Жаропонижающие средства для детей назначаются педиатром. Но бывают ситуации неотложной помощи при лихорадке, когда ребенку нужно дать лекарство немедленно. Тогда родители берут на себя ответственность и применяют жаропонижающие препараты. Что разрешено давать детям грудного возраста? Чем можно сбить температуру у детей постарше? Какие лекарства самые безопасные?
Конденсатор – элемент, способный накапливать электрическую энергию. Название происходит от латинского слова «condensare» — «сгущать», «уплотнять».
Первый конденсатор был создан в 1745 году Питером ванн Мушенбруком. В честь города Лейдена, в котором его создали, изобретение впоследствии назвали «Лейденской банкой».
Конденсатор состоит из металлических электродов – обкладок, между которыми находится диэлектрик. По сравнению с обкладками, диэлектрик имеет небольшую толщину. Это и определяет свойство конденсатора накапливать заряд: положительные и отрицательные заряды на его обкладках удерживают друг друга, взаимодействуя через тонкий непроводящий слой.
Емкость конденсаторов зависит от температуры: мы говорим об отклонении температуры. Это изменение полностью зависит от типа конденсатора; он представлен температурным коэффициентом. Кроме того, каждый конденсатор имеет ток утечки. Действительно, если конденсатор заряжен до его отсоединения, он медленно разряжается.
Рассмотрим сборку напротив, с первоначально разряженным конденсатором. Когда преобразователь находится в положении, конденсатор подключается к генератору и заряжается. Когда преобразователь переключается в положение, конденсатор разряжается в резистор. Каким может быть время зарядки? Начнем с формул, рассмотренных в главе о степенях.
Емкость конденсатора зависит от:
- площади обкладок (S);
- расстояния между ними (d);
- диэлектрической проницаемости материала диэлектрика между обкладками (ԑ).
Связаны они между собой формулой (формула емкости конденсатора):
Переключатель включается, чтобы разрядить его в резисторе. Когда к конденсатору подается напряжение переменного тока, оно заряжается и разряжается со скоростью частоты сигнала, поэтому во время зарядки и разрядки происходит ток. большой амплитуды, тем больший ток течет. Наконец, конденсатор действует как переменный резистор. Импеданс как функция частоты В отличие от резистора, конденсатор имеет частотно-зависимый импеданс. Мы сразу поймем, почему. Высокочастотный конденсатор Чем выше частота напряжения, тем меньше времени конденсатор должен заряжать и разряжать.
Для увеличения площади обкладок пластины некоторых конденсаторов изготавливают из полосок фольги, разделенных полоской диэлектрика и скрученных в рулон. Увеличить емкость также можно уменьшением толщины диэлектрика между обкладками и применением материалов с большей диэлектрической проницаемостью. Между обкладками конденсаторов располагают твердые, жидкие вещества и газы, в том числе и воздух.
Если один и тот же ток применяется для зарядки и разряда, напряжение не успеет подняться, поскольку оно уже опустится. Наконец, конденсатор проходит через ток, который быстро меняет знак и напряжение на его клеммах Конденсатор сможет следить за напряжением на низких частотах, так что конденсатор сможет следить за напряжением на низкой частоте. медленная зарядка и разрядка, самая низкая частота является непрерывной. Если к конденсатору подается напряжение постоянного тока, ток не течет: он заряжается до постоянного значения.
Затем конденсатор видит напряжение постоянного тока на своих клеммах и ток не течет. Наконец, конденсатор ведет себя как разомкнутая цепь. Поэтому следует помнить, что: конденсатор является разомкнутой цепью в непрерывной работе, конденсатор представляет собой высокочастотное короткое замыкание. Поведение является промежуточным. В сложных числах комплекс имеет аргумент 90 °.
Конденсаторы небольшой емкости получают на печатных платах, располагая две дорожки напротив друг друга.
