Я думаю, что это поможет понять, как конденсатор блокирует постоянный ток (постоянный ток), в то же время позволяя переменный ток (переменный ток).
Начнем с самого простого источника постоянного тока - батареи:
Когда эта батарея используется для питания чего-либо, электроны втягиваются в сторону + батареи и выталкиваются в сторону - .
Давайте прикрепим несколько проводов к батарее:
Здесь еще нет законченной цепи (провода никуда не уходят), поэтому ток не течет.
Но это не значит, что не было никакого текущего потока. Видите ли, атомы в металле медной проволоки состоят из ядер атомов меди, окруженных их электронами. Может быть полезно думать о медной проволоке как о положительных ионах меди с электронами, плавающими вокруг:
Примечание: я использую символ е - для представления электрона
В металле очень легко толкать электроны. В нашем случае у нас есть аккумулятор. Это может фактически высосать некоторые электроны из провода:
Провод, прикрепленный к положительной стороне батареи, высасывает из нее электроны . Эти электроны затем выталкиваются с отрицательной стороны батареи в провод, присоединенный к отрицательной стороне.
Важно отметить, что батарея не может удалить все электроны. Электроны обычно притягиваются к положительным ионам, которые они оставляют позади; поэтому трудно удалить все электроны.
В конце наш красный провод будет иметь небольшой положительный заряд (потому что в нем отсутствуют электроны), а черный провод будет иметь небольшой отрицательный заряд (потому что у него есть дополнительные электроны).
Поэтому, когда вы впервые подключите аккумулятор к этим проводам, будет течь только небольшая часть тока. Батарея не может перемещать очень много электронов, поэтому ток течет очень быстро, а затем останавливается.
Если вы отсоединили батарею, перевернули ее и снова подключили: электроны в черном проводе засасываются в батарею и проталкиваются в красный провод. Еще раз будет только небольшое количество тока, и затем он остановится.
Проблема только с использованием двух проводов заключается в том, что у нас не так много электронов, чтобы их протолкнуть. Нам нужен большой запас электронов - большой кусок металла. Вот что такое конденсатор: большой кусок металла, прикрепленный к концам каждого провода.
С этим большим куском металла, есть намного больше электронов, которые мы можем легко перемещать. Теперь из «положительной» стороны может быть высосано намного больше электронов, а из «отрицательной» может быть вставлено намного больше электронов:
Поэтому, если вы примените источник переменного тока к конденсатору, часть этого тока будет течь, но через некоторое время у него закончатся электроны, и поток остановится. Это удачно для источника переменного тока, так как он затем переворачивается, и ток снова может течь.
Но почему конденсатор рассчитан на постоянное напряжение
Конденсатор - это не просто два куска металла. Другая конструктивная особенность конденсатора состоит в том, что он использует два куска металла очень близко друг к другу (представьте слой вощеной бумаги, зажатый между двумя листами оловянной фольги).
Причина, по которой они используют «оловянную фольгу», разделенную «вощеной бумагой», заключается в том, что они хотят, чтобы отрицательные электроны были очень близки к положительным «дырам», которые они оставили позади. Это приводит к тому, что электроны притягиваются к положительным «дырам»:
Поскольку электроны отрицательны, а «дыры» положительны, электроны притягиваются к дырам. Это заставляет электроны фактически оставаться там. Теперь вы можете извлечь аккумулятор, и конденсатор фактически удержит этот заряд.
Вот почему конденсатор может хранить заряд; электроны притягиваются к дырам, которые они оставили позади.
Но эта вощеная бумага не идеальный изолятор; это собирается позволить некоторую утечку. Но настоящая проблема возникает, если у вас накопилось слишком много электронов. Электрическое поле между двумя « пластинами » конденсатора может на самом деле становиться настолько интенсивным, что вызывает разрушение вощеной бумаги, что приводит к необратимому повреждению конденсатора:
На самом деле конденсатор не сделан из оловянной фольги и вощеной бумаги (больше); они используют лучшие материалы. Но есть еще точка, «напряжение», при которой изолятор между двумя параллельными пластинами разрушается, разрушая устройство. Это номинальное максимальное напряжение постоянного тока конденсатора .