счёт разделения зарядов, ранее нейтрализовавших друг друга. Общая ёмкость батареи последовательно соединённых конденсаторов равна

или

Эта ёмкость всегда меньше минимальной ёмкости конденсатора, входящего в батарею. Однако при последовательном соединении уменьшается возможность пробоя конденсаторов, так как на каждый конденсатор приходится лишь часть разницы потенциалов источника напряжения.

Если площадь обкладок всех конденсаторов, соединённых последовательно, одинакова, то эти конденсаторы можно представить в виде одного большого конденсатора, между обкладками которого находится стопка из пластин диэлектрика всех составляющих его конденсаторов.

Удельная ёмкость

Конденсаторы также характеризуются удельной ёмкостью — отношением ёмкости к объёму (или массе) диэлектрика. Максимальное значение удельной ёмкости достигается при минимальной толщине диэлектрика, однако при этом уменьшается его напряжение пробоя.

Плотность энергии

Плотность энергии электролитического конденсатора зависит от конструктивного исполнения. Максимальная плотность достигается у больших конденсаторов, где масса корпуса невелика по сравнению с массой обкладок и электролита. Например, у конденсатора EPCOS B4345 с ёмкостью 12 000 мкФ, максимально допустимым напряжением 450 В и массой 1,9 кг плотность энергии при максимальном напряжении составляет 639 Дж/кг или 845 Дж/л. Особенно важен этот параметр при использовании конденсатора в качестве накопителя энергии, с последующим мгновенным её высвобождением, например, в пушке Гаусса.

Номинальное напряжение

Другой, не менее важной характеристикой конденсаторов является номинальное напряжение — значение напряжения, обозначенное на конденсаторе, при котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах.

Номинальное напряжение зависит от конструкции конденсатора и свойств применяемых материалов. При эксплуатации напряжение на конденсаторе не должно превышать номинального. Для многих типов конденсаторов с увеличением температуры допустимое напряжение снижается, что связано с увеличением тепловой скорости движения носителей заряда и, соответственно, снижению требований для образования электрического пробоя.

Полярность

Современные конденсаторы, разрушившиеся без взрыва благодаря специальной разрывающейся конструкции верхней крышки. Разрушение возможно из-за нарушения режима эксплуатациии (температуры, напряжения, полярности) или старения. Конденсаторы с разорванной крышкой практически неработоспособны и требуют замены, а если она просто вздувшаяся, но ещё не разорвана, то, скорее всего, скоро он выйдет из строя или сильно изменятся параметры, что сделает его использование невозможным.

Многие конденсаторы с оксидным диэлектриком (электролитические) функционируют только при корректной полярности напряжения из-за химических особенностей взаимодействия электролита с диэлектриком. При обратной полярности напряжения электролитические конденсаторы обычно выходят из строя из-за химического разрушения диэлектрика с последующим увеличением тока, вскипанием электролита внутри и, как следствие, с вероятностью взрыва корпуса.

Опасность разрушения (взрыва)

Взрывы электролитических конденсаторов — довольно распространённое явление. Основной причиной взрывов является перегрев конденсатора, вызываемый в большинстве случаев утечкой или повышением эквивалентного последовательного сопротивления вследствие старения (актуально для импульсных устройств). В современных компьютерах перегрев конденсаторов — также очень частая причина выхода их из строя, когда они стоят рядом с источниками повышенного тепловыделения (радиаторы охлаждения).

Для уменьшения повреждений других деталей и травматизма персонала в современных конденсаторах большой ёмкости устанавливают клапан или выполняют насечку на корпусе (часто можно заметить её в форме буквы X, K или Т на торце, иногда на больших конденсаторах она прикрыта пластиком). При повышении внутреннего давления открывается клапан или корпус разрушается по насечке, испарившийся электролит выходит в виде едкого газа и иногда даже жидкости, и давление спадает без взрыва и осколков.

Старые электролитические конденсаторы выпускались в герметичном корпусе и не имели никаких защит от взрыва. Взрывная сила частей корпуса может быть достаточно большой и травмировать человека.

В отличие от электролитических, взрывоопасность оксиднополупроводниковых (танталовых) конденсаторов связана с тем, что такой конденсатор фактически представляет собой взрывчатую смесь: в качестве горючего служит тантал, а в качестве окислителя — двуокись марганца, и оба этих компонента в конструкции конденсатора перемешаны в виде тонкого порошка. При пробое конденсатора или при его случайной переполюсовке выделившееся при протекании тока тепло инициирует реакцию между данными компонентами, протекающую в виде сильной вспышки с хлопком, что сопровождается разбрасыванием искр и осколков корпуса. Сила такого взрыва довольно велика, особенно у крупных конденсаторов, и способна повредить не только соседние радиоэлементы, но и плату. При тесном расположении нескольких конденсаторов возможен прожог корпусов соседних конденсаторов, что приводит к одновременному взрыву всей группы.

Паразитные параметры

Реальные конденсаторы, помимо ёмкости, обладают также собственными сопротивлением и индуктивностью. С высокой степенью точности, эквивалентную схему реального конденсатора можно представить следующим образом:

C — собственная ёмкость конденсатора; r — сопротивление изоляции конденсатора; R — эквивалентное последовательное сопротивление; L — эквивалентная последовательная индуктивность.

Электрическое сопротивление изоляции конденсатора — r

Сопротивление изоляции — это сопротивление конденсатора постоянному току, определяемое соотношением r = U / I_ут, где U — напряжение, приложенное к конденсатору, I_ут — ток утечки.

Эквивалентное последовательное сопротивление — R

Эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС (англ. ESR), внутреннее сопротивление) обусловлено главным образом электрическим сопротивлением материала обкладок и выводов конденсатора и контакта(-ов) между ними, а также потерями в диэлектрике. Обычно ЭПС возрастает с увеличением частоты тока, протекающего через конденсатор, вследствие поверхностного эффекта.

В большинстве случаев этим параметром можно пренебречь, но иногда (напр., в случае использования электролитических конденсаторов в фильтрах импульсных блоков питания) достаточно малое его значение может быть жизненно важным для надёжности устройства. В электролитических конденсаторах, где одним из электродов является электролит, этот параметр прогрессивно увеличивается по мере эксплуатации вследствие испарения и гидролиза электролита, довольно быстро в некачественных образцах (см. Capacitor plague (англ.)).

Некоторые схемы (например, стабилизаторы напряжения) могут требовать определенного диапазона ESR конденсаторов в своих цепях. Это связано с учетом этого параметра в фазочастотной характеристике (ФЧХ) цепи обратной связи стабилизатора, влияющей на устойчивость и качество переходных процессов.

Существуют специальные приборы (ESR-метры) для измерения этого достаточно важного параметра конденсатора, по которому можно часто определить пригодность его дальнейшего использования в определённых целях. Этот параметр, кроме собственно ёмкости (ёмкость — это основной параметр) — часто имеет решающее значение в исследовании состояния старого конденсатора, стоит ли использовать его в определённой схеме, или он прогнозируемо выйдет за пределы допустимых отклонений.

Эквивалентная последовательная индуктивность — L

Эквивалентная последовательная индуктивность обусловлена, в основном, собственной индуктивностью обкладок и выводов конденсатора. Результатом этой распределенной паразитной индуктивности является превращение конденсатора в колебательный контур с характерной собственной частотой резонанса. Эта частота может быть измерена и обычно указывается в параметрах конденсатора либо в явном виде либо в виде рекомендованной максимальной рабочей частоты.

Саморазряд

Предварительно заряженный конденсатор с течением времени теряет запасённую энергию за счёт тока утечки, протекающего через слой диэлектрика между обкладками. Часто в справочниках на конденсаторы приводится параметр — постоянная времени саморазряда конденсатора, численно равная произведению ёмкости на сопротивление утечки. Это есть время, за которое начальное напряжение на отключённом конденсаторе уменьшится в e раз.

Тангенс угла диэлектрических потерь

Тангенс угла диэлектрических потерь — отношение мнимой и вещественной части комплексной диэлектрической проницаемости.

Потери энергии в конденсаторе определяются потерями в диэлектрике и обкладках. При протекании переменного тока через конденсатор векторы напряжения и тока сдвинуты на угол где δ — угол диэлектрических потерь. При отсутствии потерь δ = 0. Тангенс угла потерь определяется отношением активной мощности P_а к реактивной P_р при синусоидальном напряжении определённой частоты. Величина, обратная tg δ, называется добротностью конденсатора. Термины добротности и тангенса угла потерь применяются также для катушек индуктивности и трансформаторов.

Температурный коэффициент ёмкости (ТКЕ)

ТКЕ — относительное изменение ёмкости при изменении температуры окружающей среды на один градус Цельсия (кельвин). Таким образом, значение ёмкости от температуры представляется линейной формулой:

,

где — увеличение температуры в °C или К относительно нормальных условий, при которых специфицировано значение ёмкости. TKE применяется для характеристики конденсаторов со значительной линейной зависимостью ёмкости от температуры. Однако ТКЕ определяется не для всех типов конденсаторов.

Конденсаторы, имеющие нелинейную зависимость ёмкости от температуры, и конденсаторы с большими уходами ёмкости от воздействия температуры окружающей среды в обозначении имеют указание на относительное изменение ёмкости в рабочем диапазоне температур.

Диэлектрическая абсорбция

Если заряженный конденсатор быстро разрядить до нулевого напряжения путём подключения низкоомной нагрузки, а затем снять нагрузку и наблюдать за напряжением на выводах конденсатора, то мы увидим, что напряжение на обкладках снова появится как если бы мы разрядили конденсатор не до нуля. Это явление получило название диэлектрическая абсорбция (диэлектрическое поглощение). Конденсатор ведёт себя так, словно параллельно ему подключено множество последовательных RC-цепочек с различной постоянной времени. Интенсивность проявления этого эффекта зависит в основном от свойств диэлектрика конденсатора.

