O punjenju kondenzatora.

Zatvorićemo lanac. U lancu ide struja punjenja kondenzatora. To znači da će sa leve strane kondenzatora neki od elektrona ići u žicu, a isti broj elektrona će ići od žice do desne ploče. Obe ploče će biti napunjene suprotnim punjenjem iste veličine.

Između ploča u dielektriku biće električno polje.

Hajde da prekinemo lanac. Kondenzator ostaje naplaćen. Skraćićemo žicu svoje elektrode. Kondenzator će odmah isprazniti. To znači da će višak elektrona ostaviti žicu na desnoj strani žice, a nedostatak elektrona ulazi u lijevu ploču iz žice. Na obe ploče elektrona će biti isti, kondenzator će biti ispušten.

Na koji napon je napunjen kondenzator?

Napunjen je naponom koji se primjenjuje na njega iz izvora napajanja.

Otpornost kondenzatora.

Zatvorićemo lanac. Kondenzator je počeo puniti i odmah postao izvor struje, napona, ED C .. Figura pokazuje da je EDS kondenzatora usmeren prema trenutnom izvoru koji ga punjuje.

Ponovna upotreba elektromotorne sile napunjenog kondenzatora punjenjem ovog kondenzatora se naziva kapacitivnim otporom.

Sva potrošena energija od trenutnog izvora za prevazilaženje kapacitivnog otpora pretvara se u energiju električno polje  kondenzator. Kada se kondenzator isprazni, cela energija električnog polja vratiće se u krug u obliku energije električna struja. Stoga, kapacitivni otpor je reaktivan, tj. ne izazivajući nepovratne gubitke energije.

Zašto direktna struja ne prolazi kroz kondenzator, ali li prolazna struja prolazi?

Uključite DC kolo. Lampica će treptati i izaći, zašto? Zato što je u krugu sprovelo trenutni punjač kondenzatora. Čim kondenzator napuni do napona baterije, struja u krugu će se zaustaviti.

Sada zatvorite lanac naizmenična struja. U prvom kvartalu, napon na generatoru se povećava od 0 do maksimuma. U krugu ima strujni kondenzator. U drugom kvartalu, napon na generatoru se smanjuje na nulu. Kondenzator se ispušta kroz generator. Nakon toga, kondenzator se ponovo napuni i isprazni. Stoga su struja punjenja i pražnjenja kondenzatora u krugu. Sijalica će se konstantno upaliti.

U krugu sa kondenzatorom struja prolazi kroz ceo zatvoreni krug, uključujući i dielektrik kondenzatora. U kondenzatoru za punjenje se stvara električno polje koje polarizuje dielektrik. Polarizacija je rotacija elektrona u atomi u izduženim orbiti.

Simultana polarizacija velikog broja atoma formira struju, zvanu bias current.   Dakle, u žicama postoji struja u dielektriku iste veličine.

Kapacitivna kapacitivnost kondenzatora je određena formulom

S obzirom na grafikon, zaključujemo: struja u krugu sa čisto kapacitivnim otporom je ispred napona za 90 °.

Postavlja se pitanje kako struja u krugu može nadmašiti napon na generatoru? U krugu je izmenjena struja iz dva izvora struje, od generatora i iz kondenzatora. Kada je napon preko generatora nula, struja u krugu je maksimalna. Ovo je struja pražnjenja kondenzatora.

O stvarnom kondenzatoru

Pravi kondenzator ima dve impedance: aktivni i kapacitivni.Treba ih uzeti u obzir uzastopno.

Napon koji generator primjenjuje na aktivni otpor i struja koja teče duž aktivnog otpora poklapa se u fazi.

Napon koji generator primjenjuje na kapacitivni otpor i struja koja protiče po kapacitivnom otporu se pomeraju u fazi za 90 0. Dobijeni napon koji generator primjenjuje na kondenzator može se odrediti po pravilu paralelograma.

