МЯУ!
А попробуйте-ка вывести формулу электрической ёмкости заряженного кота!
МУР-Р-Р...
Слабо?

РАДИОКОМПОНЕНТЫ:

КОНДЕНСАТОР

КОНДЕНСАТОР

1.ЭЛЕКТРО…
Согласно историческим источникам, почти три тысячелетия назад древнегреческие учёные (VII в. до н.э., Фалес Милетский [1]) обнаружили странное и необъяснимое свойство янтаря [2]: если потереть его о ткань, то янтарь начинает притягивать к себе мелкие (если они сухие) соломинки, соринки и т.п. неметаллические предметы. Поскольку «янтарь» по-гречески «электрон», то и все подобные явления древние греки стали называть «электрическими». Таким образом, почти три тысячи лет изучение электрических явлений оставалось на том же уровне. Существует мнение, что древние египтяне задолго до греков могли использовать электричество, например, для освещения подземных лабиринтов, в которых не найдено и следа копоти от факелов или других светильников, но это совсем другая история…

И вот произошёл «всплеск» не только научного, но и общественного интереса к электрическим явлениям. На светских вечерах модным стало показывать опыты с электричеством [3]. Но для лучшего эффекта нужны были некие устройства, которые могли бы создавать достаточно большой электрический заряд. Именно поэтому в первой половине XVIII века в Европе получили распространение электростатические генераторы – единственные в то время источники электрических зарядов. Принцип действия данных генераторов ничем не отличался от натирания янтаря о ткань.

Вспомним школьную физику. Электризация – это перераспределение электрических зарядов между физическими телами. Переносить электрический заряд с одного тела на другое могут лёгкие и подвижные элементарные частицы – электроны. В любом твёрдом теле имеется некоторое количество (большое или малое – это отдельный вопрос) электронов, не связанных с атомами. При соприкосновении, а особенно – при трении – происходит перемещение «свободных» электронов с одно тела на другое [4]. Физическое тело, на которое «переходят» электроны, получает избыточный ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ заряд, а то, с которого «убежали» электроны – равный по величине, но противоположный по знаку ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ заряд. Иначе и быть не может, тут работает фундаментальный закон природы – закон сохранения электрического заряда. Напоминаю: электроны находятся в так называемых электронных оболочках атомов, и те из них, которые расположены на внешних оболочках, слабо связаны с ядром и при различных условиях могут покидать атом и становиться «свободными». Именно свободные электроны, двигаясь упорядоченно, и создают электрический ток (но это, опять же, тема отдельного разговора). Нам для наблюдения электризации и электрического тока совершенно не обязательно срочно бросаться на поиски янтаря. Когда мы расчёсываем чистые сухие волосы пластмассовой расчёской, то волосы притягиваются к ней, а в темноте можно наблюдать даже искорки. Ещё лучше искорки видны в темноте, если гладить сухую и чистую кошачью шерсть. Снимая через голову шерстяной свитер, можно получить весьма чувствительный электрический щелчок в нос!
Интерес к электрическим явлениям возник благодаря их необычности, наглядности, эффектности и, разумеется, непонятности.

2. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР
В физической энциклопедии электростатический генератор – это устройство, в котором высокое постоянное напряжение создаётся при помощи механического переноса зарядов. Один из них все видели на уроках физики в школе – это электрофорная машина [5]. В ней диски из оргстекла, покрытые металлизированными полосками, вращаются рукой (это механика!). С поверхностью дисков соприкасаются металлические щётки. За счёт трения происходит электризация и накопление электрических зарядов в лейденских банках.
Электрофорная машина относится к типу роторных электростатических генераторов. Следует отметить, что вместо диска в таких генераторах может использоваться цилиндр и даже (в XVIIIв) даже шар. Диск или цилиндр принято называть диэлектрическим транспортёром.
Другой тип электростатических генераторов – генераторы Ван-де-Граафа, в которых диэлектрический транспортёр выполнен в виде гибкой ленты. У них электрический заряд непрерывно стекает со щётки и переносится внутрь полого высоковольтного электрода, где заряд и стекает на этот электрод.

Отто фон Герике (1602-1686) – немецкий физик, инженер и философ [6]. В 1663 г изобрёл первый электростатический генератор, производящий электричество трением. Обнаружил, что заряженный электричеством от генератора шар из серы [7] потрескивает и светится в темноте (первым наблюдал электролюминисценцию, но это…).