Подобный эффект можно наблюдать практически на всех типах диэлектриков. В электролитических конденсаторах он особенно ярок и является следствием химических реакций между электролитом и обкладками. У конденсаторов с твердым диэлектриком (например, керамических и слюдяных) эффект связан с остаточной поляризацией диэлектрика. Наименьшим диэлектрическим поглощением обладают конденсаторы с неполярными диэлектриками: тефлон (фторопласт), полистирол, полипропилен и т. п.

Эффект зависит от времени зарядки конденсатора, времени закорочения, иногда от температуры. Количественное значение абсорбции принято характеризовать коэффициентом абсорбции, который определяется в стандартных условиях.

Особое внимание в связи с эффектом следует уделять измерительным цепям постоянного тока: прецизионным интегрирующим усилителям, устройствам выборки-хранения, некоторым схемам на переключаемых конденсаторах.

Пьезоэффект

Многие керамические материалы обладают пьезоэффектом — способностью генерировать разность потенциалов при механических деформациях. Диэлектрики некоторых керамических конденсаторов также могут обладать таким свойством. Обычно это проявляется в возникновении помех в электрических цепях вследствие шума или вибрации.

Самовосстановление

В некоторых типах конденсаторов в месте пробоя изоляции прогорают обкладки — и конденсатор продолжает работать с незначительно уменьшенной ёмкостью.

Классификация конденсаторов

Слюдяной герметичный конденсатор в металлостеклянном корпусе типа «СГМ» для навесного монтажа

Основная классификация конденсаторов проводится по типу диэлектрика в конденсаторе. Тип диэлектрика определяет основные электрические параметры конденсаторов: сопротивление изоляции, стабильность ёмкости, величину потерь и др.

По виду диэлектрика различают:

• Конденсаторы вакуумные (обкладки без диэлектрика находятся в вакууме).
• Конденсаторы с газообразным диэлектриком.
• Конденсаторы с жидким диэлектриком.
• Конденсаторы с твёрдым неорганическим диэлектриком: стеклянные (стеклоэмалевые, стеклокерамические, стеклоплёночные), слюдяные, керамические, тонкослойные из неорганических плёнок.
• Конденсаторы с твёрдым органическим диэлектриком: бумажные, металлобумажные, плёночные, комбинированные — бумажноплёночные, тонкослойные из органических синтетических плёнок.
• Электролитические и оксидно-полупроводниковые конденсаторы. Такие конденсаторы отличаются от всех прочих типов прежде всего большой удельной ёмкостью. В качестве диэлектрика используется оксидный слой на металлическом аноде. Вторая обкладка (катод) — это или электролит (в электролитических конденсаторах), или слой полупроводника (в оксидно-полупроводниковых), нанесённый непосредственно на оксидный слой. Анод изготовляется, в зависимости от типа конденсатора, из алюминиевой, ниобиевой или танталовой фольги или спечённого порошка.
• Твердотельные конденсаторы — вместо традиционного жидкого электролита используется специальный токопроводящий органический полимер или полимеризованный органический полупроводник. Время наработки на отказ ~50000 часов при температуре 85°С. ЭПС меньше чем у жидко-электролитических и слабо зависит от температуры. Не взрываются.

Керамический подстроечный конденсатор

Кроме того, конденсаторы различаются по возможности изменения своей ёмкости:

• Постоянные конденсаторы — основной класс конденсаторов, не меняющие своей ёмкости (кроме как в течение срока службы).
• Переменные конденсаторы — конденсаторы, которые допускают изменение ёмкости в процессе функционирования аппаратуры. Управление ёмкостью может осуществляться механически, электрическим напряжением (вариконды, варикапы) и температурой (термо­конденсаторы). Применяются, например, в радиоприёмниках для перестройки частоты резонансного контура.
• Подстроечные конденсаторы — конденсаторы, ёмкость которых изменяется при разовой или периодической регулировке и не изменяется в процессе функционирования аппаратуры. Их используют для подстройки и выравнивания начальных ёмкостей сопрягаемых контуров, для периодической подстройки и регулировки цепей схем, где требуется незначительное изменение ёмкости.

В зависимости от назначения можно условно разделить конденсаторы на конденсаторы общего и специального назначения. Конденсаторы общего назначения используются практически в большинстве видов и классов аппаратуры. Традиционно к ним относят наиболее распространённые низковольтные конденсаторы, к которым не предъявляются особые требования. Все остальные конденсаторы являются специальными. К ним относятся высоковольтные, импульсные, помехоподавляющие, дозиметрические, пусковые и другие конденсаторы.

Также различают конденсаторы по форме обкладок: плоские, цилиндрические, сферические и другие.

