Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων του «Πυκνωτής»

334 bytes προστέθηκαν ,  πριν από 7 έτη
καμία σύνοψη επεξεργασίας
(Αναίρεση έκδοσης 4588409 από τον 79.107.94.85 (Συζήτηση))
[[Image:Capacitor_schematic_el.svg|thumb|right|200px|Σχεδιάγραμμα πυκνωτή παράλληλων πλακών. Οι δύο πλάκες με εμβαδόν
<math>A</math> είναι χωρισμένες σε απόσταση <math>d</math>. Το φορτίο <math>Q</math> κάθε πλάκας δημιουργεί ηλεκτρικό πεδίο <math>E</math> ανάμεσα στις πλάκες.]]
'''Πυκνωτής''' (''συμβ. '''C''''') ονομάζεται ένα σύστημα δύο γειτονικών αγωγών ανάμεσα στους οποίους παρεμβάλλεται μονωτικό υλικό. Αυτό το μονωτικό υλικό μπορεί να είναι [[αέρας]],πλαστικο [[πλαστικό]],μικα [[μαρμαρυγίες|μίκα]] κ.α. Οι δύο αγωγοί ονομάζονται οπλισμοι[[οπλισμός|οπλισμοί]] του πυκνωτή, ενώ το παρεμβαλλόμενο υλικό ονομάζεται διηλεκτρικο[[διηλεκτρικό]] του πυκνωτή. Βασικό χαρακτηριστικό κάθε πυκνωτή είναι η ιδιότητά του να αποθηκεύει ηλεκτρικο[[ηλεκτρικό φορτιοφορτίο]], επομένως ηλεκτρικη[[ηλεκτρική ενεργειαενέργεια]]. Όταν ένας πυκνωτής είναι φορτισμένος, οι οπλισμοί του έχουν ηλεκτρικά φορτία κατά μέτρο ίσα και αντίθετα. Ονομάζουμε '''φορτίο''' του πυκνωτή (Q<sub>c</sub>) το φορτίο του θετικά φορτισμένου οπλισμού του.
 
Μεταξύ των οπλισμών ενός φορτισμένου πυκνωτή αναπτύσσεται διαφορα[[διαφορά δυναμικουδυναμικού]], την οποία ονομάζουμε '''τάση του πυκνωτή''' (V<sub>c</sub>). To πηλίκο του φορτίου ενός πυκνωτή προς την τάση του ονομάζεται χωριτηκοτητα'''[[Χωρητικότητα (ηλεκτρισμός)|χωρητικότητα]]''' (C) του πυκνωτή:
 
:<math>C=\frac{Q}{V}</math>
 
Μοναδα[[Μονάδα μετρησηςμέτρησης]] της χωρητικότητας του πυκνωτή είναι το 1 Φαραντ[[Φαράντ]] ''Farad'' (F). Πρόκειται όμως για μεγάλη μονάδα, που σπάνια χρησιμοποιείται στην πράξη. Συνήθως χρησιμοποιούνται τα υποπολλαπλάσια του μικροφαράντ (μF), νανοφαράντ (nF) και πικοφαράντ (pF).
 
Η χωρητικότητα ενός πυκνωτή εξαρτάται από τα γεωμετρικα[[γεωμετρία|γεωμετρικά]] χαρακτηριστικά του και από τη φύση του διηλεκτρικού του, είναι όμως ανεξάρτητη από το υλικό των οπλισμών του.
 
Λόγω της δυνατότητάς τους να αποθηκεύουν ηλεκτρικό φορτίο και να το αποδίδουν κατόπιν αποφορτιζόμενοι σε ένα κυκλωμα[[Ηλεκτρικό κύκλωμα|κύκλωμα]] (δρώντας έτσι ουσιαστικά ως [[πηγές ρεύματος]]), οι πυκνωτές αποτελούν βασικά στοιχεία κάθε σύγχρονου ηλεκτρονικού κυκλώματος. Μερικές χρήσεις τους είναι σε κυκλώματα εξομάλυνσης τάσης, στη διαμόρφωση της συχνότητας εκπομπής ραδιοφωνικων[[ραδιόφωνο|ραδιοφωνικών]] πομπών, στις εισόδους και εξόδους των τρανζιστορ[[τρανζίστορ|τρανζίστορς]] κ.α.
 
== Ιστορικά στοιχεία ==
* Ο πρώτος πυκνωτής κατασκευάστηκε στοπανεπιστημιοστο Λειντεν[[πανεπιστήμιο του Λέιντεν]] στην Ολλανδια[[Ολλανδία]] το [[1745]].
* Μέχρι και τις αρχές του προηγούμενου αιώνα, ο πυκνωτής λεγόταν στα ελληνικά ''Λουγδουνική Λάγηνος'' (δηλαδή δοχείο του Λέιντεν).
 