Каким бы качественным не был диэлектрик в конденсаторе, он все равно имеет сопротивление. Его величина велика, но в заряженном состоянии конденсатора ток между обкладками все равно есть. Это приводит к явлению «саморазряда »: заряженный конденсатор со временем теряет свой заряд.
Чем выше емкость конденсатора, тем ниже импеданс, поскольку чем больше конденсатор, тем больше он будет вызывать ток для зарядки и для разряда со скоростью напряжения. Это похоже на сопротивление более низкого значения. Конденсатор, резистор, который не нагревает конденсатор, является резистором переменного тока, но поскольку ток, протекающий через него, служит для зарядки и разряда, конденсатор не нагревается. Это импеданс, который не нагревается, а тормозит ток, поэтому вы можете использовать его для многих отличных светильников, где вам нужно уменьшить напряжение, но где, как часто, нагревание нежелательно. конец в импедансе конденсатора.
Принцип работы конденсатора: его заряд и разряд
Заряд конденсатора. В момент подключения к источнику постоянного тока через конденсатор начинает протекать ток заряда. Он убывает по мере зарядки конденсатора и в итоге падает до величины тока саморазряда, определяющегося проводимостью материала диэлектрика.
Напряжение на конденсаторе плавно нарастает от нуля до напряжения источника питания.
В синусоидальном режиме конденсатор: - разомкнутая цепь с низкой частотой и непрерывным - короткое замыкание с высокой частотой и конденсатором, это своего рода сопротивление в чередовании, но не нагревайте! Конденсатор - это зарядное устройство. Он может показаться, что он имеет ту же функцию, что и перезаряжаемая батарея, но по сравнению с ним он имеет два фундаментальных отличия: один в положительном и отрицательный. Конденсатор имеет возможность заряжать и разряжать в очень быстрые моменты времени, в то время как батарея может также принимать часы К сожалению, накопленный заряд очень мал по сравнению с аккумулятором.
При заряде конденсатора ток и напряжение изменяются по экспоненциальному закону. Время заряда можно определить по формуле:
Конденсатор и аккумулятор. Это говорит о том, что скорость зарядки не постоянна, но она максимальна в начале и постепенно уменьшается. Особенно в первые моменты времени конденсатор ведет себя как короткое замыкание. Проблема накопления конденсатора часто, долго и в большинстве случаев не увенчалась успехом в различных интернет-дискуссиях.
На рисунке мы видим ситуацию, когда идеальный конденсатор с мощностью 1 мФ предлагается от идеального импульса напряжения, при идеальном стабилизаторе тока, установленном на 1 мА. Из самого определения емкости ясно, что в данных условиях напряжение на конденсаторе будет линейно увеличиваться до тех пор, пока оно не будет полностью заряжено через 10 секунд, и ток прекратит работу. Ясно также, что энергия в нем будет сохранена.
Если сопротивление в формулу подставить в Омах, в емкость – в Фарадах, то получим время в секундах, за которое напряжение на конденсаторе изменится в е ≈ 2,72 раз. Конденсатор большей емкости будет разряжаться дольше, и быстрее разрядится на меньшую величину сопротивления.
Разряд конденсатора. Если к заряженному конденсатору подключить сопротивление нагрузки, то ток через нее вначале будет максимальным, затем плавно упадет до нуля. Напряжение на его обкладках тоже будет изменяться по экспоненциальному закону.
Таким образом, эффективность энергии составляет ровно 50%. По мере того, как конденсатор заполняется, напряжение увеличивается, а мощность поглощается конденсатором, а потери на стабилизаторе уменьшаются с одинаковой скоростью. В любой момент времени работа конденсатора гасится, и рассеиваемая мощность падает от напряжения источника питания. Как показано на рисунке, результирующая площадь под кривой соответствует сохраненной энергии, а площадь по кривой соответствует потерям.
И разве это не было бы предвидеть и увеличивать активность?
Теперь мы рассмотрим, как это произойдет, если мы будем использовать другой источник питания. Попробуем сначала получить его с током 0, 5 мА и второй половиной 2 мА. 