Сравнение конденсаторов постоянной ёмкости

Тип конденсатора	Используемый диэлектрик	Особенности/применения	Недостатки
Бумажные конденсаторы	Бумага/пропитанная бумага	Пропитанная бумага широко использовалась в старых конденсаторах. В качестве пропитки использовался воск, масло или эпоксидная смола. Некоторые подобные конденсаторы до сих пор применяются для работы при высоком напряжении, но в большинстве случаев теперь вместо них используют плёночные конденсаторы.	Большой размер. Большая гигроскопичность, из-за чего они поглощают влагу из воздуха даже при наличии пластикового корпуса и пропитки. Поглощённая влага ухудшает их характеристики, повышая диэлектрические потери и понижая сопротивление изоляции.
Металлизированные бумажные конденсаторы	Бумага	Меньший размер, чем у бумажно-фольговых конденсаторов	Подходят только для слаботочных применений. Вместо них стали широко применяться металлизированные плёночные конденсаторы.
Полиэтилентерефталатные конденсаторы	Полиэтилентерефталатная плёнка	Меньше чем бумажные или полипропиленовые конденсаторы со схожими характеристиками. Могут использовать полоски фольги, металлизированную плёнку или их комбинации. ПЭТ конденсаторы почти полностью заменили бумажные для задач, где требуется работа с прямым (постоянным?) током. Имеют рабочие напряжения вплоть до 60000 вольт при постоянном токе, а рабочую температуру до 125 °C. Обладают невысокой гигроскопичностью.	Температурная стабильность ниже чем у бумажных. Могут применяться при низкочастотном переменном токе, но непригодны при высокочастотном из-за чрезмерного нагрева диэлектрика.
Полиамидные плёночные конденсаторы	Полиамид	Рабочая температура до 200 °C. Высокое сопротивление изоляции, хорошая стабильность, малый тангенс угла потерь.	Большие размеры и высокая цена.
Каптоновые конденсаторы	Полиимидная плёнка марки Каптон	Аналогичны ПЭТ, но обладают значительно более высокой рабочей температурой (вплоть до 250 °C).	Дороже ПЭТ. Температурная стабильность ниже чем у бумажных конденсаторов. Также могут применяться только при низкочастотном переменном токе, так как при высоких частотах происходит сильный нагрев диэлектрика.
Полистирольные конденсаторы	Полистирол	Отличные плёночные конденсаторы общего применения. Имеют отличную стабильность, высокую влагостойкость и малый отрицательный температурный коэффициент, позволяющий использовать их для компенсации положительного температурного коэффициента других компонентов. Идеальны для маломощных высокочастотных и прецизионных аналоговых задач.	Максимальная рабочая температура ограничена +85 °C. Сравнительно большие по размеру.
Поликарбонатные плёночные конденсаторы	Поликарбонат	Имеют лучшее сопротивление изоляции, тангенс угла потерь и диэлектрическую адсорбцию в сравнении с полистирольными конденсаторами. Обладают лучшей влагостойкостью. Температурный коэффициент примерно ±80 ppm. Выдерживают полное рабочее напряжение на всём температурном диапазоне (от −55 °C до 125 °C)	Максимальная рабочая температура ограничена на уровне 125 °C.
Полипропиленовые конденсаторы	Полипропилен	Чрезвычайно низкий тангенс угла потерь, более высокая диэлектрическая прочность, чем у поликарбонатных и ПЭТ конденсаторов. Низкая гигроскопичность и высокое сопротивление изоляции. Могут использовать полоски фольги, металлизированную плёнку или их комбинации. Плёнка совместима с технологией самолечения, повышающей надёжность. Могут работать на высоких частотах, в том числе при большой мощности, например, для индукционного нагрева (часто вместе с водяным охлаждением), благодаря очень низким диэлектрическим потерям. При более высоких ёмкостях и рабочем напряжении, например от 1 до 100 мкФ и напряжением до 440 вольт переменного тока, могут применяться как пусковые для работы с некоторыми типами однофазных электрических моторов.	Более чувствительны к повреждениям от кратковременных перенапряжений или переполюсовке чем пропитанные маслом бумажные конденсаторы.
Полисульфоновые плёночные конденсаторы	Полисульфон	Аналогичны поликарбонатным. Могут выдерживать полное номинальное напряжение на сравнительно высоких температурах. Поглощение влаги около 0,2 %, что ограничивает их стабильность.	Малая доступность и высокая стоимость.
Тефлоновые конденсаторы	Тефлон	Очень низкие диэлектрические потери. Рабочая температура до 250 °C, огромное сопротивление изоляции, хорошая стабильность. Используются в критичных задачах.	Большой размер из-за низкой диэлектрической постоянной, более высокая цена в сравнении с другими конденсаторами.
Металлизированные плёночные конденсаторы	ПЭТ или Поликарбонат	Надёжные и значительно меньшие по размеру. Тонкая металлизация может использоваться для придания им свойства самовосстановления.	Тонкая металлизация ограничивает максимальный ток.
Многоуровневые пластинчатые слюдяные конденсаторы	Слюда	Преимущества данных конденсаторов основаны на том, что их диэлектрик инертен. Он не изменяется со временем ни физически, ни химически, а также имеет хорошую температурную стабильность. Обладают очень высокой стойкостью к коронным разрядам.	Без правильной герметизации подвержены влиянию влажности, что ухудшает их параметры. Высокая цена из-за редкости и высокого качества диэлектрика, а также ручной сборки.
Металлизированные или серебряные слюдяные конденсаторы	Слюда	Те же преимущества, в дополнение обладают большей устойчивостью к влаге.	Более высокая цена.
Стеклянные конденсаторы	Стекло	Аналогичны слюдяным. Стабильность и частотные характеристики лучше, чем у слюдяных. Очень надёжные, очень стабильные, стойкие к радиации.	Высокая цена.
Температурно-компенсированные керамические конденсаторы	Смесь сложных соединений титанатов	Дешёвые, миниатюрные, обладают превосходными высокочастотными характеристиками и хорошей надёжностью. Предсказуемое линейное изменение ёмкости относительно температуры. Имеются изделия, выдерживающие до 15000 вольт	Изменение ёмкости при различном приложенном напряжении, частоте, подвержены старению.
Керамические конденсаторы с высокой диэлектрической постоянной	Диэлектрики, основанные на титанате бария	Миниатюрнее температурно-компенсированных конденсаторов из-за большей диэлектрической постоянной. Доступны для напряжений вплоть до 50000 вольт.	Обладают меньшей температурной стабильностью, ёмкость значительно изменяется при различном приложенном напряжении.
Алюминиевые электролитические конденсаторы	Оксид алюминия	Огромное отношение ёмкости к объёму, недорогие, полярные. В основном применяются как сглаживающие и питающие конденсаторы в источниках питания. Работа на отказ не нормируется, при расчёте составляет до 500000 часов с температурой 75°C	Высокие токи утечки, большое внутреннее сопротивление и индуктивность ограничивают возможность использования их на высоких частотах. Имеют низкую температурную стабильность и плохие отклонения параметров. Могут взорваться при превышении допустимых параметров и/или перегреве, при приложении обратного напряжения. Максимальное напряжение около 500 вольт.
Танталовые конденсаторы	Оксид тантала	Большое отношение ёмкости к объёму, малый размер, хорошая стабильность, большой диапазон рабочих температур. Широко используются в миниатюрном оборудовании и компьютерах. Доступны как в полярном, так и неполярном исполнении. Твёрдотельные танталовые конденсаторы имеют намного лучшие характеристики по сравнению с имеющими жидкий электролит.	Дороже алюминиевых электролитических конденсаторов. Максимальное напряжение ограничено планкой около 50 вольт. Взрываются при превышении допустимого тока, напряжения или скорости нарастания напряжения, а также при подаче напряжения неправильной полярности.
Твердотельные конденсаторы	Оксид алюминия, оксид тантала	Вместо традиционного жидкого электролита используется специальный токопроводящий органический полимер или полимеризованный органический полупроводник. Время наработки на отказ ~50000 часов при температуре 85°С. ЭПС меньше чем у жидко-электролитических и слабо зависит от температуры. Не взрываются.	Дороже обычных. При 105°С срок службы как у обычных электролитических. Рабочие напряжения до 35 В.
Литий-ионные конденсаторы	Ион лития	Литий-ионные конденсаторы обладают большей энергоёмкостью, сравнимой с батареями, безопаснее в сравнении с литий-ионными батареями, в которых начинается бурная химическая реакция при высокой температуре. По сравнению с ионисторами они имеют большее выходное напряжение. Удельная мощность у них сравнимa, но плотность энергии у Li-ion конденсаторов гораздо выше.	Новая технология.
Конденсаторы с двойным электрическим слоем (ионисторы)	Тонкий слой электролита и активированный уголь	Огромная ёмкость относительно объёма, маленький размер, низкое эквивалентное последовательное сопротивление. Доступны номиналы в сотни и даже тысячи фарад. Это сравнительно новая технология. Обычно используются для временного питания оборудования при замене батарей. Могут заряжаться и разряжаться бо́льшими токами, чем батареи, что делает их ценными для гибридных автомобилей. Полярные, имеют низкое номинальное напряжение (вольт на конденсаторную ячейку). Группы ячеек соединяются последовательно для повышения общего рабочего напряжения.	Относительно высокая стоимость.
Масляные конденсаторы переменного тока	Промасленная бумага	В основном разрабатывались для обеспечения очень больших ёмкостей для промышленного применения в цепях переменного тока, выдерживая при этом большие токи и высокие пиковые напряжения частотой силовой питающей сети. В их задачи входит пуск и работа электрических моторов переменного тока, разделение фаз, коррекция коэффициента мощности, стабилизация напряжения, работа с контрольным оборудованием и т. д.	Ограничены низкой рабочей частотой, поскольку на высоких частотах имеют высокие диэлектрические потери.
Масляные конденсаторы постоянного тока	Бумага или её комбинация с ПЭТ	Разработаны для работы при постоянном токе для фильтрации, удвоения напряжения, предотвращения образования дуги, как проходные и разделительные конденсаторы	При наличии пульсаций требуют уменьшения рабочего напряжения согласно предоставленным производителем графикам. Обладают бо́льшими размерами в сравнении с аналогами с полимерными диэлектриками.
Энергонакопительные конденсаторы	Конденсаторная крафт-бумага, пропитанная касторовым маслом или схожей жидкостью с высокой диэлектрической постоянной, и пластинки из фольги	Разработаны для работы в импульсном режиме с высоким током разряда. Лучше переносят изменение полярности напряжения чем многие полимерные диэлектрики. Обычно применяются в импульсных лазерах, генераторах Маркса, для импульсной сварки, при электромагнитной формовке и иных задачах, требующих использования импульсов большой мощности.	Имеют большой размер и вес. Их энергоёмкость значительно меньше чем у конденсаторов использующих полимерные диэлектрики. . Не способны к самолечению. Отказ подобного конденсатора может быть катастрофичным из-за большого объёма накопленной энергии.
Вакуумные конденсаторы	Вакуумные конденсаторы используют стеклянные или керамические колбы с концентрическими цилиндрическими электродами.	Чрезвычайно малые потери. Используются для мощных высоковольтных радиочастотных задач, таких как индукционный нагрев, где даже малые потери приводят к чрезмерному нагреву самого конденсатора. При ограниченном токе искры могут обладать самовосстановлением.	Очень высокая цена, хрупкость, большой размер, низкая ёмкость.

12 пФ, 20 кВ вакуумный конденсатор постоянной ёмкости. Два 8 мкФ, 525 В бумажных электролитических конденсатора в радио 1930х годов.^[3]

Применение конденсаторов

Конденсаторы находят применение практически во всех областях электротехники.

• Так как конденсатор способен длительное время сохранять заряд, то его можно использовать в качестве элемента памяти или устройства хранения электрической энергии.

• Измерительный преобразователь (ИП) малых перемещений: малое изменение расстояния между обкладками очень заметно сказывается на ёмкости конденсатора.
• ИП влажности воздуха, древесины (изменение состава диэлектрика приводит к изменению ёмкости).

• В схемах РЗиА конденсаторы используются для реализации логики работы некоторых защит. В частности, в схеме работы АПВ использование конденсатора позволяет обеспечить требуемую кратность срабатывания защиты.

• Измерителя уровня жидкости. Непроводящая жидкость заполняет пространство между обкладками конденсатора, и ёмкость конденсатора меняется в зависимости от уровня

• Фазосдвигающего конденсатора. Такой конденсатор необходим для пуска, а в некоторых случаях и работы однофазных асинхронных двигателей. Так же он может применяться для пуска и работы трехфазных асинхронных двигателей при питании от однофазного напряжения.

• Аккумуляторов электрической энергии. В этом случае на обкладках конденсатора должно быть достаточно постоянное значения напряжения и тока разряда. При этом сам разряд должен быть значительным по времени. В настоящее время идут опытные разработки электромобилей и гибридов с применением конденсаторов. Так же существуют некоторые модели трамваев в которых конденсаторы применяются для питания тяговых электродвигателей при движении по обесточенным участкам.

См. также

Примечания

1. ↑ «Курс Физики» профессора физико-математических наук А.Гано, перевод Ф.Павленко В.Черкасова, 1882 год.
2. ↑ ГОСТ 2.728-74 (2002). Архивировано из первоисточника 23 августа 2011. Проверено 25 сентября 2009.
3. ↑ Аббревиатура «MF» использовалась в то время для обозначения микрофарад; «MMF» употреблялась для микро-микрофрад = 10⁻¹² Ф или пикофарад.

Литература

Ссылки

Что такое конденсатор и как они используются

Приветствую, друзья!

Мы уже рассматривали, как устроены «кирпичики», из которых собран компьютер.

Вы уже знаете, как устроены и как работают полупроводниковые диоды, полевые и биполярные транзисторы.

Вы уже знакомы с таким понятием, как SMD компоненты.

Давайте познакомимся с еще одной интереснейшей штуковиной — конденсатором.

Из всего многообразия конденсаторов мы рассмотрим лишь те, которые используются в компьютерах и периферийных устройствах.

Что такое конденсатор?

Конденсатор — это деталь с двумя выводами (двухполюсник), позволяющая накапливать энергию.

Конденсатор характеризуется такой величиной, как ёмкость.

Чем больше ёмкость конденсатора, тем больше энергии он может накопить и тем (грубо говоря) больше его габариты.

Конденсатор может не только накапливать энергию, но и отдавать ее.

Именно в таком режиме он чаще всего и работает.

Конденсатор, в отличие от транзистора, является пассивным компонентом, т.е. есть он не может генерировать или усиливать сигнал.

Как устроен конденсатор?

В простейшем случае конденсатор состоит из двух металлических пластин (обкладок) и диэлектрика (изолятора) между ними. Чем больше размер пластин и чем меньше зазор между ними, тем больше емкость конденсатора.

Вообще говоря, конденсатор накапливает на обкладках заряд (множество элементарных частиц, каждая из которых обладает элементарным зарядом). Чем больший заряд накоплен, тем большая запасена энергия. Ёмкость конденсатора зависит также и от вида диэлектрика.

Две пластины, разделенные тонким воздушным слоем (воздух — тоже диэлектрик), обладают очень небольшой емкостью, и в таком виде конденсаторы не используются.

С помощью специальных материалов и технологических ухищрений научились достаточно большую ёмкость втискивать в очень небольшой объём.

Самый характерный пример — электролитические конденсаторы.