Pri aktivnom otporu napon U i struja poklapaju se u fazi. Na kapacitivnom otporu, napon U c zaostaje za strujom I za 90 0. Dobijeni napon koji generator primjenjuje na kondenzator je određen pravilom paralelograma. Ovaj rezultujući napon zaostaje za struju I za neki ugao φ uvek manje od 90 °.

Određivanje rezultujućeg otpora kondenzatora

Dobijeni otpor kondenzatora se ne može pronaći sumiranjem vrednosti njegovih aktivnih i kapacitivnih otpornosti. Ovo se radi formulom

Kada izmjenični napon na stvarnim kondenzator osim postoje male pristranosti trenutni provođenje struje kroz debljinu dielektrika (bulk struja) i površina (površina struja) .Toki provodljivost i dielektrična polarizacija prati gubitak energije.

Stoga, u stvarnom kondenzatoru, zajedno sa promjenom energije električnog polja (ovo karakteriše reaktivna snaga Q ) zbog nesavršenosti dielektrika postoji ireverzibilni proces transformacije električna energija  u toploti, čija brzina se izražava aktivna snaga P . Zbog toga, u krugu zamjene, pravi kondenzator mora biti predstavljen aktivnim i reaktivnim elementima.

Podjela pravog kondenzatora u dva elementa je izračunata tehnika, jer je nemoguće razlikovati ih konstruktivno. Međutim, isti ekvivalent kola ima pravi lanac dva elementa, od kojih je jedna odlikuje samo aktivna snaga P (Q = 0), a drugi - reaktivni (kapacitivni) snaga Q (P = 0).

Krug zamene kondenzatora sa paralelnim priključkom elemenata

Pravi kondenzator (sa gubicima) može se predstaviti ekvivalentnim krugom paralelno povezivanje aktivan G   i kapacitivanB  sa provodljivost (slika 13.15), pri čemu je aktivna provodljivost određena gubicima kondenzatora G = P / U c 2 , i kapacitivnost - dizajn kondenzatora. Pretpostavimo da su poznate provodnosti G i Bc za takav lanac, a napon ima jednacinu

u = Umsinωt.

Potrebno je utvrditi tokove u krugu i snagu. Ispitivanje kola sa aktivnim otporom i sklopom kapacitivnosti pokazalo je da kod sinusoidnog napona, struje u njima su takođe sinusoidne. Paralelno povezivanje grana G i B prema prvim Kirchhoff-ov zakon, ukupna struja jednaka suma struja u granama sa aktivnim i kapacitivni vodljivosti:

i = i G + i c, (13.30)

Uzimajući u obzir tokove   i G   Faza se poklapa sa naponom i strujom   i c ispred napona za četvrti period, jednačina ukupne struje može se napisati u sljedećem obliku:

Vektorski dijagram struja u krugu sa kondenzatorom

Za određivanje efektivne vrednosti ukupne struje I metodom vektora dodavanja, konstruišemo vektorski dijagram prema jednačini

I = I G + I C

Efektivne vrijednosti trenutnih komponenti:

I G = GU (13,31)

I C = B C U (13,32)

Vektor u vektorski dijagram je vektor napona U   (Slika 13.16, a), njegov smjer se poklapa sa pozitivnim pravcem osi, iz koje se izrađuju fazni uglovi (početna faza napona φ a =0). Vector Ja  G   poklapa se u pravcu sa vektorima U i vektor I C je usmjerena pravougaona na vektor U sa pozitivnim uglom. Iz vektorskog dijagrama vidi se da ukupni vektor napona zaostaje za totalnim vektorskim vektrom za ugao φ , čija vrijednost je veća od nule, ali manja od 90 °. Vector I   je hipotenuza pravog trougla čije su noge konstitutivni vektori I G i I C:

  Na naponu u = Um sinωt  Prema vektorskom dijagramu, trenutna jednačina

i = I m sin (ωt + φ )

