КВ-приемник мирового уровня? Это очень просто!
Шрифт:
«Н»: А что он нам может дать?
«А»: Конденсатор — вещь замечательная! Соберем простейшую цепь (рис. 2.5), содержащую конденсатор. Замкнем переключатель S. На обкладках (пластинах) конденсатора установится тот же потенциал, что и на батарейке. А ток будет течь?
«Н»: По-моему, нет! Ведь между пластинами конденсатора — обрыв!
«А»: Не совсем… Дополним нашу схемку! Здесь я изобразил те самые пластины, снабдив их электродами. Как видишь, расстояние между ними равно r. Площадь каждой пластины равна D. А теперь скажи мне, что это за пунктирные стрелки я изобразил?
«Н»: Пока что не догадываюсь.
«А»: Это ни что иное, как СИЛОВЫЕ ЛИНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ! А вот теперь, Незнайкин, внимание. То, что я тебе сейчас расскажу, в школьных учебниках не упоминается.
«Н»: Это Спец рассказал?
«А»: Да, он обратил мое внимание на тот факт, что в конденсаторе имеет место удивительный физический эффект! Смотри, пластина А присоединена к отрицательному электроду. Это означает, что в объеме кристаллической решетки пластины А «растекаются» ИЗБЫТОЧНЫЕ электроны, поступающие на нее от МИНУСА батарейки.
Но, подсоединенная к ПЛЮСУ пластина В оказывает на них удивительное влияние! Электроны, накапливающиеся на пластине А, как-бы перестают «замечать» друг-друга! Их взаимоотталкивание становится минимальным!
«Н»: Как это можно объяснить?
«А»: А так, что сферообразные электростатические поля электронов преобразуются в нитевидные! Теперь они достигают пограничного слоя пластины В. По масштабам микромира, пластина В находится на колоссальном расстоянии от пластины А!
Эти электростатические поля электронов пластины А воздействуют через межпластинчатый промежуток с атомами кристаллической решетки пластины Б, которые перед этим «потеряли» свои электроны.
«Н»: Поскольку они ушли с пластины В к ПЛЮСУ батарейки!..
«А»: Следовательно, при данном напряжении U «плотность» электронов на пластине А высока. На этой пластине размещается электрический заряд, который при определенных условиях способен… преобразоваться в ток!
Но и это еще не все! Представь себе, что мы поместили эти пластины в космическом пространстве, иначе говоря — в вакууме! Тогда условно обозначим ПЛОТНОСТЬ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ, как количество силовых линий, отнесенных к единице площади поверхности. И в случае, если между пластинами А и В — вакуум, примем, что эта плотность равна некоторой условной единице…
«Н»: Не возражаю…
«А»: А теперь вернемся на Землю. Поместим между пластинами А и В листик из слюды. Великолепный
«Н»: Это предельное значение?
«А»: Нет, это далеко не предел! Есть такой хитрый диэлектрик — ТИТАНАТ БАРИЯ. Так в нем плотность электрического поля возрастает в ДЕСЯТКИ ТЫСЯЧ РАЗ!
«Н»: Ну и дела! Но не припомню, чтобы мне встречалось такое понятие, как плотность электрического поля…
«А»: Потому что это больше физический, а не технический термин. А такое понятие, как ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ встречал?
«Н»: Да что-то такое слышал.
«А»: Так эти два понятия — синонимы! А вот и формула, которая является основной для расчета емкости конденсатора:
здесь S — площадь пластин в см2, а — расстояние в сантиметрах, — диэлектрическая проницаемость.
«Н»: А нам чем он может помочь? Я имею в виду именно конденсатор?…
«А»: Сейчас… Смотри сюда. Справа я зарисовал уже знакомую нам эпюру (график изменения во времени) напряжения на обкладках конденсатора. А теперь представим себе, как пройдет эпюра токов (рис. 2.6)?
«Н»: А исходить будем из эпюры напряжений?
«А»: Естественно! Итак, рассмотрим участок АВ. В момент А напряжение генератора МАКСИМАЛЬНО. На обкладках конденсатора оно такое же. Но это ведь означает, что все электроны, которые могли быть «втиснуты» источником на одну из пластин — уже там!
«Н»: Конденсатор, иначе говоря — заряжен! То есть ток в этот момент… не идет.
«А»: Правильно! Итак, в момент А напряжение на обкладках конденсатора — МАКСИМАЛЬНО, а ток в цепи — МИНИМАЛЕН! А теперь обрати внимание на то, что участок АВ характеризуется еще и тем, что СКОРОСТЬ ИЗМЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ на конденсаторе отточки А до точки В — постоянно возрастает! А это соответствует тому, что ток заряда (разряда) постоянно возрастает тоже! В момент В эта скорость — МАКСИМАЛЬНА. Следовательно и ток — МАКСИМАЛЕН. А вот напряжение в момент В равно НУЛЮ!
«Н»: Это удивительный факт! То есть можно сказать, что ток конденсатора отстает от его напряжения?
«А»: Вполне, хотя обычно говорят иначе. А именно, что в конденсаторе ток ОТСТАЕТ ПО ФАЗЕ от напряжения на 90 градусов!
«Н»: Теперь мне понятна разница между резистором и конденсатором!
«А»: Отрадно слышать, но заметь, что если мы УВЕЛИЧИМ частоту генератора, то ОДИН И ТОТ ЖЕ электрический заряд будет заряжать или разряжать конденсатор за МЕНЬШЕЕ ВРЕМЯ!