В них две металлические обкладки в виде длинных полос (чаще всего из алюминиевой фольги) разделены слоем бумаги, пропитанной электролитом.

Электролит вызывает образование тонкой пленки оксида (окисла), которая является хорошим диэлектриком.

Поэтому электролитические конденсаторы называют ещё оксидными. Полосы сворачивают и помещают в цилиндрический алюминиевый корпус.

Раньше выводы конденсаторов делали из меди – как из материала с высокой электропроводностью. Теперь же их нередко делают из более дешевых сплавов на основе железа. В этом можно убедиться, если поднести к ним магнит. Фирмачи научились экономить!

В керамических конденсаторах диэлектриком служит пластинка из керамики, а обкладками – напыленные на керамику пленки металлических сплавов.

В каких единицах измеряется емкость конденсатора?

Основная единица для измерения ёмкости – Фарад (Ф, старое название – Фарада).

Но это очень большая величина, поэтому на практике используются её производные — пикофарад (пФ, пикофарада), нанофарад (нФ, нанофарада), микрофарад (мкФ, микрофарада).

Один микрофарад = 1 000 нанофарад = 1 000 000 пикофарад.

В компьютерных блоках питания и в материнских платах используются электролитические конденсаторы ёмкостью несколько сотен или тысяч микрофарад.

Там же применяется малогабаритные керамические конденсаторы ёмкостью несколько сотен или тысяч пикофарад.

Керамические конденсаторы используются чаще всего в виде SMD компонентов.

Как обозначаются конденсаторы в электрических схемах?

Конденсаторы в электрических схемах обозначается в виде двух вертикальных черточек, разделенных небольшим пространством. Графическое изображение напоминает те самые две пластины, разделенные воздушным диэлектриком.

У электролитических конденсаторов возле одной из черточек (обкладок) помещается знак «+».

Это потому, что электролитические конденсаторы обычно имеют полярность, которую надо соблюдать при монтаже.

Отметим, что в некоторых случаях применяются электролитические неполярные конденсаторы.

Рядом наносится значение ёмкости конденсатора.

А если конденсатор электролитический — то и величина его рабочего напряжения.

Записи вида 1000 p (1000 pF) и 3,9 n (3,9 nF) означают соответственно 1000 пикофарад и 3,9 нанофарад (или 3900 пикофарад).

Запись вида 1000uFx16V  означает емкость 1000 микрофарад и рабочее напряжение 16 Вольт.

Напротив отрицательного электрода на корпусе конденсатора наносится соответствующая маркировка (знак «-»).

Где и как используются конденсаторы?

Перед тем как начать рассказывать об области применения конденсаторов, вспомним, что конденсатор это — две пластины, разделенные диэлектриком. Поэтому ток через конденсатор (в первом приближении) идти не может. Однако в цепи с конденсатором могут происходить процессы заряд и разряда. И во время этих процессов в цепи будут протекать токи заряда или разряда.

Таким образом, если переменное напряжение будет приложено  к цепи с конденсатором, в ней будет протекать переменный ток. Поэтому конденсатор можно охарактеризовать такой величиной как емкостное сопротивление (обозначается в технической литературе как Хс).

Емкостное сопротивление зависит от ёмкости конденсатора и частоты приложенного напряжения. Чем ёмкость и частота больше, тем меньше емкостное сопротивление. На этих эффектах основано применение конденсаторов в схемах фильтрации источников питания.

В компьютерных блоках питания для получения постоянных напряжений +3,3, +5, и +12 В используется двухполупериодная схема выпрямление с двумя диодами и фильтрующим конденсатором. Без конденсатора на нагрузке будет пульсирующее напряжение одной полярности.

Источник постоянного напряжения можно представить в виде эквивалентной схемы из генератора и двух сопротивлений, где R1 — это внутреннее сопротивление выпрямителя, а R2 — емкостное сопротивление конденсатора.

Генератор – это сумма постоянного и переменного напряжений (пульсирующее напряжение содержит в себе постоянную и переменную составляющую).

Таким образом, сигнал с генератора подается на частотно-зависимый делитель напряжения. Выходной сигнал снимается с нижнего плеча (конденсатора). Для постоянного напряжения сопротивление конденсатора очень велико, гораздо больше сопротивления выпрямителя. Поэтому уменьшения постоянного напряжения не происходит.

Для переменного напряжения сопротивления конденсатора очень мало, гораздо меньше сопротивления выпрямителя, поэтому происходит сильное ослабление переменной составляющей.

В реальной схеме ситуация несколько сложнее, так как к нижнему плечу делителя подключена нагрузка, обладающая сопротивлением. Поэтому полностью избавиться от пульсаций нельзя, можно только свести их к какому-то небольшому значению.

Вообще, такая комбинация активного сопротивления и конденсатора называется фильтром нижних частот, который пропускает постоянную составляющую и какой-то диапазон низких частот.

Чем выше частота входного переменного напряжения, тем сильнее оно ослабляется.

Так как необходимо сильное подавление пульсаций переменного напряжения, то используется электролитические конденсаторы большой емкости.

Назначение керамических SMD конденсаторов на материнской плате — подавлять высокочастотные помехи, возникающие при переключении транзисторов в микросхемах. Таким образом, электролитические конденсаторы фильтруют относительно низкочастотные помехи и пульсации, а керамические  — более высокочастотные.

Приведем еще один пример разделения переменной и постоянной составляющей. Пусть в схеме на рисунке сигнал в точке А будет иметь постоянную составляющую 5 В и переменную амплитудой 2 В.

После конденсатора,  в точке В будет уже только переменная составляющая той же амплитудой 2 В (если емкостное сопротивление конденсатора мало для такой частоты). Интересно, не правда ли?

По существу, это тоже частотно-зависимый делитель напряжения, где в виде нижнего плеча выступает сопротивление нагрузки. Такую комбинацию называют фильтром верхних частот, который не пропускает постоянную составляющие и низкие частоты, так как в емкостное сопротивление будет для них большим.

Заканчивая, отметим маленькую деталь: так как максимальное напряжение на конденсаторе будет равно сумме постоянной и переменной составляющей, его рабочее напряжение должно быть не менее этой величины.

Купить конденсаторы можно здесь:

Продолжение следует.

 

Глава 17 Конденсатор Фролова. Новые космические технологии

Глава 17 Конденсатор Фролова

Первые эксперименты, в домашней лаборатории, были проведены мной в 1991–1992 годах, как ни странно, еще до знакомства с работами Брауна. В то время, я поставил задачу получения движущей силы путем создания асимметрии кулоновских сил. Опубликовав результаты экспериментов в 1994 году, я получил много писем, отзывов и информации по аналогам, в том числе, по работам Томаса Т. Брауна.

Первоначально, мной была предложена схема, показанная на рис. 72. Это схема «конденсатора Фролова» из публикации 1994 года [32].

Рис. 72. Конденсатор Фролова, 1994 год. Асимметрия взаимодействия заряженных тел

В данном варианте, элементы конструкции (пластины) заряжены разноименно, и размещены так, как показано на рис. 72. Между ними возникают асимметричные силы электростатического притяжения. Сумма сил F12, действующих на вертикальный заряженный элемент, при векторном суммировании, равна нулю. Сумма сил F21, действующих на горизонтальные электроды, а через них, на корпус движителя, не равна нулю, и это обеспечивает движущую силу.

Важно учесть, что силы действуют между плоскими электростатически заряженными элементами. В электростатике, кулоновские силы всегда направлены перпендикулярно плоской поверхности.

Позже, была опубликована [33] другая схема асимметричного конденсатора Фролова, ее вариант показан на рис. 73. В классическом плоском конденсаторе (слева на рис. 73), платы расположены параллельно и притягиваются друг к другу с равными и противонаправленными силами. Сумма сил, действующая на систему в целом, равна нулю.

Рис. 73. Обычный конденсатор (слева) и конденсатор Фролова (справа)

В «конденсаторе Фролова» с Т-образным диэлектриком, показанном на рис. 73, два разноименно заряженных взаимодействующих тела (плоские или сферические) расположены в одной плоскости, и разделены «диэлектрической стеной», чтобы исключить электрический пробой вдоль минимального расстояния между электродами. Благодаря этому, формируется ненулевой суммарный вектор силы взаимодействия заряженных тел. Сферические или полусферические (выгнутые) заряженные тела удобнее, поскольку уменьшается утечка зарядов. У плоских электродов, происходит утечка зарядов с острых ребер пластин. Хорошие эффекты дает применение цилиндрических электродов, с закругленными торцами. Впрочем, торцы электродов можно изолировать, для уменьшения утечки.

Наблюдать эффект взаимного притяжения в «конденсаторе Фролова» интереснее, если два взаимодействующих заряженных тела закреплены на диэлектрическом основании с помощью упругих элементов, способных растягиваться. В такой конструкции, при включении источника разности потенциалов, заряженные тела сдвигаются по направлению к перегородке и заметно поднимаются, что делает эффект (наличие подъемной силы) очевидным.

Таким образом, геометрия диэлектрика, или особая геометрия и расположение заряженных элементов конструкции, обеспечивают условия создания активной движущей силы. При конструировании таких устройств, необходимо учесть, что эти силы электростатического взаимодействия всегда перпендикулярны заряженной поверхности.

В настоящее время, «конденсатор Фролова» более известен, как сочетание двух плоских кольцевых металлических электродов, разделенных цилиндрической диэлектрической перегородкой, рис. 74. В английском языке, этот вариант конструкции называют «Frolov’s Hat» – «шапка Фролова». Отметим, что диэлектрический диск и цилиндрическая перегородка должны быть выполнены из цельного куска диэлектрического материала, иначе, между электродами может произойти пробой через щель. Размеры устройства зависят от используемого напряжения между электродами. Повышение напряжения более 10 кВ нежелательно, так как это увеличивает потери на ионизацию, растет ток потребления.

Рис. 74. Вариант конденсатора Фролова с цилиндрической перегородкой

В развитие данной темы, предлагается вариант конструкции, которую могут выполнить современные производители микроэлектроники, с небольшими размерами элементов, например, менее одного миллиметра, рис. 75.