Если позже мы выключим спать, мы сможем даже усилить напряжение. Для энергии в формуле формула.
Применение конденсаторов
Наряду с резисторами конденсаторы являются самыми распространенными компонентами. Ни одно электронное изделие не может без него обойтись. Вот краткий перечень направлений использования конденсаторов.
Блоки питания : в качестве сглаживающих фильтров при преобразовании пульсирующего тока в постоянный.
Для нормальной работы манометр, несомненно, является отличным помощником для быстрой ориентации и контроля конденсаторов, которые не следует пропускать в любом цехе. Это соединение представляет собой простой и недорогой измеритель мощности, который измеряет в пяти диапазонах и может заменить довольно дорогое устройство. Преимущество состоит в том, что для его построения используются обычные компоненты, и нет необходимости использовать одночиповые микропроцессоры, в которых их авторы часто выпускают программы и продают только запрограммированные схемы.
Звуковоспроизводящая техника : создание при помощи RC-цепочек элементов схем, пропускающих звуковые сигналы одних частот и задерживая остальные. За счет этого удается регулировать тембр и формировать амплитудно-частотные характеристики устройств.
Радио- и телевизионная техника : совместно с катушками индуктивности конденсаторы используются в составе устройств настройки на передающую станцию, выделения полезного сигнала, фильтрации помех.
Даже если программы бесплатны для загрузки, у каждого нет возможности программировать процессор дома из-за нехватки оборудования. Несмотря на его среднюю сложность, этот дизайн также подходит для новичка электроники. Однако эта настройка требовала регулировки как цифровой, так и аналоговой частей. Принцип измерения состоит в измерении времени зарядки конденсатора с постоянным током, когда время зарядки пропорционально емкости измеряемого конденсатора. Этот метод подходит для керамических, катушечных, танталовых и небольших электролитических конденсаторов.
Электротехника . Для создания фазовых сдвигов в обмотках однофазных электродвигателей или в схемах подключения трехфазных двигателей в однофазную сеть. Используются в установках, компенсирующих реактивную мощность.
При помощи конденсаторов можно накопить заряд, превышающий по мощности источник питания. Это используется для работы фотовспышек , а также в установках для отыскания повреждений в кабельных линиях, выдающих мощный высоковольтный импульс в место повреждения.
Для конденсаторов с большими емкостями с большими токами утечки этот метод не подходит, поскольку он слишком сильно увеличивает ошибку измерения. В свое время конденсатор разряжается, который закорочен и разряжен до нуля с помощью аналогового переключателя. Во втором интервале источник постоянного тока подключается через аналоговый переключатель к измеренному конденсатору, счетчик сбрасывается и подсчитывает подаваемые тактовые импульсы. В то время, когда напряжение конденсатора достигает уровня компаратора, память записывается на дисплей и отображается на дисплее.
Конденсатор – электронный компонент, предназначенный для накопления электрического заряда. Способность конденсатора накапливать электрический заряд зависит от его главной характеристики – емкости . Емкость конденсатора (С) определяется как соотношение количества электрического заряда (Q) к напряжению (U).
Это упрощает расширение диапазона еще на два десятилетия. Описание конструкции и отличия от исходного решения. Для улучшения удобства считывания была добавлена схема управления десятичной точкой. Схема модуля счетчика показана на рисунке 3 - Схема модуля счетчика. В случае использования другого модуля на плате управления имеются два сигнала записи с помощью счетчиков интервалов измерений. Эти сигналы являются обратными относительно друг друга и готовы к записи в память декодера, например.
Для хорошей стабильности измерений осциллятор оснащен керамическим резонатором емкостью 500 кГц в сочетании с делителем частоты из двух, что приводит к базовой тактовой частоте 250 кГц. За этим следует набор счетчиков, которые определяют длину измерительных циклов и схему управления циклами обнуления и зарядки. Схема схем, описанных выше, показана на рисунке 4 - Схема подключения модуля блока управления - Цифровая часть. Диапазоны переключения - это простой переключатель. Диодная матрица также переключает десятичные точки и источники синхроимпульсов одновременно для счетчиков.
