Лейденська банка, конденсатор
Зі школи всі чули про чудову електричну річ з назвою «лейденська банка». Однак, поспілкувавшись із деякими моїми друзями, далекими від техніки, я з подивом виявив, що лейденська банка в їхньому розумінні — якийсь чудовий артефакт, який поступається хіба що тільки «нерозгаданим винаходам Тесли». На жаль, лейденська банка — це лише примітивний конденсатор, причому примітивний він так само за конструкцією.
Конденсатор - річ нескладна, складається з двох провідних пластин з діелектриком між ними. Місткість конденсатора залежить від площі цих пластин, від відстані між ними (чим вони ближчі, тим ємність більше) і від діелектричної проникності діелектрика (тобто від матеріалу між пластинами).
Взагалі дивно, що лейденську банку не винайшли раніше, ніж 1745 року. Її винахідник робив експерименти з електрикою, наливши в банку воду і застромивши в неї штир, який заряджався статично. Тримаючись за штир, він поклав руку на стінку банки. Внутрішнім електродом конденсатора виступила рідина у банку, а зовнішнім – долоня, прикладена до скла. Вийшов замкнутий ланцюг через винахідника — і він це відразу відчув (таке важко не відчути). Я підозрюю, що лейденську банку відкривали до цього багато разів, але всім здавалося, що їх довбало через контакти — лише одна людина звернула увагу, що скло це діелектрик.
Однак далі починаються помилки. Якщо швидко з'ясувалося, що для функціонування лейденської банки достатньо два шари фольги з обох боків скла, то з ємністю було не так ясно. Вважалося, що електрична ємність банки залежить немає площі поверхні її стінок, як від обсягу. І тому майже до початку 20 століття будували лейденські банки багатолітрового розміру і для збільшення ємності.з'єднували їх у батареї.
Вже це є широким полем діяльності для попаданца. Адже достатньо зробити плоскі конденсатори, склавши в стопку листи фольги та слюди і з'єднавши фольгу через одну. Місткість буде набагато більшою, ніж у класичній лейденській банці, а вага та обсяг — значно менше. Можна купувати патент, дуже вигідний для 18 століття.
Конденсатор хороший тим, що побудувати його можна в будь-якому суспільстві, яке знає метали. Адже метал можна взяти будь-який — та сама мідь більш ніж годиться. Та й діелектрик теж можна взяти будь-хто - від вощеного паперу до повітря. Хоча тут доведеться повозитись — щоб діелектрик був придатний за будь-якої вологості, не деградував з часом і не плавився від спеки. Слюда — один із найкращих варіантів, діелектрична проникність у неї 7.5 (у кварцу — 4, у бакеліту — 4.5, у скла — 4.7). Звичайно, є варіанти з керамікою, де діелектрична проникність коливається від 10 до 20, але це спеціальна кераміка типу фарфору, що недешево. Варто тільки пам'ятати, що від якості діелектрика залежить напруга, яку конденсатор витримує до пробою. Класична лейденська банка хороша тим, що в ній діелектрик — скло, що дозволяє будувати дуже високовольтні банки, хоч і невеликої ємності.
Конденсатор дуже цікаво поводиться, якщо до нього підключити не постійний струм, а змінний. Постійний струм не проходить через конденсатор, адже ізолятор між обкладками – це розрив ланцюга. Але якщо прикласти змінний струм, то він починає поперемінно заряджати обкладки і конденсатор стає провідником — точніше резистором. Він набуває так званого реактивного опору. І опір це залежить від ємності конденсатора та від частоти струму. Конденсатори малої ємності краще проводять високочастотний змінний струм танавпаки.
Навіщо потрібен конденсатор у давнину? Запитання радіо залишимо для інших статей. А конденсатор стане в нагоді в ритуальних цілях. Згадка про перший удар струмом залишиться у неофіта до труни. А у попаданца напевно виробиться звичка заземлювати вівтар перед роботою з ним.
>> Можна купувати патент, дуже вигідний для 18 століття.
Ну, з практичних цілей, у 18 столітті електрику застосовувалося хіба що для «лікування» легковірних тітоньок. А ці шарлатани платити не люблять )