Рис. 75. Миниатюризация и пакетирование элементов

Известно, что электрический пробой наступает в воздушном зазоре при напряжении около 1000 Вольт на миллиметр. Малые размеры позволят работать при малых напряжениях, без ионизации воздуха. Кроме того, кулоновские силы быстро растут при уменьшении расстояния между телами, квадратичная зависимость. Для оптимизации схем, показанных на рис. 73 – рис. 75, можно использовать жидкий диэлектрик.

Ошибочно полагать, что заряженные элементы конструкции могут быть только металлическими электродами, как у Брауна. В большинстве предлагаемых мной конструкций электрокинетических движителей, могут применяться заряженные диэлектрики или электреты. Металлические элементы тоже дают некоторые силовые эффекты, но заряды с них быстро «стекают в воздух». Данный побочный процесс реактивный, и именно он искажает основную идею получения активной силы. Он может быть сильнее основного эффекта. Необходимо избегать этого побочного процесса конструктивными методами, например, придавая электродам сферическую или цилиндрическую форму, обеспечивая полировку поверхности и т. п.

На рис. 76 показан вариант конструкции, предложенной в 1994 году [32].

Рис. 76. Движитель Фролова с одноименно заряженными цилиндрическими элементами

В данном случае, мы рассматриваем кулоновские силы между несколькими диэлектрическими одноименно заряженными элементами: плоским электродом (основанием) и множеством цилиндрических заряженных элементов (трубок). Благодаря тому что силы, действующие на поверхность электрически заряженного диэлектрика, всегда перпендикулярныы поверхности, силы F21, действующие на пластину – основание, сонаправлены и суммируются. В то же время, силы, действующие на каждый цилиндрический элемент F12, с разных сторон, взаимно компенсируются. Эти особенности предлагается использовать для конструирования электрических движителей, создающих активную силу за счет ненулевой векторной суммы кулоновских сил.

Современные нанотехнологии позволяют реализовать концепцию, показанную на рис. 76, с помощью диэлектрических элементов малого размера, 100–200 нм. При таких размерах, кулоновские силы будут эффективно действовать на малых расстояниях при небольших напряжениях.

В примитивных экспериментах, которые были проведены в моей лаборатории, была обнаружена небольшая сила, на уровне 10-5 (N). В 1996–1998 годах я докладывал об данных результатах на конференциях, отправлял документы по данному проекту в ЦНИИ имени Хруничева, но не нашел интереса российских организаций к данной теме. В 1998 году, в Санкт-Петербург приезжали представители авиационного департамента корпорации Тойота, которые были ознакомлены с предлагаемым принципом и экспериментами. Позже, после 2002 года, мою лабораторию ООО «ЛНТФ» в Санкт-Петербурге посещали представители российского военного исследовательского института, но мои примитивные эксперименты с «заряженными шариками» не убедили их в перспективности предлагаемого метода. Буду рад развитию данной темы с заинтересованным заказчиком, имеющим собственную научно-техническую базу.

Наиболее интересен тот факт, что подъемная (движущая) сила сохраняется при выключенном источнике питания, постепенно спадая, по мере саморазряда конденсатора. Минимизируя токи утечки через диэлектрик, а также, снижая рабочее напряжение за счет миниатюризации элементов конструкции, мы можем устранить эффекты ионизации и потерь заряда. Сохранение разности потенциалов обеспечивает наличие движущей силы. Электреты, как особый тип диэлектрика, могут использоваться в таких конструкциях. Это позволит получать активную силу без затрат мощности от первичного источника, пока электреты сохраняют свой заряд. Современные электреты могут сохранять заряд годами. Перспективы интересные!

В Природе, встречается сочетание статического электричества и удивительных аэродинамических качеств, например, у бабочек, пчел, шмелей и т. п. Кстати, материал, из которого сделана их конструкция, не имеет металлических элементов, а является диэлектриком, и обладает электретными свойствами. Электрический заряд на поверхности «живого диэлектрика», в данном случае, обусловлен трением движущихся частей, и движением воздуха.

Вернемся к идеям Брауна. Задача создания движущей силы решается им не только за счет геометрической асимметрии элементов конструкции. Сила, как писал Браун, действует «в сторону большей интенсивности силовых линий электрического поля». Именно этот эффект показан на рис. 69.

В патенте Брауна № 3187206, есть упоминание о том, что движущую силу можно получить за счет асимметрии электродов, а также, «за счет прогрессивно изменяющийся диэлектрической проницаемости материала, находящегося между электродами». Браун также отметил возможность использования градиента электрической проводимости и полупроводниковых материалов, но эти методы создания движущей силы более энергозатратные, чем «градиентная электростатика».

Метод, основанный на градиенте свойств диэлектрика, представляется мне более технологичным и перспективным, чем геометрическая асимметрия, показанная на рис. 72 – рис. 76. Рассмотрим данный вопрос подробнее.

В курсе теории диэлектриков, есть интересное замечание о силе, действующей на частицы вещества, находящихся на границе раздела двух диэлектриков, имеющих различную диэлектрическую проницаемость, рис. 77. Различные свойства диэлектрической среды задают разное по величине электрическое поле E1 и E2, в области между двумя пластинами конденсатора.

Рис. 77. Граница раздела двух сред с разной диэлектрической проницаемостью

Эта сила F действует в сторону максимальной напряженности электрического поля E1, и «направлена по нормали к поверхности раздела диэлектриков», как пишет Б.М. Тареев в учебнике по диэлектрикам [34].

Учитывая это важное замечание по поводу нормального направления вектора силы, можно конструировать силовые установки активного (нереактивного) типа, в которых создается ненулевой суммарный вектор действующих электрических сил.

Напряженность электрического поля, как известно, есть градиент электрического потенциала, убывающего с увеличением расстояния от поверхности заряженного тела. Естественный градиент электрического потенциала, в частности, создаваемый вокруг заряженного шарика, показан на рис. 78. Частица бумаги, например, притягивается в поверхности заряженного шарика, именно благодаря этому градиенту электрического потенциала: она движется в сторону большей интенсивности силовых линий.

Рис. 78. Притяжение частицы к заряженному шарику в естественном электрическом поле

Создавая искусственный градиент потенциала, за счет свойств среды, окружающей заряженное тело, представляется возможным получить интересные эффекты.

На рис. 79 показан вариант предлагаемой конструкции, в которой выпуклая поверхность высоковольтного электрода покрыта градиентным диэлектриком, в котором послойно или плавно меняется величина диэлектрической проницаемости, при удалении от поверхности электрода. Наружный слой диэлектрика, для наших целей, должен иметь минимальное значение диэлектрической проницаемости, а внутренний слой – максимальное значение. В таком случае, около электрода величина потенциала будет минимальная, а при удалении от поверхности электрода, значение потенциала будет не уменьшаться, а увеличиваться. Это создает эффект «обратного электрического поля».

Рис. 79. Элемент активного движителя с градиентным диэлектриком

Напомню, что чем меньше диэлектрическая проницаемость среды, тем сильнее в данной области пространства напряженность электрического поля. При определенных условиях, на частицу, находящуюся в области градиентного диэлектрика, действует сила, направленная в сторону диэлектрика с меньшей величиной диэлектрической проницаемости. В обычном электрическом поле, как мы рассмотрели на рис. 78, частицы притягиваются к электроду, стремясь перейти в область максимальной напряженности поля. В «обратном электрическом поле», рис. 79, частицы вещества диэлектрика будут стремиться прочь от электрода, так как искусственно созданный градиент электрического потенциала заставляет их смещаться в сторону большей интенсивности силовых линий.

Уменьшение величины диэлектрической проницаемости, которое может быть создано плавно или слоями, в толще диэлектрика, с увеличением расстояния от поверхности электрода. Особые условия состоят в том, что мы должны не только уменьшить или компенсировать естественное уменьшение величины электрического потенциала, а добиться того, чтобы с расстоянием от заряженной поверхности изменение напряженности поля происходил быстрее, чем происходит естественное уменьшение потенциала, при удалении от электрода. Как писал Томас Браун, необходимо создать «прогрессивно изменяющуюся» диэлектрическую проницаем, ость.

Как известно, закон Кулона имеет квадратичную функцию. Следовательно, функция изменений потенциала с расстоянием от электрода, которую мы задаем с помощью конструктивного изменения диэлектрической проницаемости вещества диэлектрика, должна иметь крутизну более, чем квадратичная функция. В таком случае, для частиц диэлектрика, находящихся в толще диэлектрика, направление увеличения электрического потенциала будет обращено в сторону от заряженной поверхности. При такой ситуации, на них будет действовать сила, направленная в сторону максимальной величины потенциала, то есть, наружу от электрода.

Технологическая задача создания многослойного диэлектрика, или материала с прогрессивным градиентом диэлектрической проницаемости, достаточно сложная, но перспективная. Применение данной технологии в энергетике и оборонной промышленности имеет большие перспективы. Такие материалы, по моим расчетам, могут обеспечить активные действующие силы величиной около 100 тонн на квадратный метр поверхности специального конденсатора, при напряженности электрического поля около 10 киловольт. Такие мощные силовые эффекты, без учета побочной ионизации воздуха, должны объясняться некоторой работоспособной теорией.

Коротко по теории процесса. Существует несколько теоретических подходов, и все они опираются на предположение о наличии среды в вакууме, которая, при воздействии на нее, может приобретать некоторую структуру, поскольку она имеет определенные физические свойства, в том числе, плотность энергии.

Закон Кулона в квантовой электродинамике описывается, как обмен энергией виртуальных фотонов, происходящий между заряженными частицами. Аналогичные идеи рассматривает Берден [28]. На рис. 80 показана схема взаимодействия двух электрически заряженных тел, с точки зрения эфиродинамики.