Емкость конденсатора измеряется в фарадах (F) – единицах, названых в честь британского ученого физика Майкла Фарадея. Емкость в один фарад (1F) равняется количеству заряда в один кулон (1C), создающему напряжение на конденсаторе в один вольт (1V). Вспомним, что один кулон (1С) равняется величине заряда, прошедшего через проводник за одну секунду (1sec) при силе тока в один ампер (1A).
Это решение позволяет использовать дешевый и недорогой коммутатор с высоким комфортом пользователя. Это является регулируемым источником опорного напряжения 2, 5 - 3. Схема аналоговой части и компаратора показана на рисунке 5 - Модуль модуля блока управления - аналоговая часть. Вся конструкция состоит из классических компонентов свинца. Начните сборку с наименьших компонентов и постепенно добавьте детали в соответствии с их высотой. Сначала устанавливают и перемычку провода, диод и резистор, а затем интегральные схемы, конденсаторы, транзисторы и, наконец, триммеры и дисплей.
Однако кулон, это очень большое количество заряда относительно того, сколько способно хранить большинство конденсаторов. По этой причине, для измерения емкости обычно используют микрофарады (µF или uF), нанофарады (nF) и пикофарады (pF).
- 1µF = 0.000001 = 10 -6 F
- 1nF = 0.000000001 = 10 -9 F
- 1pF = 0.000000000001 = 10 -12 F
Плоский конденсатор
Если все правильно настроено и включено, то восстановление не представляет большой проблемы и должно быть обработано новичком. Модули соединены с соответствующими сигналами, как описано в точках пайки. Затем подается напряжение питания 9 В, и дисплей должен отображать 000. Мы проверим функцию переключателя диапазона, повернув селектор диапазона против часовой стрелки до крайнего положения. В этом положении десятичная точка должна находиться на дисплее справа от самой значащей цифры. Затем рекомендуется предварительно установить источники тока на приблизительное значение интегрального тока.
Существует множество типов конденсаторов различной формы и внутреннего устройства. Рассмотрим самый простой и принципиальный — плоский конденсатор. Плоский конденсатор состоит из двух параллельных пластин проводника (обкладок), электрически изолированных друг от друга воздухом, или специальным диэлектрическим материалом (например бумага, стекло или слюда).
Этот шаг лучше всего подходит для проверки правильности их функционирования и может обнаружить любую ошибку перед процессом калибровки. Если все вышеуказанные функции можно переключиться на калибровку, выполненную в самых низких трех диапазонах. Соответствующие калибровочные мощности - это диапазоны среднего диапазона. Сама калибровка осуществляется путем подключения конденсатора известной емкости к клеммам и путем регулирования интегрального тока. Конденсатор допуска 1% можно использовать для ориентации, но вам нужно учитывать этот факт при его использовании.
Устройство конденсатора
Заряд конденсатора. Ток
По своему предназначению конденсатор напоминает батарейку, однако все же он сильно отличается по принципу работы, максимальной емкости, а также скорости зарядки/разрядки.
Рассмотрим принцип работы плоского конденсатора. Если подключить к нему источник питания, на одной пластине проводника начнут собираться отрицательно заряженные частицы в виде электронов, на другой – положительно заряженные частицы в виде ионов. Поскольку между обкладками находиться диэлектрик, заряженные частицы не могут «перескочить» на противоположную сторону конденсатора. Тем не менее, электроны передвигаются от источника питания — до пластины конденсатора. Поэтому в цепи идет электрический ток.
Примечания к используемым компонентам. В некоторых случаях нет необходимости использовать компоненты, которые могут быть недоступны. Возможны дальнейшие модификации с резисторами, расположенными под дисплеем, где используются резисторы размера из-за их небольшого диаметра. Другой вариант - разместить дисплей в гнезде из спеченных полых стержней, а затем использовать резисторы классического размера.
