Википедија

Кондензатор — разлика између измена

Интерактиван преглед историје
← Старија изменаНовија измена →
Садржај обрисан Садржај додат
ВизуелноВикитекст
Autobot (разговор | доприноси)
1.572.075 измена
м Dodavanje datuma u šablone za održavanje i/ili sredjivanje referenci
Autobot (разговор | доприноси)
1.572.075 измена
м Dodavanje datuma u šablone za održavanje i/ili sredjivanje referenci
Ред 1:
{{Друго значење|део лабораторијског прибора|[[Кондензатор (лабораторијски прибор)]]}}
{{Електромагнетизам| cTopic = [[Електрична мрежа]]}}
 
[[Датотека:Condensador_ceramico.jpg|мини|десно|250п|Обични кондензатор]]
[[Датотека:Condensators.JPG|мини|250px|десно|Различите врсте електричних кондензатора: вишеслојни керамички, диск-керамички, вишеслојни фолијски, цевасти керамички, полистиролски (аксијални и радијални), електролитски.]]
 
'''Електрични кондензатор''' ([[Немачки језик|нем]]. -{''kondensator''}-, према [[Латински језик|лат]]. -{''condensare''}-: збити, згуснути) део је (елемент) [[Електричне мреже|електричног струјног кола]] којем је основно својство способност складиштења [[енергија|енергије]] у облику [[електрични набој|електричнога набоја]] раздвојеног прикључењем [[електрични напон|електричнога напона]] између две проводне површине ([[Електрода|електроде]]), међусобно одвојене непроводним слојем ([[електрични изолатор]] или [[диелектрик]]).<ref name=duff>{{Cite book| last1 = Duff| first1 = Wilmer| title = A Text-Book of Physics| date = 1908–1916| publisher = P. Blakiston's Son & Co.| location = Philadelphia| edition = 4th| url = https://archive.org/stream/atextbookphysic00carmgoog#page/n378/mode/2up|access-date accessdate = 1. 12. 2016.| pages = 361}}</ref> Та се способност назива [[електрични капацитет]]. Кондензатор је електротехнички елемент, који може да сачува енергију у облику [[електрично поље|електричног поља]] између две [[електрода|електроде]] раздвојене изолатором ([[електрични изолатор|диелектриком]]).
 
[[Електрични капацитет]] кондензатора сразмеран је [[диелектрична пермитивност|диелектричној пермитивности]] ''ε'' [[Електрични изолатор|изолатора]] и то је већи што је већа [[површина]] [[електрода]], те што је мањи размак међу њима. Тако на пример капацитет плочастог електричног кондензатора -{''C''}-:
Ред 27:
[[Датотека:Capacitors in series.svg|мини|десно|250px|При серијском спајању споји се минус пол једног кондензатора с плус полом другог кондензатора.]]
 
У октобру 1745, [[Ewald Georg von Kleist|Евалд Георг фон Флајст]] из [[Померанија|Помераније]], Немачка, открио је да се наелектрисање може ускладиштити повезујући високонапонски [[electrostatic generator|електростатички генератор]] жицом са водом у стакленој чаши.<ref>{{Cite book | url = |title=A History of Science Volume II, Part VI: The Leyden Jar Discovered | last = Williams| first = Henry Smith | accessdate = 17. 033. 2013.}}</ref> Фон Клајстова рука и вода су деловали као проводници, чаша као [[диелектрик]] (мада су детаљи механизма били инкоректно идентификовани у то време). Фон Клајст је утврдио да је додиривање жице доводило од јаких варница, много јачих од оних које су добијене електростатичком машином. Наредне године, холандски физичар [[Pieter van Musschenbroek|Питер ван Мушенбрук]] је изумео сличан кондензатор, који је он назвао [[Лајденска боца|Лајденском боцом]], по [[Универзитет у Лајдену|Лајденском универзитету]] где је он радио.{{sfn|Keithley|1999|p=23}} Он је исто тако био импресиониран снагом шока који је примио, пишући, „Ја не бих поднео други шок за краљевство Француске”.<ref>{{cite book| title = Electricity in Every-day Life | last = Houston| first = Edwin J. | url = {{google books| plainurl = y|id=ko9BAAAAIAAJ| pages = 71}} | year = 1905| publisher = P. F. Collier & Son | accessdate = 17. 033. 2013.| pages = 71}}</ref>
 