Физики из России выяснили, как создать конденсатор c отрицательной емкостью

https://ria.ru/20190409/1552506693.html

Физики из России выяснили, как создать конденсатор c отрицательной емкостью

Физики из России выяснили, как создать конденсатор c отрицательной емкостью

Российские, французские и американские ученые разработали своеобразный антипод конденсатора, напряжение в котором падает, а не растет по мере накопления заряда. РИА Новости, 09.04.2019

2019-04-09T12:00

2019-04-09T12:00

2019-04-09T12:00

компьютерные технологии

физика

южный федеральный университет

франция

сша

наука

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn25.img.ria.ru/images/155250/65/1552506544_0:0:1440:810_1920x0_80_0_0_d08d8762052b30860cab94ad19ca9d15.jpg

МОСКВА, 9 апр — РИА Новости. Российские, французские и американские ученые разработали своеобразный антипод конденсатора, напряжение в котором падает, а не растет по мере накопления заряда. Оно поможет резко сократить аппетиты компьютеров, говорится в статье, опубликованной в журнале Communications Physics.Все современные электронные гаджеты построены не только на базе полупроводниковых транзисторов, но и бесчисленного множества конденсаторов. В самом упрощенном виде они представляют собой устройства, способные накапливать электрический заряд и избирательно проводить ток. Сегодня они используются не только для фильтрации и улучшения качества электрических сигналов, но и как ключевые компоненты ячеек памяти компьютеров и постоянных запоминающих устройств. Так называемые суперконденсаторы, обладающие рекордно высокой плотностью запасания энергии, в будущем могут стать основой электроэнергетики.Все конденсаторы работают схожим образом — они состоят из двух электродов, а также разделяющей их пустоты или диэлектрического материала. Если начать пропускать через них ток, то один из полюсов устройства приобретает положительный заряд, а второй — отрицательный в результате взаимодействий между электродами и формирования электрического поля внутри диэлектрика.Долгое время ученые считали, что конденсаторы могут удерживать только положительный заряд. С практической точки зрения это выражается в том, что количество запасенной энергии внутри них растет при увеличении разницы в напряжении между их полюсами.Почти полвека назад известный американский физик Рольф Ландауэр предположил и теоретически доказал, что возможно и обратное — напряжение на полюсах антиконденсатора будет падать, а не расти по мере накопления заряда. Подобное устройство позволит резко сократить аппетиты вычислительных машин и позволит защитить их от перегрева.За последние годы ученые создали несколько устройств, обладающих подобными свойствами, однако все они, по словам российских и зарубежных ученых, могут быть антиконденсаторами только в определенных условиях и приобретают такие свойства на исчезающе малое время. Это не позволяет использовать их в качестве части электрических цепей или электронных схем.Подобные неудачи, как отмечает Лукьянчук, в целом не вызывали удивления у ученых, так как они полностью совпадали с предсказаниями самого Ландауэра. Он считал, что полностью стабильный антиконденсатор будет почти невозможно создать на практике из-за особенностей в поведении тех материалов, где этот эффект может существовать.Лукьянчук и его коллеги решили эту проблему, открыв необычный механизм, который позволяет подобному устройству сохранять свои свойства без помощи других процессов в окружающей среде.Созданный ими антиконденсатор представляет собой набор из двух электродов и множества цилиндрических наночастиц, заточенных между ними. Эти структуры изготовлены из так называемых сегнетоэлектриков, веществ, в которых спонтанно возникают зоны с отрицательным и положительным зарядом благодаря неравномерному распределению электронов внутри них.Изучая свойства этих материалов, ученые обратили внимание на то, что электрическое поле, вырабатываемое электродами конденсаторов, будет необычным образом влиять на поведение так называемой доменной стенки. Она представляет собой своеобразную границу между положительной и отрицательной половинами материала, при пересечении которой его электрические свойства резко меняются.Как надеются ученые, подобные антиконденсаторы быстро проникнут в электронную промышленность, что поможет одновременно ускорить работу компьютеров и сделать их менее уязвимыми к перегреву благодаря тому, что теперь инженеры смогут резко снизить напряжение на транзисторах.

https://ria.ru/20180314/1516319445.html

https://ria.ru/20161007/1478708463.html

https://ria.ru/20180515/1520621154.html

франция

сша

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn25.img.ria.ru/images/155250/65/1552506544_180:0:1260:810_1920x0_80_0_0_6d2ba0b4e6d2cce644f110eb06cb4fe5.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

компьютерные технологии, физика, южный федеральный университет, франция, сша

МОСКВА, 9 апр — РИА Новости. Российские, французские и американские ученые разработали своеобразный антипод конденсатора, напряжение в котором падает, а не растет по мере накопления заряда. Оно поможет резко сократить аппетиты компьютеров, говорится в статье, опубликованной в журнале Communications Physics.

«Эти устройства в чем-то похожи на холодильник. Внутри него температура заметно ниже, чем снаружи, однако это, конечно же, компенсируется тем, что мы нагреваем окружающее пространство, тратя энергию на охлаждение холодильной емкости», — объясняет Игорь Лукьянчук из университета Пикарди в Амьене (Франция).

Все современные электронные гаджеты построены не только на базе полупроводниковых транзисторов, но и бесчисленного множества конденсаторов. В самом упрощенном виде они представляют собой устройства, способные накапливать электрический заряд и избирательно проводить ток.

Сегодня они используются не только для фильтрации и улучшения качества электрических сигналов, но и как ключевые компоненты ячеек памяти компьютеров и постоянных запоминающих устройств. Так называемые суперконденсаторы, обладающие рекордно высокой плотностью запасания энергии, в будущем могут стать основой электроэнергетики.

14 марта 2018, 11:11НаукаФизики из МГУ создали сверхбыстрый жидкокристаллический дисплей

Все конденсаторы работают схожим образом — они состоят из двух электродов, а также разделяющей их пустоты или диэлектрического материала. Если начать пропускать через них ток, то один из полюсов устройства приобретает положительный заряд, а второй — отрицательный в результате взаимодействий между электродами и формирования электрического поля внутри диэлектрика.

Долгое время ученые считали, что конденсаторы могут удерживать только положительный заряд. С практической точки зрения это выражается в том, что количество запасенной энергии внутри них растет при увеличении разницы в напряжении между их полюсами.

Почти полвека назад известный американский физик Рольф Ландауэр предположил и теоретически доказал, что возможно и обратное — напряжение на полюсах антиконденсатора будет падать, а не расти по мере накопления заряда. Подобное устройство позволит резко сократить аппетиты вычислительных машин и позволит защитить их от перегрева.

За последние годы ученые создали несколько устройств, обладающих подобными свойствами, однако все они, по словам российских и зарубежных ученых, могут быть антиконденсаторами только в определенных условиях и приобретают такие свойства на исчезающе малое время. Это не позволяет использовать их в качестве части электрических цепей или электронных схем.

Подобные неудачи, как отмечает Лукьянчук, в целом не вызывали удивления у ученых, так как они полностью совпадали с предсказаниями самого Ландауэра. Он считал, что полностью стабильный антиконденсатор будет почти невозможно создать на практике из-за особенностей в поведении тех материалов, где этот эффект может существовать.

7 октября 2016, 11:35НаукаФизики впервые создали квантовый «временной кристалл»Американские ученые впервые смогли создать экзотическую структуру – так называемый «временной кристалл», внутри которого время течет не непрерывно, а своеобразными «шагами».

Лукьянчук и его коллеги решили эту проблему, открыв необычный механизм, который позволяет подобному устройству сохранять свои свойства без помощи других процессов в окружающей среде.

Созданный ими антиконденсатор представляет собой набор из двух электродов и множества цилиндрических наночастиц, заточенных между ними. Эти структуры изготовлены из так называемых сегнетоэлектриков, веществ, в которых спонтанно возникают зоны с отрицательным и положительным зарядом благодаря неравномерному распределению электронов внутри них.

Изучая свойства этих материалов, ученые обратили внимание на то, что электрическое поле, вырабатываемое электродами конденсаторов, будет необычным образом влиять на поведение так называемой доменной стенки. Она представляет собой своеобразную границу между положительной и отрицательной половинами материала, при пересечении которой его электрические свойства резко меняются.

«В данном случае доменная стенка играет роль своеобразной растянутой пружины. Когда ее положение смещается в результате появления зарядового дисбаланса, она выпрямляется и высвобождает энергию упругой деформации. В результате этого она смещается дальше, чем мы ожидаем. Это и порождает отрицательную емкость», — продолжает Лукьянчук.

Как надеются ученые, подобные антиконденсаторы быстро проникнут в электронную промышленность, что поможет одновременно ускорить работу компьютеров и сделать их менее уязвимыми к перегреву благодаря тому, что теперь инженеры смогут резко снизить напряжение на транзисторах.

15 мая 2018, 17:33НаукаУченые из России «ощупали» материал для памяти будущего

Электрический конденсатор — Википедия

Основа конструкции конденсатора — две токопроводящие обкладки, между которыми находится диэлектрик Слева — конденсаторы для поверхностного монтажа; справа — конденсаторы для объёмного монтажа; сверху — керамические; снизу — электролитические. На танталовых конденсаторах (слева) полоской обозначен «+», на алюминиевых (справа) маркируют «-». SMD-конденсатор на плате, макрофотография Различные конденсаторы для объёмного монтажа

Конденса́тор (от лат. condensare — «уплотнять», «сгущать» или от лат. condensatio — «накопление») — двухполюсник с постоянным или переменным значением ёмкости^[1] и малой проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля.

Конденсатор является пассивным электронным компонентом.^[⇨] В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок (см. рис.). Практически применяемые конденсаторы имеют много слоёв диэлектрика и многослойные электроды, или ленты чередующихся диэлектрика и электродов, свёрнутые в цилиндр или параллелепипед со скруглёнными четырьмя рёбрами (из-за намотки). Ёмкость конденсатора измеряется в фарадах.

История

В 1745 году в Лейдене немецкий каноник Эвальд Юрген фон Клейст и независимо от него голландский физик Питер ван Мушенбрук изобрели конструкцию-прототип электрического конденсатора — «лейденскую банку»^[2]. Первые конденсаторы, состоящие из двух проводников, разделенных непроводником (диэлектриком), упоминаемые обычно как конденсатор Эпинуса или электрический лист, были созданы ещё раньше^[3].

