¿Cuál es el principio de funcionamiento de los condensadores?

Los condensadores son un poco como las baterías. Aunque funcionan de maneras muy diferentes, pueden almacenar energía eléctrica. Si ha leído cómo funciona la batería, debe saber que la batería tiene dos electrodos. Dentro de la batería, una reacción química hace que un electrodo genere electrones, y el otro electrodo los absorbe. Los condensadores son mucho más simples. Solo almacenan electrones, pero no pueden generar electrones.

Conocimientos básicos de condensadores:

El condensador tiene dos electrodos como una batería. Dentro del condensador, los dos electrodos están conectados a dos placas de metal separadas por un dieléctrico. El dieléctrico puede ser aire, papel, plástico o cualquier otro material que no conduzca electricidad y evite que los dos postes metálicos entren en contacto entre sí. Usando dos trozos de papel de aluminio y un trozo de papel, puede hacer fácilmente un condensador. Aunque el condensador hecho de esta manera tiene un problema con la capacidad de almacenamiento, funciona.

El condensador en el circuito electrónico se muestra en la figura:

Al conectar el condensador y la batería juntos:

La placa de metal en el condensador conectado al electrodo negativo de la batería absorberá los electrones generados por la batería.

La placa metálica en el condensador conectado al electrodo positivo de la batería liberará electrones a la batería.

Después de la carga, el condensador y la batería tienen el mismo voltaje (si el voltaje de la batería es de 1.5 voltios, el voltaje del condensador también es de 1.5 voltios). Los condensadores pequeños tienen menor capacidad, pero los condensadores grandes pueden retener mucha carga. Por ejemplo, un condensador del tamaño de una lata de refresco puede contener suficiente carga para encender una bombilla de linterna durante unos minutos. Cuando ves el rayo en el cielo, ves un enorme condensador, uno de los cuales es la nube oscura en el cielo y el otro es la tierra, y el rayo es el fenómeno de liberación de carga entre los dos "polos" de la nube oscura. y la tierra Obviamente, un capacitor tan grande puede contener mucha carga.

Luego, conecte el condensador al circuito:

Hay una batería, una bombilla y un condensador. Si el condensador es muy grande, verá que después de conectar la batería, la corriente fluye de la batería al condensador para cargarla, y la bombilla se encenderá. La bombilla se atenuará gradualmente y, finalmente, una vez que el capacitor alcance su capacidad, la bombilla se apagará inmediatamente. Luego, puede quitar la batería y reemplazarla con un trozo de cable. La corriente fluirá de un polo del condensador al otro. En este punto, la bombilla se reproducirá brillantemente, pero los buenos tiempos no son largos, y pronto la bombilla se atenúa gradualmente. Finalmente, el condensador se descargó (el número de electrones en los dos polos del condensador era igual), y la bombilla se apagó nuevamente.

Similar a la torre del agua. La función del condensador puede describirse visualmente mediante una torre de agua conectada a la tubería de agua. La torre de agua se puede usar para "almacenar" la presión del agua: cuando el agua suministrada por la bomba de agua del sistema de suministro de agua excede la cantidad de agua requerida por la ciudad, el exceso de agua se almacenará en la torre de agua. Luego, cuando la demanda de agua es alta, el exceso de agua saldrá de la torre de agua para mantener la presión del agua. Los condensadores almacenan electrones de la misma manera, y pueden liberarse más tarde.

Unidad de capacidad eléctrica:

La unidad de capacidad eléctrica es la ley. Un condensador con una capacidad de 1 método puede almacenar 1 coulomb de electricidad a un voltaje de 1 voltio. Un coulomb es 6.25e18 (6.25 * 10 ^ 18, o 62,500,000 billones) de electrones. 1 amperio representa la velocidad de flujo de electrones que pasan a través de 1 coulomb de electrones por segundo. Por lo tanto, un condensador con una capacidad de 1 método puede almacenar 1 amperio-segundo de electrones a un voltaje de 1 voltio.

El condensador de 1 método suele ser bastante grande. Dependiendo de la capacidad de resistencia de voltaje del condensador, puede ser tan grande como una lata de pescado dorado * o una botella de refresco de 1 litro. Por lo tanto, los condensadores generalmente se miden en microfaradios (partes por millón).

Para comprender qué tan grande es el método 1, calcule de esta manera:

Una batería AA alcalina típica almacena aproximadamente 2.8 amperios-hora de electricidad. Significa que una batería AA puede producir 2.8 amperios de corriente durante 1 hora a 1.5 voltios (aproximadamente 4.2 vatios-hora, es decir, una batería AA puede hacer que una bombilla de 4 vatios continúe iluminada por un poco más de una hora). Para facilitar el cálculo, el voltaje de la batería AA se cuenta como 1 voltio. Para almacenar la energía de una batería AA en un capacitor, se requiere un capacitor con una capacidad de 3,600 * 2.8 = 10,080, porque 1 amp-hora es equivalente a 3600 amp-segundos. Si la capacidad de 1 método debe almacenarse con un condensador del tamaño de un atún, entonces el tamaño de una batería AA es muy diferente del tamaño del condensador que almacena el método 10,080, que no se puede comparar. A menos que la resistencia de voltaje del condensador sea alta, no es práctico usar un condensador para almacenar una gran cantidad de energía.

Aplicación de condensadores:

La diferencia entre un condensador y una batería es que el condensador puede descargar instantáneamente toda su potencia, mientras que la batería tarda varios minutos en descargarse por completo. Esta es la razón por la cual el flash electrónico de la cámara usa un condensador: la batería carga completamente el condensador del flash en unos segundos, y luego el condensador descarga toda la energía almacenada en el tubo del flash casi instantáneamente. Esto hará que los condensadores cargados y de gran capacidad sean extremadamente peligrosos. Por lo tanto, hay mensajes de advertencia en el flash y en el televisor para recordar a las personas que no los abran a voluntad. Todos contienen condensadores de gran capacidad que pueden causar daños fatales al cuerpo humano.

El uso de condensadores en circuitos electrónicos:

1) A veces, los condensadores se utilizan para almacenar electricidad para la liberación a alta velocidad. Esta función se usa en el flash. Los láseres grandes también usan esta técnica para obtener efectos de flash instantáneos muy brillantes.

2) El condensador también puede eliminar la pulsación. Si la línea que conduce el voltaje de CC contiene pulsaciones o picos, el capacitor de gran capacidad puede estabilizar el voltaje al absorber los picos y llenar los valles.

3) El condensador puede bloquear CC. Si se conecta un condensador más pequeño a la batería, después de cargarlo (la capacidad del condensador es pequeña, el proceso de carga se puede completar en un instante), no fluirá más corriente entre los dos polos de la batería. Sin embargo, cualquier señal de corriente alterna (CA) puede fluir a través del condensador sin impedimentos. La razón es que a medida que la corriente alterna fluctúa, el capacitor continúa cargándose y descargándose como si la corriente alterna fluyera.