 

 

Френсис Хуксби (1666-1713) создал мощный электростатический генератор [8], основанный на трении – так называемую «машину влияний» («influence machine»). В своих опытах он заменил серный шар Герике стеклянным.

Ван-де-Грааф Роберт (1901-1967) – американский физик создал в 1929г генератор высокого напряжения, позволявший получить напряжение 80 кВ; в 1931г и 1933г были построены более мощные генераторы, позволившие достичь напряжения до 7 МВ [10].

 

 

3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФЛЮИД
В XVIII в о внутреннем строении вещества знали мало и, естественно, пытались объяснить неизвестное посредством аналогичных понятий. Так, электричество представлялось в виде некой невидимой и невесомой жидкости – «электрического флюида», которая могла перетекать от одного тела к другому под  действием особой «электродвижущей» силы [11]. Ну а различные физические тела накапливали в себе больший или меньший объём «флюида» в зависимости от их «электрической ёмкости». Сравните: ёмкость сосудов, куда наливают, например, воду. Возник вопрос: а нельзя ли создать некие особые ёмкости для хранения электрического «флюида», для переноски с места на место и для дальнейшего использования?
Итак, исследователи XVIII века пытались создать НЕКИЕ устройства для хранения электричества, получаемого с помощью электростатических генераторов.

 


4. ЛЕЙДЕНСКАЯ БАНКА
Реальный успех в этом направлении был достигнут благодаря изобретению прибора, впоследствии получившего название «лейденская банка». Его предложили независимо друг от друга голладский учёный П. Мюсхенбрук из Лейдена – в начале 1745г и немецкий соборный декан Э. Клейст из Померании – осенью того же года.
Желая «уловить» электричество от кондуктора генератора, П. Мюсхенбрук поддерживал рукой снизу круглую колбу [12-A] так, чтобы свисающий с кондуктора проводник погрузился в жидкость. Э. Клейст держал в руке флакон от лекарства, прикоснувшись выступающим из него проводником к кондуктору генератора [12-B]. Если при этом экспериментаторы оказывались «подключенными» через землю ко второму полюсу генератора, сосуды заряжались.


Вот так, при совершенно неправильном представлении о природе электричества и электрических явлениях, была решена задача накопления электричества, точнее – электрического заряда.

5. КОНДЕНСАТОР? КОНДЕНСАТОР!
Напомню, что конденсатор представляет собой систему из двух проводников, разделённых диэлектриком.
По сути лейденская банка явилась прообразом конденсатора. Уточним детали. В обеих банках (Мюсхенбрука и Клейста) диэлектриком служило стекло, внутренней обкладкой  - проводящая жидкость (вода, ртуть и т.п.), внешней обкладкой – ладонь экспериментатора.

Зарядив свой флакон [13-a], Э. Клейст переходил с ним в другое место и, прикасаясь другой рукой к выводу внутренней  обкладки, разряжал флакон [13-б] через своё тело (никаких приборов, с помощью которых можно было бы оценить «силу» разряда, в те времена ещё не существовало). Образующейся при этом искрой удавалось воспламенить спирт.
Лейденскую банку вскоре после её изобретения несколько усовершенствовали: обе обкладки стали делать из металлической фольги – приоритет изобретения приписывают англичанам Д. Смитону, Д. Бевису, В. Ватсону и французу Ж. Ноле. А поскольку реальной воды в банке больше не было, но электричество она стала накапливать больше чем прежде, это послужило подтверждением теории электрического «флюида».
Лейденские банки применяют и в настоящее время, правда, только в качестве наглядного пособия. Именно лейденские банки служат накопителями электрического заряда в электрофорной машине (см. выше).
Устроена такая банка следующим образом: цилиндрический стеклянный или пластмассовый сосуд оклеен фольгой снаружи и изнутри примерно до 2/3 высоты. Сквозь изолирующую пробку в сосуд помещён металлический стержень, соединённый с внутренней обкладкой [12-в].

Исследователям, работавшим с лейденской банкой, было нелегко уяснить главное – то, что между двумя проводящими обкладками должен находиться диэлектрик. Первым это понял Д. Смитон [14], который изобрёл плоский конденсатор в виде оконного стекла, оклеенного фольгой с двух сторон [15]. Несколько позднее это изобретение независимо от Д. Смитона повторил американский учёный и политик Б. Франклин.

 

Петербуржский академик Ф. Эпинус [16] пошёл дальше – он создал воздушный конденсатор плоского типа в виде двух обкладок фольги, наклеенных, для жёсткости, на деревянные пластины [15]. «После того, как поставил опыт обычным образом, – писал Ф. Эпинус, – я немедленно же получил сильное потрясение, совершенно подобное тому, какое обычно вызывает лейденская банка».