[[Daniel Gralath|Данијел Гралат]] је први паралелно комбиновао неколико боца ради повећања капацитета складиштења.<ref name="Benjamin1895">{{cite book| last = Benjamin| first = Park | title = A History of Electricity: (The Intellectual Rise in Electricity) from Antiquity to the Days of Benjamin Franklin | url = https://books.google.com/books?id=hkMPAAAAMAAJ&pg=PA523 | year = 1895| publisher = J. Wiley & Sons | pages = 522–524}}</ref> [[Бенџамин Френклин]] је истраживао [[Lајдеnска боца|Лајденску боцу]] и дошао до закључка да је наелектрисање било ускладиштено на стаклу, не у води како су то други претпостављали. Он је исто тако користио термин „батерија”,<ref>{{cite book| title = Benjamin Franklin: An American Life | last = Isaacson| first = Walter | authorlink = Walter Isaacson | url = {{google books| plainurl = y|id=oIW915dDMBwC| pages = 135}}| year = 2003| publisher = Simon and Schuster | isbn = 9780743260848 | accessdate = 17. 033. 2013.| pages = 136}}</ref><ref>{{cite web | title = Experiments & Observations on Electricity: Letter IV to Peter Collinson | url = http://www.chemteam.info/Chem-History/Franklin-1749/Franklin-1749-all.pdf | year = 1749-04-29 | last = Franklin| first = Benjamin| format = PDF | accessdate = 9. 088. 2009.| pages = 28}}</ref> (у смислу повећања моћи са редом сличних јединица као у [[Батерија (војска)|батерији топова]]), што је накнадно примењено на [[Батерија|кластере електрохемијских ћелија]].<ref>{{cite web | title = Franklin and Electrostatics—Ben Franklin as my Lab Partner | url = http://www.compadre.org/Repository/document/ServeFile.cfm?ID=3430&DocID=2402&DocFID=3925&Attachment=1 | last = Morse| first = Robert A. | year = 2004| format = PDF | work = Wright Center for Science Education | publisher = Tufts University | quote = After Volta’s discovery of the electrochemical cell in 1800, the term was then applied to a group of electrochemical cells | accessdate = 10. 088. 2009.| pages = 23}}</ref> Лајденске боце су касније прављене облагањем унутрашњости и спољашњости боце металном фолијом, изостављајући простор при врху да би се спречио настанак електричних лукова између фолија. Најранија јединица капацитивности је био [[Jar (unit)|џар]], еквивалентан са око 1,11 [[Фарад#Дефиниција|нанофарада]].<ref>{{cite web | title = eFunda: Glossary: Units: Electric Capacitance: Jar | url = http://www.efunda.com/glossary/units/units--electric_capacitance--jar.cfm | publisher = eFunda | accessdate = 17. 033. 2013.}}</ref>
 
Лајденове боце или моћнији уређаји у којима се користе равне стаклене плоче наизменично са фолијским проводницима су ексклузивно кориштене до 1900-тих, кад је изум [[Wireless telegraphy|безжичне]] телефоније ([[радио|радија]]) створио потребу за стандардним кондензаторима, и стални помак ка вишим [[фреквенција]]ма је стварао потребу за кондензаторима са нижом [[Самоиндукција|индуктанцом]]. Дошло је до примене компактнијих метода конструкције, као што су флексибилне диелектричне плоче (попут науљеног папира) између плоча металне фолије, увијене или савијене у мали пакет.
 
Рани кондензатори су били познати као ''кондензери'', термин који се повремено још увек користи у данашње време, посебно у високонапонским применама, као што су аутомобилски системи. Термин је први пут кориштио за ту сврху [[Алесандро Волта]] 1782. године, у смислу способности овог уређаја да складишти већу густину електричног наелектрисања него што је то могуће у изолованом проводнику.<ref>{{Cite journal | title = Sketch of Alessandro Volta | url = {{google books| plainurl = y|id=eCADAAAAMBAJ| pages = 117}} | journal = The Popular Science Monthly | publisher = Bonnier Corporation | location = New York | issn = 0161-7370 | date = May 1892| pages = 118–119}}</ref><ref name=duff /> Термин има донекле двосмислено значење, ако се има у виду намена [[steam condenser|парног кондензатора]].<ref>British Engineering Standards Association, ''British Standard Glossary of Terms in Electrical Engineering'', C. Lockwood & son, 1926</ref>
 
