Rreth ngarkesës së kondensatorit.

Ne do të mbyllim zinxhirin. Në zinxhirin, rryma e ngarkuar e kondensatorit shkon. Kjo do të thotë se nga ana e majtë e kondensatorit, disa prej elektroneve do të futen në tela dhe numri i njëjtë i elektroneve do të shkojë nga tela në pllakën e duhur. Të dy pllakat do të ngarkohen me akuza të kundërta me të njëjtën madhësi.

Midis pllakave në dielektrik do të ketë një fushë elektrike.

Tani le të thyejmë zinxhirin. Kondenzatori mbetet i ngarkuar. Ne do të shkurtojmë tela të elektrodës së saj. Kondenzatori do të shkarkojë menjëherë. Kjo do të thotë që tejkalimi i elektroneve do të largohet nga tela në anën e djathtë të telit dhe mungesa e elektroneve do të hyjë në pllakën e majtë nga tela. Në të dy pllakat e elektroneve do të jetë e njëjtë, kondensatori do të shkarkohet.

Për çfarë tensioni është ngarkuar kondensator?

Është ngarkuar me tensionin që aplikohet në të nga burimi i energjisë.

Rezistenca e kondensatorit.

Ne do të mbyllim zinxhirin. Kondenzatori filloi të ngarkohej dhe menjëherë u bë burim i tensionit aktual, ED C .. Figura tregon se EDS e kondensatorit është e drejtuar kundër burimit aktual që e ngarkon atë.

Kundërshtimi i forcës elektromotore të një kondensuesi të ngarkuar nga ngarkesa e këtij kondensatori quhet rezistencë kapacitiv.

E gjithë energjia e shpenzuar nga burimi aktual për të kapërcyer rezistencën kapacitive është konvertuar në energji fushë elektrike   kondensator. Kur kondensatori shkarkohet, e gjithë energjia e fushës elektrike do të kthehet në qark në formën e energjisë rrymë elektrike. Kështu, rezistenca kapacitive është reaktive, dmth. duke mos shkaktuar humbje të pakthyeshme të energjisë.

Pse rryma e drejtpërdrejtë nuk kalon përmes kondensatorit, por a kalon rryma e alternuar?

Aktivizoni qarkun DC. Llampa do të ndizet dhe do të dalë, pse? Sepse në qark kaloi ngarkuar aktuale të kondensatorit. Sapo kondensatori të jetë i ngarkuar deri në tensionin e baterisë, rryma në qark do të ndalet.

Tani mbyllni zinxhirin alternuar aktuale. Në tremujorin e parë të periudhës, voltazhi në gjenerator rritet nga 0 deri në maksimum. Në qark ka një ngarkesë aktuale të kondensatorit. Në tremujorin e dytë të periudhës, voltazhi në gjenerator zvogëlohet në zero. Kondensuesi shkarkohet përmes gjeneratorit. Pas kësaj, kondensatori plotësohet dhe shkarkohet. Kështu, rrymat e ngarkimit dhe shkarkimit të kondensatorit janë në qark. Llamba e dritës do të ndizet vazhdimisht.

Në një qark me një kondensator, rryma kalon nëpër të gjithë qarkun e mbyllur, duke përfshirë dielektrikën e kondensatorit. Në kondensatorin e ngarkimit formohet një fushë elektrike e cila polarizon dielektrike. Polarizimi është rotacioni i elektroneve në atome në orbita të zgjatura.

Polarizimi i njëkohshëm i një numri të madh atomesh formon një rrymë, të quajtur paragjykimi i tanishëm.   Kështu, në telat ekziston një rrymë në një dielektrik me të njëjtën madhësi.

Kapaciteti kapacitor i kondensatorit përcaktohet nga formula

Duke marrë parasysh grafikun, ne konkludojmë: rryma në qark me një rezistencë thjesht capacitive është përpara tensionit nga 90 °.

Shtrohet pyetja se si rryma në qark mund të tejkalojë tensionin në gjenerator? Në qark ekziston një rrymë nga dy burime aktuale në mënyrë alternative, nga gjeneratori dhe nga kondensuesi. Kur voltazhi në të gjithë gjeneratorin është zero, rryma në qark është maksimale. Ky është rryma shkarkuese e kondensatorit.

Rreth një kondensator të vërtetë

Një kondensator i vërtetë ka dy pengesa: aktive dhe kapacitative.Ato duhet të konsiderohen të përfshira në mënyrë të vazhdueshme.

Tensioni i aplikuar nga gjeneratori në rezistencën aktive dhe rryma që rrjedh përgjatë rezistencës aktive përputhen në fazë.