 

 

Лейденская банка сыграла важную роль в развитии науки и техники. Эксперименты с ней приблизили практическое использование электрических и магнитных явлений, таких, как, например, колебательный разряд конденсатора, предсказанный Ф. Эпинусом. Теоретически это явление обосновал английский физик У. Томсон (лорд Кельвин), которому принадлежит знаменитая формула: .

 


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. 
При подключении конденсатора к источнику переменного или постоянного тока в нём будут происходить разные процессы. Постоянный ток не пойдет по цепи с конденсатором, так как между его обкладками находится диэлектрик, и цепь, фактически, разомкнута.
Переменный ток за счет того, что он периодически меняет направление, может проходить через конденсатор (на самом деле всё сложнее, и переменный ток также не проходит через конденсатор. Д. Максвелл ввёл воображаемый «ток смещения» для объяснения «проводимости» конденсатора в цепи переменного тока.). При этом происходит периодический разряд и заряд конденсатора. На протяжении первой четверти периода заряд идет до максимума, в нем запасается энергия электрического поля, в следующую четверть конденсатор разряжается и электрическое поле уменьшается до нуля.  В цепи переменного тока конденсатор обладает реактивным сопротивлением. Кроме того, в электрической цепи переменного тока с конденсатором, ток и напряжение совершают колебания не в одной фазе [18, а, б].

6. ЗАЧЕМ НУЖНЫ КОНДЕНСАТОРЫ?
Потребность в массовом производстве конденсаторов возникла в связи с изобретением радио А.С. Поповым в 1895 г., но не сразу, а спустя три года, когда немецкий физик К. Браун предложил с целью увеличения мощности передатчика беспроволочного телеграфа возбуждать открытый вибратор не непосредственно, а через связанный с ним колебательный контур (см. мою статью "Простейший радиоприёмник"). В качестве конденсаторов такого передатчика ещё долго применяли лейденские банки. Кстати, по аналогичной схеме стали строить и входные цепи приёмников.
Примерно до 1915 г. приёмник настраивали с помощью переменной индуктивности, а затем для этой цели стали применять изобретённый в 1893 г. Воздушный конденсатор переменной ёмкости – прямой потомок конденсатора Ф. Эпиуса.
Роль конденсатора в электронной схеме заключается в накоплении электрического заряда, разделения постоянной и переменной составляющей тока, фильтрации пульсирующего тока и многое другое.
Вспомним стандартную схему детекторного приёмника из школьного учебника физики (подробнее см. мою статью «Простейший радиоприёмник»):
В нём имеются два конденсатора, обозначенные  как С1 и С2.
С1 является элементом колебательного контура C1L1. Ёмкость этого конденсатора можно менять, тем самым меняя резонансную частоту контура. Делается это для точной настройки на частоту передающей радиостанции.
С2, подключенный параллельно головным телефонам BF1, служит для сглаживания пульсаций напряжения после детектирования сигнала.


Вообще же, чем сложнее схема радиоэлектронного устройства, тем больше в ней различных конденсаторов и разнообразнее их функции.
[20] - конденсаторы на материнской плате.

 

 

 

7. ОБОЗНАЧЕНИЯ КОНДЕНСАТОРОВ И ИХ ВИДЫ
Обозначение конденсатора в виде двух параллельных отрезков было срисовано (как мне кажется) с  конструкций конденсаторов Д. Смитона и Ф. Эпиуса.

Слева направо и сверху вниз [21]:
1. конденсатор постоянной ёмкости 100 пФ
2. конденсатор постоянной ёмкости 47 000 пФ
3. конденсатор постоянной ёмкости 0,1 мкФ
4, 5, 6. электролитический конденсатор 10 мкФ
7. подстроечный конденсатор 10-30 пФ
8. конденсатор переменной ёмкости 3-330 пФ
9. варикап

С1, С2, С3 имеют постоянную ёмкость и определённое рабочее напряжение. Неполярные.
С4, С5, С6 являются полярными (+ и -), имеют постоянную ёмкость и определённое рабочее напряжение.
С7 позволяет менять его ёмкость в небольших пределах.
С8 позволяет менять его ёмкость в широком диапазоне.
СD1 – полупроводниковый диод (см. мою статью «ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД»), у которого ёмкость p-n перехода зависит от приложенного обратного напряжения. В данной статье не рассматривается.

