ელექტრული კონდენსატორი

ელექტრული კონდენსატორი (ან ) — პასიური ელექტრონული კომპონენტი, რომელიც წარმოადგენს დიელექტრიკით გარემოცული ორი ან რამდენიმე ელექტროდის (შემონაფენის) სისტემას, რომელსაც აქვს ელექტრული მუხტისა და შესაბამისი ელექტრული ენერგიის დაგროვების უნარი. იყენებენ ელექტრული ტევადობის შესაქმნელად.
პასიური ელექტრონული კომპონენტია და გამოიყენება გარკვეული ტევადობის მისაღებად სხვადასხვა ელექტრულ მოწყობილობებში. მისი დანიშნულებაა ელექტრული ველის ენერგიის დაგროვება. იგი შედგება ორი ფირფიტის ფორმის ბრტყელი ელექტროდისაგან და მათ შორის მოთავსებული დიელექტრიკისაგან, რომლის სისქე მცირეა ფირფიტის ზომებთან შედარებით.
კონდენსატორი მუდმივი დენის წრედში დენს არ ატარებს, რადგან იგი ცვლადი დენისაგან განსხვავებით ფირფიტებზე ვერ ახდენს პოლარობის ცვლილებას და შესაბამისად — მუხტის გადატანას.
კონდესატორის პირვანდელი ნიმუში შეიქმნა 1740-იან წლებში, რომელიც ახლა ცნობილია როგორც ლეიდენის ქილა. 1748 წელს ბენჯამინ ფრანკლინმა ასეთი ქილები მიმდევრობით შეართა და შექმნა ერთგვარი ელექტრული აკუმულატორი.
კონდენსატორის ტევადობა ელექტრულ სქემებში ხშირად მითითებულია მიკროფარადეებში (მკფ), თუმცა არსებობს ნანოფარადი(ნფ), პიკოფარადი(პფ) და ა. შ.
მუშაობის მექანიზმი
კონდენსატორი შედგება ორი განცალკევებული გამტარისგან, რომლებიც გამოყოფილია დიელექტრიკული გარემოთი. ეს არაგამტარი გარემო შეიძლება იყოს ვაკუუმი ან დიელექტრიკი, მაგალითად: მინა, ჰაერი, ქაღალდი და ა.შ. კულონის კანონიდან გამომდინარე, კონდესატორის ერთ მხარეს არსებული მუხტი მიიზიდავს მეორე მხარეზე არსებულ საპირისპირო ნიშნის მქონე მუხტს. ამ მიზიდულობის გამო კონდესატორს შეუძლია დააგროვოს საპირისპირო ნიშნის მქონე თანაბარი რაოდენობის მუხტები. მუშაობის მექანიზმის უკეთ გასააზრებლად განვიხილოთ წარმოდგენილი სურათი. მოცემულ კონდესატორის ფირფიტებზე დაგროვილია 2Q რაოდენობის ელექტრული მუხტი - მარცხენა მხარეს +Q და მარჯვენა მხარეს -Q. მათ შორის, დიელექტრიკულ გარემოში (ნარინჯისფერი) წარმოიქმნება ელექტრული ველი E, და წარმოიქმნება პოტენციალთა სხვაობა V.
კონდესატორის დასახასიათებლად შემოღებულია სიდიდე - ტევადობა, რომელიც აღწერს კონდენსატორის მუხტების დაკავების უნარს. ერთეულთა საერთაშორისო სისტემაში ტევადობის ერთეულია ფარადი (ეწოდა მაიკლ ფარადეის პატივსაცემად). ერთი ფარადი არის ერთი კულონი მუხტი თითოეულ გამტარ ფირფიტაზე, რომელიც წარმოქმნის 1 ვოლტ ძაბვას, ესე იგი - 1კ/ვ.
კონდესატორის ტევადობა დამოკიდებულია მის გეომეტრიაზე, კერძოდ ფირფიტათა ფართობზე (A) და მათ შორის მანძილზე (d). რაც უფრო დიდია კონდესატორი რაც უფრო მცირეა მათ შორის მანძილი, მით მეტი მუხტის დაკავება შეუძლია. ფირფიტებს შორის არსებული დიელექტრიკული გარემოს შეღწევადობა ასევე ზრდის კონდესატორის ტევადობას.
ფარადი ძალიან დიდი სიდიდეა. პრაქტიკაში იყენებენ უფრო პატარა სიდიდეებს. მკფ (მიკროფარადი)=10-6(0.000001) ფ, ნფ (ნანოფარადი)=10-3(0,001) მკფ, პფ (პიკოფარადი)=10-6(0.000001) მკფ.
დიდი ელექტრული ტევადობით (1მკფ – 10 000მკფ ) გამოირჩევიან ე.წ. ელექტროლიტური კონდენსატორები. ასეთი კონდენსატორების თავისებურება იმაში მდგომარეობს, რომ ისინი პოლარიზებული არიან და მათი ჩართვა სქემაში უნდა მოხდეს პოლარობის დაცვით.
კონდენსატორის მეორე მნიშვნელოვანი მახასიათებელია მისი მუშა ძაბვა. კონდესატორის არჩევისას აუცილებლად უნდა იქნას გათვალისწინებული ეს პარამეტრი, რადგან კონდენსატორის ჩართვა უფრო დიდი ძაბვის წრედში გამოიწვევს მის მწყობრიდან გამოსვლას.
ლიტერატურა
Philosophical Transactions of the Royal Society LXXII, Appendix 8, 1782 (Volta coins the word condenser)
რესურსები ინტერნეტში
What exactly is a capacitor?
The First Condenser – A Beer Glass - SparkMuseum
How Capacitors Work - Howstuffworks
Introduction to Capacitors - CapSite
Capacitor Tutorial
Low ESR Capacitor Manufacture
სქოლიო