Залежність ємності конденсатора від частоти і напруги - студопедія

Ємність конденсатора при підвищенні частоти зменшується, так як зменшується діелектрична проникність діелектрика, обумовлена ​​ослабленням релаксаційних видів поляризації.

Якщо ж в діелектрику має місце тільки електронна і іонна поляризація, то діелектрична проникність в широкому діапазоні частот не повинна залежати від частоти, а отже не повинна змінюватися і ємність. Але і в цьому випадку ємність може змінюватися за рахунок впливу конструктивних елементів конденсатора: його індуктивності і опору обкладок і висновків.

Наявність індуктивності в конденсаторі дає збільшення його діючої ємності з ростом частоти (рис. 30), так як струм буде зростати за рахунок компенсації реактивного ємнісного опору індуктивним опором.

Прирівняємо значення повних опорів:

конденсатора з індуктивністю, L і ємністю

еквівалентного йому конденсатора з діючої ємністю, без індуктивності.

Нехтуючи наявністю активного опору можна написати:

Залежність від частоти збільшується як при збільшенні індуктивності L так і при збільшенні ємності при заданій індуктивності.

Наявність активного опору r. включеного послідовно з ємністю С повинно обмежувати струм, що протікає через конденсатор, причому цей ефект повинен бути помітніше при збільшенні частоти, так як зі збільшенням частоти падає ємнісний реактивний опір і вплив активного опору на величину струму зростає (рис. 31).

Величину можна обчислити за формулою:

Збільшення ємності С при заданому r підсилює частотну залежність.

У звичайних конденсаторах опір обкладок і висновків, що визначає величину r. мало, а тому зниження ємності C зі збільшенням частоти f можна помітити лише в області радіочастот, навіть при великих ємностях.

Вирази [88] і [89] є наближеними, хоча і правильно характеризують якісний характер частотної залежності ємності.

Як частотна залежність діелектричної проникності, так і вплив активного опору викликають зменшення ємності від частоти; збільшення ємності може бути обумовлено тільки впливом індуктивності.

Як для полярних, так і для неполярних діелектриків величина діелектричної проникності не залежить від напруженості, а тому для більшості типів конденсаторів ємність не повинна залежати від величини прикладеної напруги.

Невелике збільшення ємності при збільшенні напруги вище напруги іонізації може спостерігатися для конденсаторів, діелектрик якого містить значну кількість повітряних включень.

У сегнетокераміческіх конденсаторах діелектрик володіє спонтанною поляризацією, для якої характерна залежність діелектричної проникності від напруги. Для них ємність сильно залежить від напруги, що використовується для виготовлення нелінійних конденсаторів - «варіконд».

Схожі статті