Конденсаторы постоянной ёмкости (неполярные) – это наиболее многочисленное семейство [22]. Типов таких конденсаторов достаточно много и все они подробно описаны в разнообразных справочниках, в том числе – электронных.

Конденсатор пост. ёмкости на плате [23]:

При установке в электрическую цепь следует обращать внимание на рабочее напряжение. При превышении напряжения произойдёт пробой диэлектрика и конденсатор выйдет из строя.

В настоящее время многие конденсаторы постоянной ёмкости маркируются цветовым кодом.
На сайте http://www.ntpo.com/electronics/programm имеется программка для определения ёмкости подобных конденсаторов:

или другая на сайте SOFTPORTAL.com:

Электролитические конденсаторы не так многочисленны по внешнему виду, как предыдущие. Они имеют довольно стандартную конструкцию: как правило, это цилиндр с двумя выводами в торце или с по одному выводу с двух торцов, с обязательным обозначением полярности [24]:

Электролитические конденсаторы на плате [25]:

Существую и неполярные электролитические конденсаторы [26]:

Подстроечные конденсаторы и КПЕ [27] применяются в радиопередающих и радиоприёмных устройствах. Но приближается время цифрового радио, поэтому, наверное, эти конденсаторы постепенно станут музейными раритетами.

[28] ЧЕТЫРЁХсекционный КПЕ в радиоприёмнике "ИШИМ-003":

8. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ КОНДЕНСАТОРОВ
Ёмкость – основной параметр конденсатора. На конденсаторе указывается его номинальная ёмкость. Реально она несколько отличается указанной.
ЁМКОСТЬ плоского конденсатора можно рассчитать по формуле: , где
С – ёмкость, q – заряд обкладок, U – напряжение между ними, Е - диэлектрическая проницаемость диэлектрика между обкладками, Ео – диэлектрическая постоянная, S – площадь обкладок, d – расстояние между ними.

Основная единица измерения электрической ёмкости 1 Ф (Фарад), все остальные – производные: 1 мкФ, 1 нФ, 1 пФ.
Следует знать, что обычные конденсаторы имеют ёмкость значительно меньше 1 Ф.

Для справки: существуют особые конденсаторы – ИОНИСТОРЫ [29]:

Иони́стор (суперконденсатор, ультраконденсатор, двухслойный электрохимический конденсатор, англ. EDLC, Electricdouble-layercapacitor) — электрохимическое устройство, конденсатор с органическим или неорганическим электролитом, «обкладками» в котором служит двойной электрический слой на границе раздела электрода и электролита. Функционально представляет собой гибрид  конденсатора и химического источника тока.
В связи с тем, что толщина двойного электрического слоя (то есть расстояние между «обкладками» конденсатора) крайне мала, запасённая ионистором энергия выше по сравнению с обычными конденсаторами того же размера. К тому же, использование двойного электрического слоя вместо обычного диэлектрика позволяет намного увеличить площадь поверхности электрода. Ёмкость ионистора — от несколько до десятков фарад, при номинальном напряжении 2-10 В.

НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ – это напряжение между обкладками конденсатора, при котором гарантированно не происходит пробой диэлектрика. Допустимо но не желательно кратковременное незначительное его превышение.

ПОЛЯРНОСТЬ. 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 вздутия [30] и даже взрыва корпуса.

9. СПОСОБЫ СОЕДИНЕНИЯ КОНДЕНСАТОРОВ
Отдельные конденсаторы могут быть соединены друг с другом различным образом. При этом во всех случаях можно найти емкость некоторого эквивалентного конденсатора, который может заменить ряд соединенных между собой конденсаторов.
Для эквивалентного конденсатора выполняется условие: если подводимое к его обкладкам напряжение равно напряжению, подводимому к крайним зажимам группы конденсаторов, то этот конденсатор накопит такой же заряд, как и группа конденсаторов.


Последовательное соединение конденсаторов [31 A].
При последовательном соединении конденсаторов на обкладках отдельных конденсаторов электрические заряды по величине равны: Q1= Q2 = Q3 = Q
Действительно, от источника питания заряды поступают лишь на внешние обкладки цепи конденсаторов, а на соединенных между собой внутренних обкладках смежных конденсаторов происходит лишь перенос такого же по величине заряда с одной обкладки на другую (наблюдается электростатическая индукция), поэтому и на них появляются равные и разноимённые электрические заряды. 
Напряжения между обкладками отдельных конденсаторов при их последовательном соединении зависят от ёмкостей отдельных конденсаторов:
U1 = Q/C1, U1 = Q/C2, U1 = Q/C3, а общее напряжение U = U1 + U2 + U3
Общая емкость эквивалентного конденсатора Cэ = Q / U = Q / (U1 + U2 + U3), т. е. при последовательном соединении конденсаторов величина, обратная общей емкости, равна сумме обратных величин емкостей отдельных конденсаторов.