Для накопления электроэнергии используется блок параллельных конденсаторов емкостью 5 мкФ. Не считайте потери при зарядке. Энергия одного конденсатора прямо пропорциональна емкости конденсатора и второй мощности напряжения, к которому подключен конденсатор. Цены на электроэнергию сообщаются в киловатт-часах, поэтому рассчитанная энергия преобразует эти единицы. Отношение конверсии получено из формулы, которая связывает работу и производительность. Производительность - это работа со временем. Если мы перепишем это соотношение в единицах величин, мы получим, что ватты - джоули в секунду. Энергия конденсатора зависит от емкости конденсатора и второй мощности напряжения, к которому подключен конденсатор. Поскольку конденсаторы подключены параллельно, все они имеют одинаковое напряжение. Мы хотим добавить эту энергию к конденсаторам. Цена на энергию указывается в киловатт-часах. Мы рассчитали его в джоулях, поэтому нам нужно его преобразовать. В этой части решения мы вычислим, насколько эта энергия будет стоить нам. Но мы вычислили энергию в джоулях, поэтому мы должны ее преобразовать. Вычисленная энергия находится в джоулях. . Существует множество методов измерения емкостных конденсаторов, а простейшим из них является создание простого генератора с одним или двумя компараторами.
В самом начале включения конденсатора в цепь, на его обкладках больше всего свободного места. Следовательно, начальный ток в этот момент встречает меньше всего сопротивления и является максимальным. По мере заполнения конденсатора заряженными частицами ток постепенно падает, пока не закончится свободное место на обкладках и ток совсем не прекратится.
Время между состояниями «пустого» конденсатора с максимальным значением тока, и «полного» конденсатора с минимальным значением тока (т.е. его отсутствием), называют переходным периодом заряда конденсатора.
Напряжение
В самом начале переходного периода зарядки, напряжение между обкладками конденсатора равняется нулю. Как только на обкладках начинают появляться заряженные частицы, между разноименными зарядами возникает напряжение. Причиной этому является диэлектрик между пластинами, который «мешает» стремящимся друг к другу зарядам с противоположным знаком перейти на другую сторону конденсатора.
На начальном этапе зарядки, напряжение быстро растет, потому что большой ток очень быстро увеличивает количество заряженных частиц на обкладках. Чем больше заряжается конденсатор, тем меньше ток, и тeм медленнее растет напряжение. В конце переходного периода, напряжение на конденсаторе полностью прекратит рост, и будет равняться напряжению на источнике питания.
Как видно на графике, сила тока конденсатора напрямую зависит от изменения напряжения.
Формула для нахождения тока конденсатора во время переходного периода:
- Ic — ток конденсатора
- C — Емкость конденсатора
- ?Vc/?t – Изменение напряжения на конденсаторе за отрезок времени
После того как конденсатор зарядился, отключим источник питания и подключим нагрузку R. Так как конденсатор уже заряжен, он сам превратился в источник питания. Нагрузка R образовала проход между пластинами. Отрицательно заряженные электроны, накопленные на одной пластине, согласно силе притяжения между разноименными зарядами, двинутся в сторону положительно заряженных ионов на другой пластине.
В момент подключения R, напряжение на конденсаторе то же, что и после окончания переходного периода зарядки. Начальный ток по закону Ома будет равняться напряжению на обкладках, разделенном на сопротивление нагрузки.
Как только в цепи пойдет ток, конденсатор начнет разряжаться. По мере потери заряда, напряжение начнет падать. Следовательно, ток тоже упадет. По мере понижения значений напряжения и тока, будет снижаться их скорость падения.
Время зарядки и разрядки конденсатора зависит от двух параметров – емкости конденсатора C и общего сопротивления в цепи R. Чем больше емкость конденсатора, тем большее количество заряда должно пройти по цепи, и тем больше времени потребует процесс зарядки/разрядки (ток определяется как количество заряда, прошедшего по проводнику за единицу времени). Чем больше сопротивление R, тем меньше ток. Соответственно, больше времени потребуется на зарядку.