Trougao provodljivosti kondenzatora

Stranice trenutnih trouglova, izražene u trenutnim jedinicama, podeljene su naponom U. Dobili smo sličan trougao provodljivosti (Slika 13.16, b), čije su noge aktivne G = I G / U i kapacitivni U c = I c / U   provodljivost i hipotenuza - ukupna provodljivost lanca Y = I / U . Iz trokutla provodljivosti

Odnos između efektivnih vrednosti napona i struje izražava se formulama

I = UY

U = I / Y (13,35)

Od trouglova struja i provodnosti određuju količine

cosφ = I G / I = G / Y; greh φ = I c / I = B c / Y; tg φ = I C / I G = B c / G. (13.36)

Strujni krug sa kondenzatorom

Izraz trenutne snage pravog kondenzatora

p = ui = Um sinωt * I m sin (ωt + φ)

poklapa se sa izražavanjem trenutne snage zavojnice. Razlaganje slično onima napravljenim kada se uzme u obzir trenutna kriva moći (videti sliku 13.11) može se izvesti za pravi kondenzator na bazi grafikona na Sl. 13.17. Vrednosti aktivne, reaktivne i totalne moći izražene su istim formulama kao i one dobijene za namotaj [ (13,19) - (13,22)]. Nije teško pokazati da li je trenutni strani trougla, izražen u jedinicama struje, pomnožen napona U. Kao rezultat množenja dobiti u sličnom svojstvu trokuta (slika 13.16 in.), Koje su noge vlasti; aktivan

  P = UI G = UIcosf

reaktivno

Q = UI C = UIsin

kompletno

Krug zamene kondenzatora sa serijskom vezom elemenata

Pravi kondenzator, kao i na dijagramu dizajna, može se predstaviti serijskom vezom dve sekcije: sa aktivni R   i kapacitivanX  sa   otpornosti. Na sl. 13.18, a takva shema je prikazana u poređenju sa paralelnom shemom vezu aktivne i kapacitivne provodljivosti (slika 13, 18, 6). Svi zaključci i formule dobijeni za zavoj ostaju validni za kondenzator, pod uslovom da se induktivni otpor zameni kapacitivnim. Kondenzatori koji se koriste u praksi imaju relativno niske energetske gubitke. Prema tome, u supstitucionim šemama ih najčešće predstavlja samo reaktivni deo, tj. kapacitet C   Dijelovi lanca, pojedinačni elementi  - otpornik R i kondenzator C, imaju takav zamenski krug, kao što je prikazano na Sl. 13.18, a. Ako ste zainteresovani, pročitajte šta se primenjuje u industriji.

Pretpostavimo da deo lanca sadrži kondenzator kapaciteta C, pri čemu se zanemaruje otpor i induktivnost odseka, i vidimo po kom pravcu se napon na krajevima odeljka u ovom slučaju menja. Označite napon između tačaka a  i b  kroz u  i mi ćemo preuzeti punjač kondenzatora q  i struja i  Pozitivne ako odgovaraju sl. Zatim

i, stoga,

Ako se struja u krugu menja u skladu sa zakonom

onda je punjenje kondenzatora

.

Integralna konstanta q  0 ovde označava proizvoljno konstantno punjenje kondenzatora, koji nije povezan sa trenutnim oscilacijama, te stoga postavljamo. Zbog toga,

. (2)

Upoređujući (1) i (2) vidimo da je sinusoidalni oscilacije struje u spoju kondenzator napon varira u skladu sa zakonom kosinus. Međutim, fluktuacije napona na kondenzatoru zaostaju za trenutnim oscilacijama za p / 2. Promene struje i napona u vremenu su grafički prikazane na Sl. Dobijeni rezultat ima jednostavno fizičko značenje. Napon na kondenzatoru u bilo kom trenutku određuje postojeći kondenzatorski punjač. Ali ova optužba je formirana strujom koja se ranije dogodila u ranijoj fazi oscilacije. Prema tome, oscilacije napona su odložene u odnosu na trenutne oscilacije.