Параллельное соединение конденсаторов [31 Б].
В этом случае напряжения, подводимые к отдельным конденсаторам, одинаковы: U1 = U2 = U3 = U. Заряды на обкладках отдельных конденсаторов: Q1 = C1U, Q2 = C2U, Q3 = C3U, а заряд, полученный от источника Q = Q1 + Q2 + Q3.
Общая емкость равнозначного (эквивалентного) конденсатора:
Cэ = Q / U = (Q1 + Q2 + Q3) / U = C1 + C2 + C3,
т. е. при параллельном соединении конденсаторов общая емкость равна сумме емкостей отдельных конденсаторов.

10. ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ КОНДЕНСАТОРОВ
10.1. В колебательном контуре - для настройки радиоприёмника на частоту передающей радиостанции [32]

КПЕ в детекторном радиоприёмнике из кабинета физики.

10.2. В блоках питания РЭА - РадиоЭлектронной Аппаратуры - для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения [33]

C1 на входе и С2 на выходе стабилизатора.

10.3. В фотовспышках - для мгновенного разряда имульсной лампы [34]

10.4. В фильтрах аккустических систем - для разделения переменного тока звуковой частоты на несколько полос НЧ, СЧ и ВЧ [35]

Схема фильтра --> фильтр --> самодельные трёхполосные АС

10.5. В фильтрах цветомузыкальных установок - также для разделения переменного тока звуковой частоты на несколько полос НЧ, СЧ и ВЧ [34]

С4 - в фильтре ВЧ, С5 и С6 - в фильтре СЧ, С7 и С8 - в фильтре НЧ

10.6. Конденсаторный [37] и электретный[38] микрофоны


Электре́тный микрофо́н — микрофон с принципом действия сходным с микрофонами конденсаторного типа, но использующий в отличие от них, в качестве неподвижной обкладки конденсатора и источника постоянного напряжения пластину из электрета.
Электре́т — диэлектрик, длительное время сохраняющий поляризованное состояние после снятия внешнего воздействия, которое привело к поляризации (или заряжению) этого диэлектрика, и создающий в окружающем пространстве квазипостоянное электрическое поле.

10.6. Сенсорная клавиатура

10.7. Сенсорный экран

10.8. Емкостные датчики [41]

Ёмкостный датчик — преобразователь параметрического типа, в котором изменение измеряемой величины преобразуется в изменение ёмкости конденсатора.
Ёмкостные датчики получили широкое распространение там, где необходимо контролировать появление слабопроводящих жидкостей, например воды. Это датчики уровня жидкости, датчики дождя в автомобилях, датчики в сенсорных кнопках на бытовой технике (в живых тканях много воды) и т. п.

