Principle de fonctionnement d'un condensateur

Для демонстрации как работает конденсатор, давайте рассмотрим самую простую структуру конденсатора. Он состоит из двух параллельных проводящих пластин, разделенных диэлектриком, который является параллельным пластинчатым конденсатором. Когда мы подключаем батарею (постоянное напряжение источник напряжения) к конденсатору, одна пластина (пластина I) подключается к положительному выводу, а другая пластина (пластина II) к отрицательному выводу батареи. Теперь потенциал этой батареи прикладывается к этому конденсатору. В этом случае пластина I имеет положительный потенциал относительно пластины II. В установившемся состоянии ток от батареи пытается пройти через этот конденсатор от его положительной пластины (пластина I) к отрицательной пластине (пластина II), но не может пройти из-за разделения этих пластин диэлектрическим материалом.

Появляется электрическое поле между конденсатором. Со временем положительная пластина (пластина I) будет накапливать положительный заряд от батареи, а отрицательная пластина (пластина II) будет накапливать отрицательный заряд от батареи. После определенного времени конденсатор будет удерживать максимальное количество заряда в соответствии с его емкостью по отношению к этому напряжению. Этот промежуток времени называется временем зарядки этого конденсатора.

После удаления этой батареи от этого конденсатора, эти две пластины сохраняют положительный и отрицательный заряд на некоторое время. Таким образом, этот конденсатор действует как источник электрической энергии.

Если два конца (пластина I и пластина II) будут подключены к нагрузке, ток будет проходить через эту нагрузку от пластины I к пластине II до тех пор, пока все заряды не исчезнут с обеих пластин. Этот промежуток времени известен как время разрядки конденсатора.

Конденсатор в цепи постоянного тока

Предположим, что конденсатор подключен к батарее через выключатель.

Когда выключатель включен, то есть при t = +0, ток начнет проходить через этот конденсатор. После определенного времени (то есть времени зарядки) конденсатор больше не позволяет току проходить через него. Это происходит потому, что максимальные заряды накоплены на обеих пластинах, и конденсатор действует как источник, у которого положительный конец подключен к положительному концу батареи, а отрицательный конец подключен к отрицательному концу батареи с одинаковым потенциалом.

Из-за нулевой разности потенциалов между батареей и конденсатором, ток не будет проходить через него. Поэтому можно сказать, что изначально конденсатор замкнут, а в конце он открыт, когда он подключен к батарее или источнику постоянного тока.

Конденсатор в цепи переменного тока

Предположим, что конденсатор подключен к источнику переменного тока. Рассмотрим, что в определенный момент положительной половины этого переменного напряжения, пластина I получает положительную полярность, а пластина II отрицательную. Именно в этот момент пла