Идеализированный емкостный элемент

Емкостью называется идеализированный элемент электрической цепи, в котором накапливается энергия электрического поля. По своим свойствам к емкостному элементу наиболее близок реальный элемент электрической цепи – конденсатор (рис.1.9), основной особенностью которого является его способность запасать энергию электрического поля, но отличающийся наличием потерь в диэлектрике и обкладках.

Рис. 1.9. Условно-графическое обозначение конденсатора

На рис. 1.9 сверху указано название физического элемента (конденсатор), а внизу приведено название его модели (емкость). На электрических схемах конденсаторы обозначаются в виде двух параллельных линий (рис. 1.9), длиной 8 мм, расположенных друг от друга на расстоянии 1,5 мм.

Математическая модель, описывающая свойства емкостного элемента, определяется выражением

, (1.10)

которое характеризует количественную оценку отношения заряда к напряжению на элементе цели, способного накапливать энергию электрического поля, т.е. емкости.

Коэффициент пропорциональности C в формуле (1.10) называется емкостью элемента. Емкость С, как параметр модели (1.10), не зависит от изменений тока и напряжения и является линейным элементом, величина которого измеряется в фарадах (Ф). Наиболее часто используют значения в микрофарадах (1мкф=10^-6Ф), нанофарадах (1нФ=10^-9Ф) и пикофарадах (1пФ=10^-12Ф).

Между током и напряжением на ёмкостном элементе существует связь, определяемая согласно (1.1) и (1.10) равенством

, (1.11)

т.е. ток в ёмкостном элементе пропорционален скорости изменения приложенного к нему напряжения. При постоянном напряжении и ёмкостный элемент, в этом случае, по своим свойствам эквивалентен разрыву цепи.