Formula (2) pokazuje da je amplituda napona na kondenzatoru

Upoređujući ovaj izraz sa Ohmovim zakonom za lanac direktna struja  (), vidimo to količinu

igra ulogu otpornosti kola, nazvana je kapacitivnim otporom. Kapacitivni otpor zavisi od frekvencije w, a na visokim frekvencijama čak i male kapacitete mogu predstavljati vrlo malu otpornost na naizmeničnu struju. Važno je napomenuti da kapacitivni otpor određuje odnos između amplitude, a ne trenutnih vrijednosti struje i napona.

Trenutačno napajanje naizmeničnom strujom

se menja sa vremenom u skladu sa sinusoidnim zakonom sa duplom frekvencijom. Tokom vremena od 0 do T/ 4 snaga je pozitivna, au sledećem kvartalu period struja i napon imaju suprotne signale i snaga postaje negativna. Pošto je prosječna vrijednost oscilacijskog perioda nula, prosječna snaga na kondenzatoru.

Struje u kolo sa kondenzator može teći tek kada se mijenja napon uz nju, struja koja teče kroz kolo tokom punjenja i pražnjenja kondenzatora će biti veća, to je veća će doći do kapaciteta i promjene u elektromotorne sile.
  Kondenzator uključen u kolo naizmenične struje utiče na jačinu struje koja teče kroz kolo, odnosno se ponaša kao otpornost. Vrijednost kapacitivnog otpora je manja, što je veća kapaciteta i što je veća frekvencija naizmenične struje. Nasuprot tome, otpor kondenzatora na naizmeničnu struju povećava se s smanjenjem kapacitivnosti i smanjenjem frekvencije.

X C = 1 / (2πƒC)

gde je Xc reaktanca kondenzatora, f je frekvencija, a C je kapacitivnost.

Da biste izračunali reaktancu kondenzatora, popunite sledeći oblik:

Izračunavanje kapaciteta reaktanta:

Izračun kapaciteta: C = 1 / (2πƒX C)

• Povezani članci

• - Transformatora napajanje sa kondenzatora gašenja pogodan za svoje jednostavnosti, imaju male veličine i težine, ali ne uvijek primjenjivo zbog galvanskog spajanja izlaznog spoja sa mrežom od 220 V. U transformatora napajanja na napon mreže AC povezani u seriju ...
• - Fundamental električno kolo  digitalni širokopojasni merač kapaciteta je prikazan na slici. Princip uređaja je merenje impulzne širine samosvilatora, čije vremensko kašnjenje uključuje mereni kondenzator. Zatim se stvara pojava impulsa referentne frekvencije ...
• - Ovaj članak je posvećen jednostavnom bloku sa stabilizatorom tipa KREN. KREN je 3 ili 4 pinski čipovi, na primjer, koristi se 3-pinski mikro-krug. Za stabilizovani napon (pozitivan), možemo preuzeti KREN5A čip na + 5V. Delom snage (pogledajte sliku 1) približno je približno ...
• - Dimenzije i težina visokonaponskih transformatora postaju veoma velike zbog potrebe da se obezbedi električna čvrstoća. Zbog toga je pogodnije koristiti množenje napona u visokonaponskim napojnim izvorima napajanja. Naponski multiplikatori se stvaraju na bazi rektifikacionih krugova sa kapacitivnim ...
• - Prijemnik može biti obnovljen u opsegu od 70 ... 150 MHz bez promjene vrijednosti trimova. Stvarni osjetljivost prijemnika od oko 0,3 mV, napon napajanja 9 V. Treba napomenuti da je napon napajanja MS3362 - 2 ... 7, i MS34119 12 2 ..., tako MS3362 hranio kroz ...