Номер 1, страница 269 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

1. Для чего предназначены конденсаторы?

1. Конденсатор — это пассивный электронный компонент, основной функцией которого является накопление электрического заряда и, следовательно, энергии электрического поля. В своей простейшей форме он состоит из двух проводящих пластин (называемых обкладками), которые разделены слоем диэлектрика (материала, не проводящего электрический ток).

Принцип работы конденсатора заключается в том, что при подключении его к источнику напряжения (например, к батарейке) на его обкладках начинают накапливаться электрические заряды: на одной — положительные, на другой — отрицательные. Заряды равны по величине, но противоположны по знаку. Между обкладками возникает электрическое поле, в котором и запасается энергия. Основной характеристикой конденсатора является его электрическая ёмкость ($\text{C}$), которая показывает, какой заряд ($\text{q}$) может накопить конденсатор при приложении к нему определённого напряжения ($\text{U}$). Она определяется формулой: $C = \frac{q}{U}$. Единицей измерения ёмкости в системе СИ является Фарад (Ф). Энергия ($\text{W}$), запасённая в конденсаторе, вычисляется как $W = \frac{C \cdot U^2}{2}$.

Благодаря своим уникальным свойствам конденсаторы имеют очень широкое применение в электронике и электротехнике. Вот основные области их использования:

Накопление и быстрая отдача энергии. Конденсаторы могут заряжаться относительно медленно, а разряжаться почти мгновенно, высвобождая большой импульс энергии. Это свойство используется в фотовспышках, дефибрилляторах, электрошокерах, установках для лазерного термоядерного синтеза и электромагнитных пушках.

Фильтрация напряжения. В блоках питания конденсаторы используются для сглаживания пульсаций после выпрямления переменного тока. Они пропускают переменную составляющую тока на "землю", в результате чего на выходе получается более стабильное постоянное напряжение.

Разделение сигналов. Конденсатор блокирует прохождение постоянного тока (после того, как он зарядится), но пропускает переменный ток. Это свойство используется для передачи полезного переменного сигнала (например, звукового) между разными каскадами усиления, не пропуская при этом постоянное напряжение, которое может нарушить режим работы следующего каскада.

Создание колебаний. В паре с катушкой индуктивности конденсатор образует так называемый колебательный контур ($\text{LC}$-контур). Такие контуры являются основой генераторов электрических колебаний, а также используются в радиоприёмниках и передатчиках для настройки на определённую частоту.

Создание временных задержек. В сочетании с резистором конденсатор образует $\text{RC}$-цепь. Время заряда и разряда конденсатора в такой цепи можно точно рассчитать, что позволяет использовать их для создания таймеров и цепей задержки.

Запуск электродвигателей. В однофазных асинхронных двигателях (например, в стиральных машинах, насосах) конденсаторы используются для создания сдвига фазы тока в пусковой обмотке, что необходимо для формирования вращающегося магнитного поля при запуске двигателя.

Ответ: Конденсаторы предназначены для накопления электрического заряда и энергии электрического поля. Их основное применение в электронных схемах включает: фильтрацию напряжений, накопление и быструю отдачу энергии, создание колебаний и временных задержек, разделение цепей по постоянному и переменному току, а также запуск электродвигателей.