Tensioni i aplikuar nga gjeneruesi në rezistencën kapacitive dhe rrymën që rrjedh përgjatë rezistencës capacitive janë zhvendosur në fazë nga 90 0. Tensioni rezultues i aplikuar nga gjeneruesi në kondensator mund të përcaktohet nga rregulli paralelogram.

Në rezistencën aktive, akti i tensionit U dhe rryma përputhen në fazë. Në rezistencën capacitive, U c tension mbetet prapa I aktuale me 90 0. Tensioni rezultues i përdorur nga gjeneruesi në kondensator përcaktohet nga rregulli i paralelogramit. Ky tension rezultues vonon I aktuale nga një kënd φ gjithmonë më pak se 90 °.

Përcaktimi i rezistencës rezultuese të kondensatorit

Rezistenca rezultuese e kondensatorit nuk mund të gjendet duke përmbledhur vlerat e rezistencave aktive dhe kapacitative. Kjo është bërë me formulë

Kur një tension alternuara në kondensator aktual përveç ka paragjykim të vogla aktuale rrymat përçueshmëri përmes trashësisë së dielektrike (pjesa më e madhe e tanishme) dhe sipërfaqja (aktual sipërfaqja) .Toki përçueshmëri dhe polarizimi dielektrike shoqëron humbjen e energjisë.

Kështu, në një kondensator të vërtetë, së bashku me një ndryshim në energjinë e fushës elektrike (kjo karakterizon fuqia reaktive Q ) për shkak të papërsosmërisë së dielektrike ka një proces të pakthyeshëm të transformimit energji elektrike   në nxehtësi, shpejtësia e së cilës shprehet fuqia aktive P . Prandaj, në qarkun e zëvendësimit, kondensatori i vërtetë duhet të përfaqësohet nga elementet aktive dhe reaktive.

Ndarja e një kondensuesi të vërtetë në dy elemente është një teknikë e llogaritur, pasi është e pamundur t'i dallosh ato në mënyrë konstruktive. Megjithatë, i njëjti qark ekuivalent ka një zinxhir reale të dy elemente, njëra prej të cilave është e karakterizuar nga vetëm P aktiv me energji (q = 0), ana tjetër - reaktive (capacitive) me energji Q (p = 0).

Qarku i zëvendësimit të kondensatorit me lidhje paralele të elementeve

Një kondensator i vërtetë (me humbje) mund të përfaqësohet nga një qark ekuivalent paralelisht aktiv G   dhe capacitiveB   me përçueshmëri (Figura 13.15), me përçueshmëri aktive që përcaktohet nga humbjet e kondensatorit G = P / U c 2 , dhe kapaciteti - projektimi i kondensatorit. Supozoni se konduktiviteti G dhe B c për një zinxhir të tillë njihen dhe voltazhi ka ekuacion

u = Përshtat.

Kërkohet përcaktimi i rrymave në qark dhe fuqia. Hetimi i një qark me rezistencë aktive dhe një qark me kapacitet tregoi se në një tension sinusoid, rrymat në to janë gjithashtu sinusoidale. Në lidhje paralele e degëve G dhe B sipas ligjit i pari Kirchhoff 's, i përgjithshëm aktual i barabartë me shumën e rrymave në degët me një conductivities aktive dhe capacitive:

i = i G + i c, (13.30)

Duke marrë parasysh atë aktuale   i G   Faza përkon me tensionin dhe rrymën   i c përpara tensionit për një periudhë tremujore, ekuacioni i rrymës së përgjithshme mund të shkruhet në formën e mëposhtme:

Diagrami i rrymave në një qark me kondensator

Për të përcaktuar vlerën efektive të rrymës totale I me anë të metodës së shtimit të vektorit, ne ndërtojmë një diagram vektor sipas ekuacionit

I = I G + I C

Vlerat efektive të komponentëve aktualë:

I G = GU (13.31)

I C = B C U (13,32)

Vektori në diagramin e vektorit është vektori e tensionit U   (Figura 13.16, a), drejtimi i saj përkon me drejtimin pozitiv të boshtit, nga i cili maten këndet e fazës (faza fillestare e tensionit φ a =0). vektor unë   G   përkon në drejtim me vektorin U, dhe vektori I C është drejtuar pingul me vektorin U me një kënd pozitiv. Nga diagrami i vektorit shihet se vektori i përgjithshëm i tensionit mbetet prapa vektorit të përgjithshëm aktual nga një kënd φ , vlera e të cilave është më e madhe se zero, por më pak se 90 °. Vector I   është një hipotenuzë e një trekëndëshi të drejtë këmbët e të cilit janë vektorët përbërës I G dhe I C:

  Në një tension u = Përmbajtja   Sipas diagramit të vektorit, ekuacioni aktual

i = I m sin (ωt + φ )

Trekëndëshi i konduktueshmërisë së kondensatorit

Anët e trekëndëshat rrymat e shprehur në njësi të aktual, tensionin e ndarë nga U. marrë conductivities trekëndëshi ngjashëm (Fig. 13.16, b) këmbët e së cilës janë aktive G = I G / U dhe kapacitiv Në c = I c / U   përçueshmëri dhe hipotenuzë - përçueshmëri e përgjithshme e zinxhirit Y = I / U . Nga trekëndëshi i përçueshmërisë

Lidhja midis vlerave efektive të tensionit dhe rrymës shprehet me formula

I = UY

U = I / Y (13,35)

Nga trekëndëshat e rrymave dhe sjellshmërisë përcaktojnë sasitë

kosinusφ = I G / I = G / Y; mëkat φ = I c / I = B c / Y; tg φ = I C / I G = B c / G. (13.36)

Qarku i energjisë me kondensator

Shprehja e fuqisë së menjëhershme të një kondensatori të vërtetë

p = ui = Me sin sin * I m mëkat (ωt + φ)

përkon me shprehjen e fuqisë së menjëhershme të spirales. Arsyetimi i ngjashëm me ato të bëra kur merret parasysh kurba e menjëhershme e fuqisë (shih Fig.13.11) mund të kryhet për një kondensator të vërtetë bazuar në grafikun në Fig. 13.17. Vlerat e fuqive aktive, reaktive dhe totale shprehen me formule të njëjta si ato të fituara për spirale [ (13,19) - (13,22)]. Nuk është e vështirë për të treguar nëse pala aktual i trekëndëshit, shprehur në njësi të rrymës, shumëzuar me tension U. Si rezultat i shumëzimit të marra në një trekëndësh të kapaciteteve të ngjashëm (Fig 13.16 në.), Të cilat janë këmbët e pushtetit; aktiv

  P = UI G = UIcosφ

reaktiv

Q = UI C = UIsinφ

total

Qarku i zëvendësimit të kondensatorit me një lidhje serike të elementeve

Kondensatori i vërtetë, si dhe në diagramin e dizajnit, mund të përfaqësohet nga një lidhje seri e dy seksioneve: me aktiv R   dhe capacitiveX   me   rezistencën. Në Fig. 13.18, dhe një skemë e tillë është treguar në krahasim me skemën paralele lidhja e sjelljes aktive dhe kapacitative (Fig. 13, 18, 6). Të gjitha konkluzionet dhe formulat e fituara për spirale mbeten të vlefshme për kondensatorin, me kusht që rezistenca induktive të zëvendësohet nga një kapacitor. Kondensuesit e përdorur në praktikë kanë humbje relativisht të ulëta të energjisë. Prandaj, në skemat e zëvendësimit ato përfaqësohen më së shpeshti vetëm nga pjesa reaktive, domethënë, kapaciteti C   Pjesët e zinxhirit, elemente individuale   - Rezistenca R dhe kondensatori C, kanë një qark të tillë zëvendësimi, siç tregohet në Fig. 13.18, a. Nëse jeni të interesuar, lexoni se cilat aplikohen në industri.

Tani supozojmë se pjesa e zinxhirit përmban kondensatorin e kapacitetit C, ku rezistenca dhe induktimi i seksionit mund të neglizhohen dhe le të shohim me çfarë ligji tensionet në skajet e seksionit do të ndryshojnë në këtë rast. Tregoni tensionin ndërmjet pikave dhe   dhe b   përmes u   dhe ne do të marrim ngarkesën e kondensatorit q   dhe aktuale unë   Pozitive nëse ato korrespondojnë me Fig. atëherë

dhe, rrjedhimisht,

Nëse rryma në qark ndryshon sipas ligjit

atëherë ngarkesa e kondensatorit është

.

Konstante integruese q   0 këtu nënkupton një ngarkesë arbitrare konstante të kondensatorit, jo të lidhur me oscilimet aktuale, dhe për këtë arsye ne kemi vendosur. për këtë arsye,

. (2)

Duke krahasuar (1) dhe (2), ne shohim se me oscilimet sinusoidale të rrymës në qark, tensioni nëpër kondensator gjithashtu ndryshon sipas ligjit kosinus. Megjithatë, luhatjet e tensionit në kondensator mbeten prapa luhatjeve aktuale nga p / 2. Ndryshimet në kohën e tanishme dhe të tensionit në kohë tregohen grafikisht në Fig. Rezultati i marrë ka një kuptim të thjeshtë fizik. Tensioni në kondensator në çdo kohë përcaktohet nga ngarkesa ekzistuese e kondensatorit. Por kjo akuzë u formua nga një rrymë që kishte ndodhur më parë në një fazë më të hershme të luhatjeve. Prandaj, oscilimet e tensionit janë të vonuara në krahasim me luhatjet aktuale.