Конструкция конденсатора

Конденсатор является пассивным электронным компонентом^[4]. В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок (см. рис.). Практически применяемые конденсаторы имеют много слоёв диэлектрика и многослойные электроды, или ленты чередующихся диэлектрика и электродов, свёрнутые в цилиндр или параллелепипед со скруглёнными четырьмя рёбрами (из-за намотки).

Свойства конденсатора

Конденсатор в цепи постоянного тока может проводить ток в момент включения его в цепь (происходит зарядка или перезарядка конденсатора), по окончании переходного процесса ток через конденсатор не течёт, так как его обкладки разделены диэлектриком.C=1jωC=−jωC=−j2πfC,{\displaystyle {\hat {Z}}_{C}={\frac {1}{j\omega C}}=-{\frac {j}{\omega C}}=-{\frac {j}{2\pi fC}},}

где j{\displaystyle j} — мнимая единица, ω{\displaystyle \omega } — циклическая частота (радиан/с) протекающего синусоидального тока, f{\displaystyle f} — частота в герцах, C{\displaystyle C} — ёмкость конденсатора (фарад). Отсюда также следует, что реактивное сопротивление конденсатора равно XC=1ωC.{\displaystyle \scriptstyle X_{C}={\tfrac {1}{\omega C}}.} Для постоянного тока частота равна нулю, следовательно, реактивное сопротивление конденсатора бесконечно (в идеальном случае).

При изменении частоты изменяются диэлектрическая проницаемость диэлектрика и степень влияния паразитных параметров — собственной индуктивности и сопротивления потерь. На высоких частотах любой конденсатор можно рассматривать как последовательный колебательный контур, образуемый ёмкостью C{\displaystyle C}, собственной индуктивностью Lc{\displaystyle L_{c}} и сопротивлением потерь Rn{\displaystyle R_{n}}.{2} \over 2C}}

где U{\displaystyle U} — напряжение (разность потенциалов), до которого заряжен конденсатор, q{\displaystyle q} — электрический заряд.

Обозначение конденсаторов на схемах

В России для условных графических обозначений конденсаторов на схемах рекомендуется использовать ГОСТ 2.728-74^[5] либо стандарт международной ассоциации IEEE 315—1975:

На электрических принципиальных схемах номинальная ёмкость конденсаторов обычно указывается в микрофарадах (1 мкФ = 1·10⁶ пФ = 1·10⁻⁶ Ф) и пикофарадах (1 пФ = 1·10⁻¹² Ф), но нередко и в нанофарадах (1 нФ = 1·10⁻⁹ Ф). При ёмкости не более 0,01 мкФ, ёмкость конденсатора указывают в пикофарадах, при этом допустимо не указывать единицу измерения, то есть постфикс «пФ» опускают. При обозначении номинала ёмкости в других единицах указывают единицу измерения. Для электролитических конденсаторов, а также для высоковольтных конденсаторов на схемах, после обозначения номинала ёмкости, указывают их максимальное рабочее напряжение в вольтах (В) или киловольтах (кВ). Например так: «10 мкФ × 10 В». Для переменных конденсаторов указывают диапазон изменения ёмкости, например так: «10—180». В настоящее время изготавливаются конденсаторы с номинальными ёмкостями из десятичнологарифмических рядов значений Е3, Е6, Е12, Е24, то есть на одну декаду приходится 3, 6, 12, 24 значения, так, чтобы значения с соответствующим допуском (разбросом) перекрывали всю декаду.

Характеристики конденсаторов

Основные параметры

Ёмкость

Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость, характеризующая способность конденсатора накапливать электрический заряд. В обозначении конденсатора фигурирует значение номинальной ёмкости, в то время как реальная ёмкость может значительно меняться в зависимости от многих факторов. Реальная ёмкость конденсатора определяет его электрические свойства. Так, по определению ёмкости, заряд на обкладке пропорционален напряжению между обкладками (q = CU). Типичные значения ёмкости конденсаторов составляют от единиц пикофарад до тысяч микрофарад. Однако существуют конденсаторы (ионисторы) с ёмкостью до десятков фарад.

Ёмкость плоского конденсатора, состоящего из двух параллельных металлических пластин площадью S каждая, расположенных на расстоянии d друг от друга, в системе СИ выражается формулой

Горящий вопрос: Что произойдет, если не удалить занозу?

Если вы садитесь в саду без перчаток или предпочитаете ходить босиком по заднему двору, скорее всего, вам удалось собрать занозу.

Для большинства из нас это не событие. Пинцетом или даже ногтем вы можете удалить занозу с поверхности кожи, и это не повод для беспокойства.

Но иногда занозу удалить нелегко.

Можно ли предположить, что он выйдет сам по себе, или все равно можно оставить его в покое?

Это зависит от нескольких факторов, — говорит доктор Адам Шеридан, дерматолог и представитель Австралазийского колледжа дерматологов.

Ужасные истории встречаются нечасто, но когда они случаются, обычно осколок происходит из растительного материала.

«В девяти случаях из 10 осколки — это тривиальные вещи. Но классический сценарий, когда что-то идет не так и попадает в нашу клинику, относится к растительным веществам», — говорит доктор Шеридан.

«Именно они чаще всего вызывают инфекцию и иммунную реакцию. Осколок рассматривается как живое инородное тело, и мы созданы, чтобы это отвергать».

Осколок инертного неживого материала, такого как металл или стекло, с меньшей вероятностью вызовет иммунную реакцию, говорит доктор Шеридан.

Загрузка …

Каков риск заражения?

В то время как все, что протыкает кожу, может стать местом проникновения микробов извне, органические осколки, скорее всего, несут бактерии и грибки, которые могут вызывать инфекции. Результатом может быть боль, отек и покраснение, а иногда и хуже.

Шипы розы, например, могут быть покрыты грибком под названием Sporothrix , и многие садовники обнаружили подводные камни при обрезке популярного цветка.

Красные шишки в линию на коже после занозы могут указывать на грибковую инфекцию. (Поставляется: Len Moaven)

«Мы увидим людей с болезненным узлом, похожим на незаживающую шишку, на пальце, и все это возвращается к тому, что они прокалываются шипом розы или кусочком мульчи, когда они работали в саду, — говорит доктор Шеридан.

«Спустя 20–30 дней у них может появиться эта линия красных воспаленных шишек прямо на руке».

Шишки возникают по схеме, известной как споротрихоидное распространение, которое следует по линии сосудов в лимфатической системе вашего тела, которая играет роль в борьбе с инфекцией.

Эти язвы не заживают, если их не лечить противогрибковыми препаратами. Они могут длиться годами и иногда могут выводить небольшое количество гноя.

Осколки растений также с большей вероятностью несут такие бактерии, как Staphylococcus aureus или золотой стафилококк, говорит доктор Шеридан.

В этом случае заноза в стопе может привести к появлению видимой красной полосы на ноге примерно через 24 часа — опять же в результате воспаления лимфатических сосудов.

Если у вас жар и озноб, это, скорее всего, признак тяжелой бактериальной инфекции.

Оставьте шип или осколок дерева в вашем теле на несколько месяцев, и он, вероятно, распадется и еще больше усилит иммунный ответ вашего тела.

И любая инфекция, оставленная без лечения, может распространяться и вызывать сепсис или заражение крови.

Так что оставить занозу в покое небезопасно.

Удалять или нет

Хотя трудно сказать однозначно, общее практическое правило доктора Шеридана состоит в том, что если занозу легко вытащить, ее следует вытащить, независимо от того, из чего она сделана.

«Вы бы не хотели, чтобы кто-то копался грязными плоскогубцами», — предупреждает он. Но если он на поверхности, и вы можете довольно легко вытащить его, не разбивая, «дерзайте».

Какой у вас животрепещущий вопрос о здоровье?

Шум в суставах — признак артрита? Снизит ли вегетарианство риск рака? Вызывает ли плесень астму?

Мы не можем диагностировать ваши проблемы со здоровьем, но если у вас есть животрепещущий вопрос общего характера, свяжитесь с нами через health @ your.abc.net.au, и мы передадим его экспертам.

Если вы не можете вытащить занозу, она глубоко или вы думаете, что заноза — это растительное вещество, доктор Шеридан советует обратиться к терапевту — в идеале в течение 48–72 часов, прежде чем какая-либо инфекция успеет закрепиться.

Вы, вероятно, можете расслабиться, если думаете, что осколок представляет собой кусок стекла, металла или пластика, говорит доктор Шеридан, но это хорошая идея, чтобы следить за ним.

И имейте в виду, что осколки любого вида могут быть опасны для любого человека с заболеваниями, включая диабет, пониженный иммунитет или больные кровеносные сосуды.

Какой бы ни была причина, возможно, потребуется вырезать глубокую занозу, вызвавшую инфекцию, под местной анестезией, а затем тщательно промыть пораженную область.

Вам также могут потребоваться лекарства, чтобы инфекция не продолжала распространяться даже после того, как заноза исчезнет.

Могут ли осколки выйти сами по себе?

Движение вашего тела позволяет увидеть, как заноза «вылезает наружу». Действие иммунных клеток, мигрирующих в эту область, также приводит к этому результату, хотя это может вызвать локальную боль.

«Вы получаете скопление гноя под давлением, абсцесс, и если он лопнет, заноза может выплыть наружу», — говорит доктор Шеридан.

Домашние средства от заноз

Эти распространенные методы удаления заноз могут повысить риск заражения.

• Поместите кусочек яичной скорлупы на пораженный участок
• Замочите участок в уксусе
• Поместите кожуру банана на участок
• Нанесите пасту из пищевой соды
• Поместите кусочек картофельной кожуры на пораженный участок

* Если вам нужно естественное лечение, доктор Шеридан предлагает нанести вазелин, чтобы сохранить влажность (что облегчает выход занозы), и при необходимости накрыть повязкой.

