Лейденская банка, конденсатор

Со школы все слышали про чудесную электрическую вещь с названием «лейденская банка». Однако, пообщавшись с некоторыми моими друзьями, далекими от техники, я с удивлением обнаружил, что лейденская банка в их понимании — некий чудесный артефакт, уступающий разве что только «неразгаданным изобретениям Теслы». К сожалению, лейденская банка — это всего лишь примитивный конденсатор, причем примитивный он так же по конструкции…

102px-Capacitor_symbol_GOST.svgКонденсатор — вещь несложная, состоит из двух проводящих пластин с диэлектриком между ними. Емкость конденсатора зависит от площади этих пластин, от расстояния между ними (чем они ближе, тем емкость больше) и от диэлектрической проницаемости диэлектрика (то есть от материала между пластинами).

Вообще странно, что лейденскую банку не изобрели раньше, чем в 1745 году. Ее изобретатель делал эксперименты с электричеством, налив в банку воду и воткнув в нее штырь, который заряжался статически. Держась за штырь, он положил руку на стенку банки. Внутренним электродом конденсатора выступила жидкость в банке, а внешним — ладонь, приложенная к стеклу. Получилась замкнутая цепь через изобретателя — и он это сразу почувствовал (такое сложно не почувствовать). Я подозреваю, что лейденскую банку открывали до этого много раз, но всем казалось, что их долбануло через контакты — только один человек обратил внимание, что стекло это диэлектрик.

Однако, дальше начинаются заблуждения.
Если быстро выяснилось, что для функционирования лейденской банки достаточно два слоя фольги с обоих сторон стекла, то с емкостью было не все так ясно. Считалось, что электрическая емкость банки зависит не от площади поверхности ее стенок, а от объема. И поэтому почти до начала 20-го века строили лейденские банки многолитрового размера и для увеличения емкости соединяли их в батареи.

Уже только это является широким полем деятельности для попаданца.
Ведь достаточно сделать плоские конденсаторы, сложив в стопку листы фольги и слюды и соединив фольгу через одну. Емкость будет много больше, чем в классической лейденской банке, а вес и объем — куда как меньше. Можно брать патент, очень выгодный для 18 века.

Конденсатор хорош тем, что построить его можно в любом обществе, знающем металлы. Ведь металл можно взять любой — та же медь более чем годится. Да и диэлектрик тоже можно взять любой — от вощеной бумаги до воздуха. Хотя тут придется повозиться — чтобы диэлектрик был годен при любой влажности, не деградировал со временем и не плавился от жары. Слюда — один из лучших вариантов, диэлектрическая проницаемость у нее 7.5 (у кварца — 4, у бакелита — 4.5, у стекла — 4.7). Конечно, есть варианты с керамикой, где диэлектрическая проницаемость колеблется от 10 до 20, но это специальная керамика, типа фарфора, что недешево.
Стоит только помнить, что от качества диэлектрика зависит напряжения, которое конденсатор выдерживает до пробоя. Классическая лейденская банка хороша тем, что в ней диэлектрик — стекло, что позволяет строить очень высоковольтные банки, хоть даже и небольшой емкости.

Конденсатор очень интересно себя ведет, если к нему подключить не постоянный ток, а переменный. Постоянный ток не проходит через конденсатор, ведь изолятор между обкладками — это разрыв цепи. Но если приложить ток переменный, то он начинает попеременно заряжать обкладки и конденсатор становится проводником — точнее резистором. Он приобретает так называемое реактивное сопротивление. И сопротивление это зависит от емкости конденсатора и от частоты тока. Конденсаторы малой емкости лучше проводят высокочастотный переменный ток и наоборот.

Зачем нужен конденсатор в древности? Вопросы радио оставим для других статей. А конденсатор очень пригодится в ритуальных целях. Воспоминание о первом ударе током останется у неофита до гробовой доски. А у попаданца наверняка выработается привычка заземлять алтарь перед работой с ним…

10 comments to Лейденская банка, конденсатор

  • vashu1

    >> Можно брать патент, очень выгодный для 18 века.

    Ну, из практических целей, в 18 веке электричество применялось разве что для «лечения» легковерных тетушек. А эти шарлатаны платить не любят )

    • kraz

      В 18-м веке опыты с электричеством это было очень модно (собственно, как и лечение тетушек).
      А нам нужно отбить технологию, ведь попаданец-то знает зачем нужны конденсаторы.

    • xolmc

      Сходу можно дать два применения для конденсаторов у попаданца. Вернее, одно, но применить его можно сразу в двух областях, причем одно действие — побочный продукт другого, т.е. одновременно их может производить один и тот же экземпляр устройства!

      Конденсаторы нужны для простейшего искрового генератора Маркса.
      Первое действие — собственно искра, то бишь разряд, производящий плазму, и как следствие, окислы азота.
      Второе — высокочастотные колебания, этой искрой создающиеся. Ну, это понятно для чего — простейший радиотелеграфный передатчик.

      Берем несколько марксов, дающих колебания разной частоты. Искровые генераторы монтируем на одной керамической трубе, через которую водоструйкой гоним воздух (она же потом оксиды азота и поглощает). Питание на марксы подаем магнитными ключами.
      Ключи коммутируются механическим дешифратором кода буквенных клавиш.
      Выход с марксов можно подать на трансформаторы Теслы — тогда все становится еще дальнобойнее и зрелищнее :) В смысле, для адептов попаданческой секты :)
      Аж три зайца в одном флаконе!

  • Drenkens

    А у кого есть какие намётки по созданию литиевого, литий фосфатно железного или серебряно-цинкового аккумулятора в конце 19 века или может быть и раньше?

    • kraz

      В конце 19 века появился свинцово-кислотный и тогда этого было более, чем достаточно.
      Вам зачем конкретно такой аккум?

  • dimas

    Меня прикалывает частенько читать,как уважаемый kraz ругает и поностит религии и особенно Христианскую Церковь,а сам тут же рекомендует использовать попаданцу изобретения и научные явления именно для обмана или привлечения верующих в храмах…

    • kraz

      Это все потому, что мне их верования до лампочки. Я старый в сказки верить.

    • hludens

      А что не так то?
      Верить в эти бредни он не верит (как и я) но при случае использовать тот же метод мошенничества не погнушается. Если существует возможность и потребность обмана то порой проще воспользоваться ей чем изобретать что то новое.

  • dimas

    Можно ли использовать лейденские банки или более совершенные конденсаторы для инициации и подрыва мин и электрозапалов?Подойдёт ли для заряда конденсатора,для этого электрофорный(электростатический)аппарат?

    • Йож

      Принципиально — да. Практически — заморочно.

      Электрофорная машина даёт очень высокое напряжение, малопригодное для подрыва (изоляция проводов, например, требуется очень серьёзная).
      Поэтому придётся либо мириться с дико низким КПД генератора (на один подрыв полгода ручку крутить — не дело), либо обустраивать очень громоздкую систему понижения напряжения с перекоммутацией.
      И да, оригинальные лейденские банки имеют очень маленькую плотность энергии. Даже на подрыв нужно будет городить весьма громоздкую конструкцию.

      В принципе, можно понижать энергию инициации (вплоть до единиц мДж) и повышать сопротивление электрозапалов, но это напрямую сопряжено с безопасностью. Нафиг нужен взрыватель, который может быть инициирован случайным разрядом статики?

Leave a Reply

  

  

  

You can use these HTML tags

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>