§ 15.7. Общая характеристика нелинейных емкостных элементов.

В обычных конденсаторах обкладки разделены веществом, диэлектрическая проницаемость которого не является функцией на: пряженности электрического поля. Для них зависимость мгновенного значения заряда q на одной обкладке от мгновенного значения напряжения и между обкладками (кулон-вольтная характеристика) представляет собой прямую линию (рис. 15.5), а их емкость не зависит от напряжения и. Для нелинейных конденсаторов зависимость q от и нелинейна (рис. 15.6).

Нелинейные конденсаторы называют еще варикондами. На электрических схемах вариконды изображают в соответствии с рис. 15.7, а. Пространство между обкладками вариконда заполняют сегнетодиэлектриком. Сегнетодиэлектриками называют вещества, диэлектрическая проницаемость которых является функг цией напряженности электрического поля. Название «сегнетодиэлектрики» им присвоено потому, что впервые это свойство было обнаружено у кристаллов сегнетовой соли.

Сегнетодиэлектрики, подобно ферромагнитным веществам, обладают гистерезисом. Электрическим гистерезисом называют явление отставания изменения электрического смещения D от изменения напряженности поля Е.

Рис. 15.5

Рис. 15.6

Рис. 15.7

Как и в ферромагнитных веществах, площадь гистерезисной петли в координатах D, Е при медленном изменении поля характеризует потери на электрический гистерезис в единице объема сегнетодиэлектрика за один период изменения Е.

Кроме потерь на гистерезис в варикондах есть еще потери, обусловленные тем, что проводимость сегнетодиэлектрика не равна нулю, а также вязкостью процессов поляризации.

На схеме замещения вариконд можно представить в виде параллельного соединения идеализированного (без потерь) вариконда и ветви с резистивным сопротивлением потери в котором имитируют в расчетном отношении активные потери в вариконде (рис. 15.7, б).

Наличие потерь в варикондах является вредным побочным эффектом. Чем выше качество сегнетодиэлектрика, тем уже петля гистереза и меньше потери в нем. Для облегчения исследования свойств электрических цепей, содержащих вариконды, гистерезисом и потерями обычно пренебрегают и зависимость принимают в виде пунктирной кривой на рис. 15.6. Абсциссы ее равны полусумме абсцисс восходящей и нисходящей ветвей предельной гистерезисной петли. Однако при исследовании схем, в основе действия которых лежит явление гистерезиса, например при анализе работы некоторых запоминающих и счетных устройств, гистерезис необходимо учитывать.