Formula (2) tregon se amplitudë tensionit në kondensator është

Duke e krahasuar këtë shprehje me ligjin e Ohmit për seksionin e zinxhirit aktual i drejtpërdrejtë   (), ne shohim se sasia

luan rolin e rezistencës së qarkut, quhet rezistencë kapacitive. Rezistenca capacitive varet nga frekuenca w, dhe në frekuenca të larta edhe kapacitetet e vogla mund të përfaqësojnë një rezistencë shumë të vogël për rrymën alternative. Është e rëndësishme të theksohet se rezistenca kapacitiv përcakton lidhjen mes amplitudës, jo vlerave të menjëhershme të rrymës dhe tensionit.

Fuqia e çastit AC

ndryshon me kalimin e kohës sipas një ligji sinusoid me një frekuencë të dyfishtë. Gjatë kohës nga 0 deri në T/ 4 fuqia është pozitive, dhe në tremujorin e ardhshëm të periudhës aktuale dhe të tensionit kanë shenja të kundërta dhe fuqia bëhet negative. Meqenëse vlera mesatare për periudhën e lëkundjes është zero, fuqia mesatare e AC në kondensator.

Aktuale në qark me kondensator mund të rrjedhin vetëm kur ndryshimin e tensionit të aplikuar me to, aktual rrjedh përmes qark gjatë ngarkimit dhe shkarkimit kondensator do të jetë më e madhe, më e madhe vëllim dhe ndryshimi në fuqi elektromotor do të ndodhë.
  Kondensatori i përfshirë në qarkun e rrymës ndikon në fuqinë e rrymës që rrjedh përmes qarkut, domethënë sillet si rezistencë. Vlera e rezistencës kapacitative është më e vogël, aq më e madhe është kapaciteti dhe frekuenca më e lartë e rrymës alternative. Në anën tjetër, rezistenca e kondensatorit ndaj rrymës së alternuar rritet me uljen e kapacitetit dhe zvogëlimin e frekuencës.

X C = 1 / (2πƒC)

ku Xc është reaktanca e kondensatorit, f është frekuenca, dhe C është kapaciteti.

Për të llogaritur reaktancën e kondensatorit, plotësoni formën e mëposhtme:

Llogaritja e kapacitetit për reaktancë:

Llogaritja e kapacitetit: C = 1 / (2πƒX C)

• Artikuj të ngjashëm

• - furnizimit me energji elektrike Transformerless me një kondensator shuarje të përshtatshëm për thjeshtësinë e saj, kanë një madhësi të vogël dhe peshë, por jo gjithmonë i zbatueshëm për shkak të bashkim panatyrshëm e qark prodhimit me një rrjet prej 220 V. Në një furnizimit me energji elektrike transformerless në një rrjet të tensionit AC janë të lidhura në seri ...
• - skematik qark elektrik   matës dixhital me kapacitet të gjerë me gjerësi të gjerë është treguar në figurë. Parimi i pajisjes është matja e gjerësisë së impulsit të vetë-oscilatorit, qarkja e vonesës së të cilit përfshin kondensatorin e matur. Tjetra formohet një shpërthim i impulseve të frekuencës së referencës ...
• - Ky artikull është i përkushtuar për një bllok të thjeshtë me një stabilizues të tipit KREN. KREN është një patate të skuqura 3 ose 4 pin, për shembull, përdoret një mikroçip i 3-pin. Për tensionin e stabilizuar (pozitiv), mund të marrim çipin KREN5A në + 5V. Pjesa e fuqisë (shih Fig. 1) është përafërsisht e njëjtë për ...
• - Dimensionet dhe pesha e transformatorëve të tensionit të lartë bëhen shumë të mëdha për shkak të nevojës për të siguruar forcë elektrike. Prandaj, është më e përshtatshme të përdorim shumëzuesit e tensionit në furnizimin me energji të ulët me tension të lartë. Shumëzuesit e tensionit janë krijuar në bazë të qarqeve korrigjimi me kapacitet ...
• - Marrësi mund të rindërtohet në intervalin 70 ... 150 MHz pa ndryshuar vlerat e elementeve trim. Marrësi Ndjeshmëria aktuale e rreth 0.3 TM, tensionit të furnizimit 9 V. Ajo duhet të theksohet se MS3362 furnizimit të tensionit - 2 ... 7, dhe MS34119 12 2 ..., kështu MS3362 ushqyer përmes ...