Продукт RC (сопротивление, умноженное на емкость) формирует временную константу ? (тау). За один ? конденсатор заряжается или разряжается на 63%. За пять ? конденсатор заряжается или разряжается полностью.
Для наглядности подставим значения: конденсатор емкостью в 20 микрофарад, сопротивление в 1 килоом и источник питания в 10В. Процесс заряда будет выглядеть следующим образом:
Устройство конденсатора. От чего зависит емкость?
Емкость плоского конденсатора зависит от трех основных факторов:
- Площадь пластин — A
- Расстояние между пластинами – d
- Относительная диэлектрическая проницаемость вещества между пластинами — ?
Чем больше площадь пластин конденсатора, тем больше заряженых частиц могут на них разместится, и тем больше емкость.
Расстояние между пластинами
Емкость конденсатора обратно пропорциональна расстоянию между пластинами. Для того чтобы объяснить природу влияния этого фактора, необходимо вспомнить механику взаимодействия зарядов в пространстве (электростатику).
Если конденсатор не находится в электрической цепи, то на заряженные частицы, расположенные на его пластинах влияют две силы. Первая — это сила отталкивания между одноименными зарядами соседних частиц на одной пластине. Вторая – это сила притяжения разноименных зарядов между частицами, находящимися на противоположных пластинах. Получается, что чем ближе друг к другу находятся пластины, тем больше суммарная сила притяжения зарядов с противоположным знаком, и тем больше заряда может разместится на одной пластине.
Относительная диэлектрическая проницаемость
Не менее значимым фактором, влияющим на емкость конденсатора, является такое свойство материала между обкладками как относительная диэлектрическая проницаемость? . Это безразмерная физическая величина, которая показывает во сколько раз сила взаимодействия двух свободных зарядов в диэлектрике меньше, чем в вакууме.
Материалы с более высокой диэлектрической проницаемостью позволяют обеспечить большую емкость. Объясняется это эффектом поляризации – смещением электронов атомов диэлектрика в сторону положительно заряженной пластины конденсатора.
Поляризация создает внутренне электрическое поле диэлектрика, которое ослабляет общую разность потенциала (напряжения) конденсатора. Напряжение U препятствует притоку заряда Q на конденсатор. Следовательно, понижение напряжения способствует размещению на конденсаторе большего количества электрического заряда.
Ниже приведены примеры значений диэлектрической проницаемости для некоторых изоляционных материалов, используемых в конденсаторах.
- Воздух – 1.0005
- Бумага – от 2.5 до 3.5
- Стекло – от 3 до 10
- Слюда – от 5 до 7
- Порошки оксидов металлов – от 6 до 20
Номинальное напряжение
Второй по значимости характеристикой после емкости является максимальное номинальное напряжение конденсатора . Данный параметр обозначает максимальное напряжение, которое может выдержать конденсатор. Превышение этого значения приводит к «пробиванию» изолятора между пластинами и короткому замыканию. Номинальное напряжение зависит от материала изолятора и его толщины (расстояния между обкладками).
Следует отметить, что при работе с переменным напряжением нужно учитывать именно пиковое значение (наибольшее мгновенное значение напряжения за период). Например, если эффективное напряжение источника питания будет 50В, то его пиковое значение будет свыше 70В. Соответственно необходимо использовать конденсатор с номинальным напряжением более 70В. Однако на практике, рекомендуется использовать конденсатор с номинальным напряжением не менее в два раза превышающим максимально возможное напряжение, которое будет к нему приложено.
Ток утечки
Также при работе конденсатора учитывается такой параметр как ток утечки. Поскольку в реальной жизни диэлектрик между пластинами все же пропускает маленький ток, это приводит к потере со временем начального заряда конденсатора.