Од почетка изучавања [[електрицитет]]а изолациони материјали попут [[стакло|стакла]], [[порцелан]]а, [[папир]]а и [[mica|лискуна]], кориштени су као изолатори. Ти материјали су деценијама касније исто тако били веома подесни за даљу употребу као [[диелектрик|диелектрици]] за прве кондензаторе. [[Types of capacitor|Папирни кондензатори]] направљени у виду сендвича трака импрегнираног папира између трака од метала, и умотани у цилиндре су били у широкој употреби у касном 19. веку; њихова производња је почела 1876,<ref name="Boggs">{{cite journal| last2 = Jow| first2 = T. Richard| last3 = Boggs| first3 = Steven| date = Jan 2010| year = |title=Historical Introduction to Capacitor Technology| url = http://ieeexplore.ieee.org/document/5383924/| journal = IEEE Electrical Insulation Magazine| publisher = IEEE| volume = 26| issue = 1| doi = 10.1109/mei.2010.5383924| via = |first1=Janet| last1 = Ho| pages = 20–25}}</ref> и они су кориштени од раног 20. века као раздвајајући кондензатории у телекомуникацијама (телефонији).
 
Порцелан је кориштен у првим [[ceramic capacitor|керамичким кондензаторима]]. У раним годинама [[Гуљелмо Маркони|Марконијевог]] безжичног трансмисионог апарата порцелански кондензатори су кориштени за високо-напонске и високо-фреквенционе сврхе у [[Радио-предајник|трансмиторима]]. На пријемничкој страни мањи [[Silver mica capacitor|лискунски кондензатори]] су кориштени за резонантна кола. Те диелектричне кондензаторе је измео Вилијам Дубилијер 1909. године. Пре Другог светског рата, лискун је био најзаступљенији диелектрик за кондензаторе у Сједињеним Државама.<ref name="Boggs" />
Ред 43:
Са развојем пластичних материјала током [[Други светски рат|Другог светског рата]], индустрија кондензатора је почела да замењује папир са тањим полимерним филмовима. Један веома рани развој у области [[film capacitor|филмских кондензатора]] је описан у британском патенту 587,953 из 1944. године.<ref name=Boggs />
 
Последњи, али не мање важни, изумљени су електрични двослојни кондензатори (сад [[Supercapacitor|суперкондензатори]]). Године 1957 Х. Бекер је развио „нисконапонски електролитички кондензатор са порозним угљеничним електродама”.<ref name="Boggs" /><ref>{{cite patent| country = US| number = 2800616| title = Low voltage electrolytic capacitor| gdate = 23. 077. 1957.| invent1 = Becker, H.I.}}</ref><ref>A brief history of supercapacitors AUTUMN 2007 [http://www.cantecsystems.com/ccrdocs/brief-history-of-supercapacitors.pdf Batteries & Energy Storage Technology] {{webarchive| url = https://web.archive.org/web/20140106032318/http://www.cantecsystems.com/ccrdocs/brief-history-of-supercapacitors.pdf | date = 6. 011. 2014. }}</ref> Он је сматрао да је енергија била ускладиштена као наелектрисање у угљеничним порама кориштеним у његовиом кондензатору, као у порама угравираних фолија електролитичких кондензатора. Пошто механизам двоструког слоја није био познат у то време, он је написао у патенту: „Није познато тачно шта се дешава у компоненти ако се користи за складиштење енергије, али доводи до изузетно великог капацитета”.
 
== Енергија електричног поља наелектрисаног кондензатора ==
 
Кад се неком [[електрични проводник|електричном проводнику]] доводе мали [[Наелектрисање|електрични набоји]] -{d''Q''}-, са сваким набојем расте количина [[електрицитет]]а, а тиме и [[електрични потенцијал]] -{''V''}-. Тиме се енергија [[електрично поље|електричног поља]] наелектрисаног проводника може добити:<ref>{{cite book| title = Electrical and Electronic Principles and Technology | last = Bird| first = John | url = {{google books| plainurl = y|id=A1tAHm_5sl0C}} | year = 2010| publisher = Routledge | isbn = 9780080890562 | accessdate = 17. 033. 2013.| pages = 63–76}}</ref>
 
:<math>W = \int_0^Q V(q) \cdot \mathrm{d}q = \int_0^Q \frac{q}{C} \cdot \mathrm{d}q = {1 \over 2} \cdot {Q^2 \over C} = {1 \over 2} \cdot C \cdot V^2 = {1 \over 2} \cdot V \cdot Q</math>
Ред 66:
| title = Electricity and Magnetism, 2nd Ed.
| publisher = Cambridge University Press
| year = 2011| location =
| pages = 110-111
| language =
| url = https://books.google.com/books?id=Z3bkNh6h4WEC&pg=PA110&dq=work+energy+capacitor
| doi =
| id =
| year = |isbn=978-1-139-50355-6
}}</ref><ref name="Serway">{{cite book
| last1 = Serway
Ред 80:
| title = College Physics, 10th Ed.
| publisher = Cengage Learning
| year = 2014| location =
| pages = 582
| language =
| url = https://books.google.com/books?id=xETAAgAAQBAJ&pg=PA582&dq=work+energy+capacitor
| doi =
| id =
| year = |isbn=978-1-305-14282-4
}}</ref>
:<math>u(t)=\frac{1}{C}\int_{-\infty }^{t}i(t)\;dt.</math>
Ред 106:
 