11. На десерт [42] ПОТОМКИ ЛЕЙДЕНСКОЙ БАНКИ (журнал «Техника – молодёжи», №7, 1989г)
увеличить
Лейденская банка Ивана Соколова, механика Петербуржской Академии наук (рис.1). Внешняя обкладка стеклянного сосуда – фольга, внутренняя – мелкая свинцовая дробь. Это «конденсатор» постоянной ёмкости, которая зависит от диэлектрических свойств среды между обкладками, их площади и расстояния между ними.
Если взять ящик из диэлектрика, дно которого снаружи покрыто станиолем, и заполнить его частично электропроводящей жидкостью, то менять ёмкость такого конденсатора можно, наклоняя ящик и меняя тем самым площадь «жидкой» обкладки конденсатора (рис. 2). Это конденсатор переменной ёмкости.
Существует немало способов подстройки конденсатора, т.е. установления определённой ёмкости. Например, можно сделать одну из обкладок в виде ряда полосок различной ширины, причём площадь их подбирается такой, чтобы ёмкость заранее превосходила необходимую. Подстраивается конденсатор перерезанием перемычек и удалением ненужных полосок (рис.3).
Подобно грозовым облакам, роль регулируемой обкладки может играть и газ, ионизирующийся под действием света определённой длины волны. Если прикрыть сетчатую обкладку конденсатора кварцевым стеклом, пропускающим ультрафиолетовые лучи (рис.4), то при облучении газа, находящегося в её ячейках, образуется дополнительная проводящая область, за счёт которой увеличивается дополнительная эффективная площадь обкладки, и, следовательно, и ёмкость конденсатора.
Не меньше, чем лейденская банка, известно изобретение В. Розена (1922 г, СССР). Его конденсатор переменной ёмкости состоит из большого числа параллельных металлических пластин. Одни из них, прямоугольные, жёстко соединены с корпусом и образуют статор, другие, сегментообразные, закреплены на оси – это ротор (рис. 5). При вращении ротора его пластины заходят в зазоры статора – изменяется площадь перекрытия, а в коечном итоге и ёмкость. Именно такие КПЕ устанавливались во все радиоприёмники (до недавнего времени).
В другом варианте КПЕ металлические стаканы различных размеров, входящие друг в друга (рис.6). Площадь перекрытия изменяется поступательным движением одного из них.
Самый простой и дешёвый подстроечный конденсатор состоит из двух отрезков изолированных проводов (рис. 7). Достаточно скрутить их в жгут, и ёмкость увеличится, раскрутить – уменьшится.
Для изменения ёмкости можно менять одновременно площадь обкладок и расстояние между ними. В таком конденсаторе обкладки выполнены в виде плоских металлических пружин, покрытых изоляционным лаком (рис. 8). Одни их концы жёстко закреплены в углах диэлектрической коробки, служащей корпусом конденсатора, другие – на оси, расположенной в её центре. При вращении оси изменяются не только площади перекрытия, но и расстояния между пружинами.
Постепенным напылением диэлектрика в межобкладочное пространство также можно менять ёмкость конденсатора (рис. 9). Напыление должно происходить в вакууме, поэтому процесс технологически не совсем простой.
Пространство между обкладками высоковольтного конденсатора заполняется маслом и глицерином, которые имеют разные диэлектрические проницаемости. Чтобы они не смешивались, их разделяют эластичной диэлектрической перегородкой. Меняя объёмы масла и/или глицерина, меняют ёмкость конденсатора (рис. 10).
Можно обойтись и одной жидкостью. Если пропускать через неё пузырьки газа (как в аквариуме), то она будет вспениваться и несколько менять свою диэлектрическую проницаемость, а, значит, будет изменяться ёмкость такого конденсатора (рис. 11).
Газ между обкладками можно заключить в эластичную оболочку (рис. 12). При изменении давления газа объём такого «пузыря» также будет меняться, будет меняться соотношение газа и жидкости между обкладками, а поскольку их диэлектрические проницаемости различны, то будет меняться и ёмкость конденсатора.
Можно менять свойства межобкладочного пространства не за счёт диэлектрика, а за счёт проводника. Конденсатор выполнен в виде диэлектрической трубки с насаженными на неё цилиндрическими обкладками, а мам проводник – в виде винта, который «ходит» внутри этой трубки по резьбе (рис. 13).
Конденсатор, между обкладками которого помещён сегнетоэлектрик, получил название «вариконд». Ёмкость вариконда зависит от многих параметров – величины электрического напряжения на его обкладках, температуры нагрева сегнетоэлектрика, степени его деформации, величины напряжённости внешнего электрического поля… Было предложено расположить обкладки вариконда на одной стороне диэлектрической подложки, а на другой, под местом расположения – электрод (рис. 14). Меняя напряжение между электродом и какой-либо из обкладок, можно менять диэлектрическую проницаемость сегнетоэлектрика, а, следовательно, ёмкость вариконда. Таким образом получается КПЕ без механических элементов!
Управлять ёмкостью конденсатора можно с помощью светового луча. Для этого надо нанести на обкладки, расположенные в одной плоскости, слой фоточувствительного материала, диэлектрическая проницаемость которого зависит от интенсивности светового потока (рис. 15). При освещении световым лучом разной интенсивности будет меняться ёмкость такого конденсатора.
Конденсатор можно поместить между полюсами электромагнита, а в качестве диэлектрика использовать ферромагнитную жидкость (рис. 16). При изменении напряжённости магнитного поля будет меняться диэлектрическая проницаемость жидкости и, соответственно, ёмкость конденсатора.
Управлять ёмкостью можно с помощью обычного переменного резистора, если его присоединить к дополнительным обкладкам, помещённым внутри основных (рис. 17).
И это ещё далеко не всё…

29 сентября 2014г.

НАЗАД на страницу РАДИОкомпоненты