Естественный процесс выталкивания и замены клеток поверхностного слоя кожи также может привести к выбросу занозы.

«Часто, когда осколок кажется пробирающимся наружу, это больше похоже на то, что твоя кожа перевернулась и осколок вылетел из эскалатора, так сказать», — говорит доктор Шеридан.

Если тело не может избавиться от занозы, оно может «отгородить ее», образуя внутреннее уплотнение, известное как гранулема.

Осколок может снова появиться на поверхности, иногда годы спустя, или оставаться закрытым и «бездействующим», говорит доктор Шеридан.

«У меня были пациенты, которые шлифуют под углом или что-то в этом роде, и когда вы делаете операцию по удалению неродственного рака кожи, вы можете найти маленькие металлические осколки на их открытой коже».

Здоровье в вашем почтовом ящике

Получайте самые свежие новости и информацию о здоровье со всего ABC.

Разница между конденсатором и конденсатором Разница между

Конденсаторы — это пассивные электронные элементы, которые могут накапливать электрический заряд, но не пропускают через них переменный ток.Конденсатор состоит из двух или более проводников, между которыми размещен диэлектрик другого типа. Когда между двумя проводами существует разность потенциалов (напряжение), создается статическое электрическое поле, которое отделяется от диэлектрика положительными и отрицательными зарядами, накопленными на положительном и отрицательном полюсе конденсатора соответственно.

Что такое конденсатор?

Конденсатор представляет собой систему не менее двух проводящих тел (пластин, фольги, металлизированных фольг), разделенных диэлектриком, который имеет способность накапливать электричество.Классический электростатический накопитель электрического заряда состоит из двух параллельных металлических пластин, разделенных электрическим изолятором, называемым диэлектриком. Емкость конденсатора зависит от диэлектрика, поэтому ее выбирают в соответствии с желаемой емкостью и требуемым размером конденсатора. Единица, описывающая конденсатор, — это емкость конденсатора, которая показывает количество заряда Q, которое определенный конденсатор имеет на своих металлических пластинах при определенном напряжении U. Характеристики каждого конденсатора наряду с его емкостью являются его рабочим напряжением.Емкость конденсатора выше, если активная поверхность пластин больше, если расстояние между пластинами меньше и диэлектрическая проницаемость между пластинами больше. Чтобы получить более высокую емкость при более высоком рабочем напряжении, конденсаторы соединены группами. Конденсаторы могут быть подключены параллельно, последовательно или в комбинации. Несколько конденсаторов, соединенных в группу, называются батареями конденсаторов. В зависимости от способа изготовления и применения конденсаторы можно разделить на электростатические, электролитические и электрохимические.

Применение конденсаторов

• Устранение нежелательных скачков напряжения в блоке питания. Поместив конденсатор от 0,01 до 0,1 мФ между концами источника напряжения, питающего цифровую схему, мы предотвращаем нежелательные цифровые схемы.
• Преобразование выпрямленного переменного напряжения в стабильное постоянное напряжение. Для этого между выходными выводами выпрямителя помещается конденсатор емкостью 100 — 10000 мФ.
• Блокировка сигналов постоянного тока и прохождение сигналов переменного тока.
• Передача сигналов переменного тока на землю.
• Фильтрация нежелательных частей сигнала переменного тока.
• Интегрирующий сигнал переменного тока в соответствующем соединении с резистором.
• Дифференцирующий сигнал переменного тока в соответствующем соединении с резистором.
• Выполнение временных функций.

Поддержание электрификации для поддержания транзистора во включенном (открытом) или выключенном (закрытом) состоянии.

• Поддержание электрификации для передачи его через электронную трубку или светоизлучающий диод в виде быстрого сильного импульса.

Что такое конденсатор?

Конденсатор — это термин, используемый в прошлом для обозначения конденсатора. Со временем этот термин перестали использоваться, а конденсатор стал наиболее часто используемым термином с 1926 года. Конденсатор и конденсатор — одно и то же, если смотреть с электрической точки зрения. Однако в других областях исследования конденсатор может также указывать на разные вещи. С механической точки зрения конденсатор — это еще одно название для объединения пара в воду.Конденсатор также означает оптическую систему, которая фокусирует световые лучи от источника света в более узкий луч. В конденсаторах энергия хранится в электрическом поле, в то время как в конденсаторах энергия сохраняется в электростатическом поле (они работают как тепловые конденсаторы). Конденсатор может представлять собой устройство, преобразующее парообразный материал (газ) в его жидкое состояние. Все конденсаторы работают по принципу использования системы охлаждения для отвода тепла от газа. Конденсаторы используются в составе тепловых электростанций, систем кондиционирования, спиртовых заводов и т. Д.

Разница между конденсатором и конденсатором

1. Значение конденсатора и конденсатора

Конденсатор, помимо резистора и катушки, является одним из трех «пассивных» элементов, присутствующих в электрической системе. Как правило, каждая система из двух проводящих тел, независимо от того, находится ли между ними воздух или диэлектрик, называется конденсатором. Хотя по большей части нет разницы между терминами конденсатор и конденсатор, и последнее считается заброшенным выражением, касающимся одного и того же устройства, существуют определенные применения, когда конденсатор используется как отдельное понятие.

2. Использование конденсатора по сравнению с конденсатором

Конденсаторы

имеют различное применение — например, накопление энергии, фильтрация, выпрямление, обработка сигналов, пускатели двигателей и т. Д. Конденсаторы используются в условиях воздуха или в оптике.

Конденсатор и конденсатор: сравнительная таблица

Конденсатор	Конденсатор
Обычно используемый термин для обозначения двух проводящих поверхностей, разделенных изоляционным материалом	Редко используемый термин
Энергия, которая передается элементу, превращается в электрическое поле	Энергия превращается в электростатическое поле
Используется для передачи сигналов, развязки, фильтрации, запуска двигателя, в приложениях памяти компьютера и т. Д.	Преобразователь газа в жидкость путем отвода тепла или оптическая система для фокусировки луча

Итоговый конденсатор и конденсатор

• Конденсаторы накапливают статическое электричество и энергию электрического поля, которая возникает в пространстве между двумя электропроводящими телами из-за разделения электрического заряда. Учитывая такое разнообразие их применения, они имеют множество технических решений. Они различаются размерами, емкостью, потерями, прорывом изолятора и т. Д.
• При использовании конденсатора следует учитывать два основных критерия — емкость и рабочее напряжение. Если у нас нет конденсатора достаточно большой емкости или его рабочее напряжение слишком низкое, то, подключив более одного конденсатора в схему, мы можем получить требуемые характеристики. Это соединение может быть параллельным, последовательным или комбинированным.
• Термин «конденсатор» часто используется взаимозаменяемо с термином «конденсатор», хотя в современной литературе он используется гораздо реже.Однако иногда он может обозначать разные вещи — например, устройство для преобразования пара в воду или систему концентрации пучка.

Последние сообщения Эмилии Ангеловской (посмотреть все)

Темный план Билла Гейтса Программа массовой вакцинации и депопуляции — Революция правды

Билл Гейтс удвоил свою цель по уменьшению населения планеты, используя лживую оруэлловскую двоякую речь в новом видео, чтобы заставить своих наивных последователей поверить в то, что «делая людей более здоровыми, мы можем сократить население мира».

Не заблуждайтесь, когда Гейтс говорит о «оздоровлении людей», на самом деле он имеет в виду необходимость принудительного исключения из своего диапазона экспериментальных прививок . Те же вакцины, которые уже вызвали массовую стерилизацию и смерть на нескольких континентах.

Второй по величине человек на планете — убежденный глобалист и евгенист, работающий над целью Нового Мирового Порядка — депопуляции. Чтобы никто не забывал эти факты, Билл Гейтс регулярно изо всех сил старается напомнить нам о них.

Билл Гейтс и его фонд постоянно подвергались критике из-за своей цели по депопуляции, и теперь тот же человек, который признал в выступлении на TED, что его цель состоит в том, чтобы уничтожить миллиард людей с лица Земли, теперь взял лекцию в Facebook. нас о том, почему искоренение в наших собственных интересах.

Ирония ложной заботы Билла Гейтса о человечестве почти смехотворна. Однако Индии это может показаться не таким уж смешным.

В прошлом году Национальная техническая консультативная группа Индии по иммунизации объявила, что запретит Фонду Гейтса работать в стране после того, как выяснилось, что вакцины, которые фонд продвигал, «чтобы сделать людей более здоровыми», на самом деле наносили непоправимый вред молодежи. девочек, и что «кампании» Фонда Гейтса на самом деле были «экспериментальными испытаниями вакцин».

Обычные исследователи обнаружили, что эти испытания вакцины в Индии привели к десяткам тысяч травм и смерти молодых женщин.

«Филантроп» также финансировал тайные программы стерилизации и говорит, что мы должны сформировать комиссии по смерти, чтобы различать тех, кто достоин жизни, и тех, кто «не имеет никакой пользы» для общества.

Эта холодная, искаженная психопатическая «логика» устрашает и напоминает о наихудших крайностях самых злых режимов 20-го века.

Теперь мы начинаем видеть ужасающие результаты программы Гейтса по депопуляции, разыгрываемой по всему миру.

Кения также не находит забавным ложное беспокойство Гейтса о человечестве. В сентябре 2017 года сообщалось, что не менее 500000 молодых кенийских девочек и женщин были стерилизованы в результате вакцинации против столбняка, введенной правительством и брошенной международными организациями в задний карман Билла Гейтса.

«Сегодня мы можем подтвердить стране, что католическая церковь была права.Сотни тысяч наших девочек и женщин в возрасте от 14 до 49 лет из наиболее быстрорастущих групп населения страны не будут иметь детей из-за спонсируемой государством стерилизации, которая была продана стране в качестве вакцинации от столбняка » Кенийский лидер оппозиции Раила — заявил Одинга.

Гейтс, владеющий 23 миллионами долларов акций Monsanto, отвечает за широко распространенные программы вакцинации, которые были связаны со вспышками болезней в Южной Америке и эпидемией Эболы в Западной Африке.