=== Спајање кондензатора ===
Електрични кондензатори се могу спајати у серију и паралелно. При паралелном спајању споје се међусобно све плус облоге појединих кондензатора и све минус облоге. Укупни [[Наелектрисање|електрични набој]] овакве комбинације једнак је збиру појединих кондензатора, па је:<ref name=floyd>{{cite book| last1 = Floyd| first1 = Thomas | title = Electronic Devices| year = 1984–2005| publisher = Pearson Education| location = Upper Saddle River, NJ| isbn = 978-0-13-127827-1| edition = 7th}}</ref>
 
:<math>Q = Q_1 + Q_2 + \cdots + Q_n</math>
Ред 250:
 
== Литература ==
* {{Cite book | url = |title=A History of Science Volume II, Part VI: The Leyden Jar Discovered | last = Williams| first = Henry Smith | accessdate = 17. 033. 2013.}}
{{refbegin}}
* {{Cite book| ref = harv| title = The Story of Electrical and Magnetic Measurements: From 500 BC to the 1940s | last = Keithley| first = Joseph F. | url = {{google books| plainurl = y|id=uwgNAtqSHuQC| pages = 23}} | year = 1999| publisher = John Wiley & Sons | isbn = 9780780311930 | accessdate = 17. 033. 2013.| pages = 23}}
* {{Cite book | ref = harv| last1 = Duff| first1 = Wilmer| title = A Text-Book of Physics| date = 1908–1916| publisher = P. Blakiston's Son & Co.| location = Philadelphia| edition = 4th| url = https://archive.org/stream/atextbookphysic00carmgoog#page/n378/mode/2up|access-date accessdate = 1. 12. 2016.| pages = 361}}
* {{Cite book| ref = harv| title = Introduction to Electric Circuits | url = {{google books| plainurl = y|id=l-weAQAAIAAJ}} | last = Dorf| first = Richard C. | last2 = Svoboda| first2 = James A. | edition = 5th | publisher = John Wiley & Sons | location = New York | year = 2001| isbn = 9780471386896 }}
* Philosophical Transactions of the Royal Society LXXII, Appendix 8, 1782 (Volta coins the word ''condenser'')
* {{Cite book| ref = harv| title = Fundamentals of Applied Electromagnetics | url = {{google books| plainurl = y|id=a_C8QgAACAAJ}} | last = Ulaby| first = Fawwaz Tayssir | publisher = Prentice Hall | year = 1999| location = Upper Saddle River, New Jersey | isbn = 9780130115546 }}
* {{cite journal | title = Super Charged: A Tiny South Korean Company is Out to Make Capacitors Powerful enough to Propel the Next Generation of Hybrid-Electric Cars | last = Zorpette| first = Glenn | year = 2005| journal = [[IEEE Spectrum]] | volume = 42 | issue = 1 | edition = North American | doi = 10.1109/MSPEC.2005.1377872| pages = 32}}
* {{Cite book| ref = harv| last = Deshpande| first = R.P.| title = Capacitors| url = {{google books| plainurl = y|id=YkHSoQEACAAJ}}| date = 5. 11. 2014.| publisher = McGraw-Hill Education| isbn = 978-0-07-184856-5}}
* {{Cite book| ref = harv| title = Semiconductor Material and Device Characterization | first = Dieter K. | last = Schroder| pages = 270''ff''. | url = {{google books| plainurl = y|id=OX2cHKJWCKgC| pages = 305}} | edition = 3rd | publisher = Wiley | year = 2006| isbn = 978-0-471-73906-7 }}
* {{Cite book| ref = harv| title = Physics of Semiconductor Devices | first1 = Simon M. | last1 = Sze| first2 = Kwok K. | last2 = Ng| isbn = 978-0-470-06830-4| publisher = Wiley | year = 2006| edition = 3rd | url = {{google books| plainurl = y|id=o4unkmHBHb8C}} | nopp = true }}
{{refend}}
 
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/wiki/Кондензатор”