Όλοι οι πυκνωτές παρουσιάζουν κάποια αντίσταση και κάποια επαγωγή, λόγω της κατασκευής τους. Αυτές ακριβώς οι ανεπιθύμητες ιδιότητες θέτουν περιορισμούς, πού συχνά καθορίζουν το πεδίο εφαρμογής τους.
Ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές. Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές έχουν πολύ υψηλότερη αντίσταση από οποιοδήποτε άλλο τύπο. Αυτό επιτυγχάνεται, κατασκευάζοντας την ωφέλιμη διαχωριστική πλάκα (οπλισμός) εξαιρετικά μικρή, χρησιμοποιώντας ένα πολύ μικρό διηλεκτρικό (μονωτή) πάχους μεταξύ 200 και 10.000 άνγκστρομ (δύο εκατοντάκις χιλιοστά του mm μέχρι ένα χιλιοστό του mm).
Το διηλεκτρικό είναι ένα στρώμα οξειδίου, πού σχηματίζεται με ηλεκτρόλυση επάνω σε μια πλάκα τανταλιου[[ταντάλιο|τανταλίου]] ή αλουμινιου[[αλουμίνιο|αλουμινίου]]. Κατά την ηλεκτρόλυση έχουμε διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος δια μέσου ενός υγρού (πού ονομάζεται ηλεκτρολύτης).
Ό πυκνωτής έχει πληρωθεί με ηλεκτρολυτικά υγρά και ή διαδικασία της ηλεκτρολύσεως συνεχίζεται καθ' όλο το χρονικό διάστημα της λειτουργίας του. Στους ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές ή πλάκα του τανταλίου ή αλουμινίου αποτελεί το θετικό οπλισμό (την άνοδο) και ή διαδικασία της οξειδώσεως ονομάζεται ανοδική οξείδωση.
Ο αρνητικός οπλισμός (κάθοδος) αποτελείται συνήθως από χαλκό. Επειδή ο ηλεκτρολύτης είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού, ή ωφέλιμη διαχωριστική πλάκα αποτελείται μόνο από το στρώμα του οξειδίου, το όποιο είναι εξαιρετικά καλό διηλεκτρικό υλικό. Τυχόν ατέλειες στο στρώμα του οξειδίου αυτοαναιρούνται με την ηλεκτρολυτική δράση ενός ρεύματος διαρροής μικρής εντάσεως, το όποιο οδεύει δια μέσου του ηλεκτρολύτη και των ατελειών του οξειδίου, με την προϋπόθεση ότι το ρεύμα έχει την ορθή φορά (ή αντίστροφη φορά θα προκαλούσε την ταχύτατη καταστροφή του πυκνωτή).
Οι πυκνωτές αυτοί είναι ιδιαίτερα χρήσιμοι σε εφαρμογές υψηλών τάσεων ή υψηλών συχνοτήτων, όπως στην ασύρματη επικοινωνία. Λόγω του ελέγχου πού μπορούμε να ασκήσουμε στη χημική σύνθεση των κεραμικών διηλεκτρικών, προκύπτει μια μεγάλη ποικιλία χρήσιμων ιδιοτήτων για τους πυκνωτές.
ΟΙ υψηλές διαπερατότητες (διηλεκτρικές σταθερές) πού μπορούν να επιτευχθούν, έχουν ως αποτέλεσμα πολύ υψηλή χωρητικότητα ανά μονάδα όγκου, εφαρμόζονται όμως συνήθως σε τύπους χαμηλής τάσεως.
Ένας συνηθισμένος τύπος κατασκευής αποτελείται από έναν κεραμικό σωλήνα με επιμεταλλωμένα ηλεκτρόδια μέσα και έξω από το σωλήνα με πολύ καλές ιδιότητες στις υψηλές συχνότητες. Ένα από τα ευρύτατα χρησιμοποιούμενα κεραμικά υλικά είναι και ο τύπος ρουτιλιου[[ρουτίλιο|ρουτιλίου]]. Αυτό περιέχει οξείδιο του τιτανίου και ορθοτιτανικό μαγνήσιο σε ρυθμιζόμενες αναλογίες, με τις οποίες επιτυγχάνεται ο έλεγχος του θερμικού συντελεστή χωρητικότητας (δηλαδή της μεταβολής της χωρητικότητας ως προς τις μεταβολές της θερμοκρασίας). Οι πυκνωτές αυτοί αποτελούνται από μικρά ορθογώνια κομμάτια κεραμικού υλικού με μεταλλικά ηλεκτρόδια στις απέναντι επιφάνειες.
Οι πυκνωτές χαρτιού και μεμβράνης κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας μια παρόμοια τεχνική, περιτυλίγοντας δηλαδή το διηλεκτρικό και τα μεταλλικά ηλεκτρόδια και δίνοντας τους κυλινδρικό σχήμα. Τα ηλεκτρόδια μπορούν να είναι από φύλλα αλουμινίου ή κασσιτέρου, είτε εναλλακτικά ένα στρώμα αλουμινίου ή ψευδαργύρου, πού επικάθεται σε περιβάλλον κενού επάνω στο χαρτί ή στη μεμβράνη.
Όλοι οι πυκνωτές πού χρησιμοποιούν το χαρτί ως διηλεκτρικό εμποτίζονται σε κάποιο λάδι, για να αντικαταστήσουν τον αέρα και να αποφευχθούν οι ηλεκτρικές εκκενώσεις, ή διάσπαση του διηλεκτρικού κατά την εφαρμογή υψηλών τάσεων.