Ak zapnete konštantný prúdový okruh (dokonalý - bez straty), potom na krátky čas po zapnutí reťazca bude nabíjací prúd prúdiť. Po nábojoch kondenzátora na napätie zodpovedajúce zdrojovému napätiu sa krátkodobý prúd v reťazci zastaví. Preto pre prúd DC je kondenzátorom prestávka reťazca alebo nekonečne veľká odolnosť.

Ak je kondenzátor zahrnutý do okruhu striedavého prúdu, bude nabitý striedavo v jednom, potom v opačnom smere.

V rovnakej dobe, striedavý prúd sa bude konať v reťazci. Zvážte tento fenomén viac.

V čase zaradenia je napätie na kondenzátore nula. Ak zapnete kondenzátor na variabilné sieťové napätie, potom v prvom štvrťroku obdobia, keď sa sieťové napätie zvýši (obrázok 1), bude kondenzátor nabitý.

Obrázok 1. Grafy a vektorový diagram pre striedavý prúdový obvod obsahujúci kapacitu

Keďže poplatky sa hromadia na kondenzátorových platniach, zvyšuje sa napätie kondenzátora. Keď sa sieťové napätie do konca prvého štvrťroka dosiahne maximum, kondenzátor nabíjanie sa zastaví a prúd v reťazci sa stáva nulovou.

Prúd v okruhu kondenzátora môže byť určený vzorcom:

kde q. - množstvo elektrickej energie prúdenej cez reťaz.

Z známej elektrostatiky:

q. = C. × u C. = C. × u. ,

kde C. - kapacita kondenzátora; u. - sieťové napätie; u C. - Napätie na kondenzátoroch.

Nakoniec máme:

Z posledného výrazu je jasné, že keď je maximum (pozície ale, v, d.), i. Rovnako čo najviac. Kedy (ustanovenia b., g. Na obrázku 1), potom i. Tiež rovná nule.

V druhom štvrťroku sa sieťové napätie zníži a kondenzátor začne vypúšťať. Prúd v reťazci zmení svoj smer na opačnú. V ďalšej polovici obdobia sa sieťové napätie zmení svoj smer a kondenzátor sa znovu načíta a potom je jeho vypúšťanie znova. Obrázok 1 ukazuje, že prúd v okruhu s kapacitou v jeho zmenách je pred fázou o 90 ° napätie na kondenzátorových doskách.

Porovnanie vektorových grafov grafov s indukčnosťou a kapacitou vidíme, že indukčnosť a kontajner na súčasnej fáze ovplyvňujú opačne.

Keďže sme si uvedomili, že sadzba zmeny prúdu je úmerná uhlovej frekvencii ω, zo vzorca

podobne získavame, že rýchlosť zmeny napätia je tiež úmerná uhlovej frekvencii ω a pre aktuálnu aktuálnu hodnotu, ktorú máme

I. \u003d 2 × π × f. × C. × U. .

Označený kde x C. zavolaný kapacitný odporalebo reaktívny odpor kontajnera. Tak sme získali vzorec kapacitnej rezistencie, keď je kontajner zapnutý v sieťovom okruhu. Odtiaľ, na základe vyjadrenia zákona oHM, môžeme získať prúd pre AC obvod obsahujúci kapacitu:

Kondenzátorový stres

U C. = I C. × x C. .

Táto časť sieťového napätia, ktorá je k dispozícii na kondenzátore, sa nazýva kapacitný pokles napätiaalebo reaktívne vyrovnávacie napätiea je určený U C..

Kapacita x C., rovnako ako indukčná odolnosť x L.závisí od frekvencie AC.

Ale ak s rastúcou frekvenciou, indukčný odpor sa zvyšuje, potom sa kapacitná rezistencia naopak zníži.

Príklad 1. Určite kapacitnú odolnosť kondenzátora s kapacitnou reakciou s kapacitou 5 μf pri rôznych frekvenciách sieťového napätia. Výpočet kapacitnej rezistencie na výrobu pri frekvencii 50 a 40 Hz:

pri frekvencii 50 Hz:

pri frekvencii 400 Hz:

Aplikujte vzorec média alebo aktívneho výkonu pre posudzovaný reťazec:

P. \\ t = U. × I. × cos. φ .

Pretože v okruhu s kapacitou prúdu pred napätím 90 °

φ \u003d 90 °; cos. φ = 0 .

Aktívny výkon je preto tiež nula, to znamená, že v takomto reťazci, ako v okruhu s indukčivosťou, žiadny prúdový prúd.

Obrázok 2 zobrazuje okamžitú sieťovú krivku v okruhu s kapacitou. Z výkresu je zrejmé, že v prvom štvrťroku lehoty, obvod s kapacitou vyberá energiu zo siete, ktorá sa zintenzívnila v elektrickom poli kondenzátora.

Obrázok 2. Okamžitá krivka výkonu v okruhu s kapacitou

Energia, vyhradená kondenzátorom v čase napätia na ňom po maxime, môže byť určený vzorcom:

Nasledujúci štvrťrok obdobia sa kondenzátor vypúšťa do siete, čo v ňom predtým uloží energiu.

V druhej polovici obdobia sa opakuje fenomén energetických oscilácií. Tak, v okruhu s kapacitou, len výmena energie medzi sieťou a kondenzátorom bez straty.

V ktorom alternátor vytvára sínusové napätie. Budeme konzistentne analyzovať, čo sa stane v reťazci, keď stúpame na kľúč. Počiatočná bude zvážiť okamih, keď je napätie generátora nula.

V prvom štvrťroku obdobia sa napätie na svorkách generátora zvýši, od nuly a kondenzátor začne nabíjať. Obvod sa objaví, ale prvýkrát nabitia kondenzátora, napriek tomu, že napätie na jeho doskách sa objaví a stále veľmi málo, prúd v reťazci (nabíjací prúd) bude najväčší. Rovnakým spôsobom zvýšiť náboj kondenzátora, prúd v reťazci sa znižuje a prichádza na nulu v čase, keď je kondenzátor úplne nabitý. V tomto prípade sa napätie na doskách kondenzátora, striktne po napätí generátora, stáva maximálne, ale reverzné znamienko, to znamená, že generátorové napätie smerom k nemu.

Obr. 1. Zmeňte prúd a napätie v okruhu s kapacitou

Prúd s najväčšou silou sa teda ponáhľa do kondenzátora bez náboja, ale okamžite sa začne znižovať, pretože poplatky z kondenzátorových dosiek sú naplnené a kvapky na nulu, úplne nabité.

Porovnajte tento fenomén s tým, čo sa deje s tokom vody v potrubí spájajúcej dve hlásené nádoby (obr. 2), z ktorých jeden je naplnený a druhý je prázdny. Treba len tlačiť klapku, blokovať vodu, ako je voda okamžite z ľavej nádoby pod vysokým tlakom, sa ponáhľa pozdĺž rúrky do prázdnej pravého nádoby. Podsladenie vody v potrubí sa však začne postupne oslabiť, v dôsledku vyrovnávania úrovní v plavidlách a klesá na nulu. Tok vody sa zastaví.

Obr. 2. Zmena tlaku vody v potrubí spájajúcej komunikačné nádoby, podobné zmene okruhu počas náboja kondenzátora

Podobne, prúd sa najprv najprv ponáhľa do nenabitého kondenzátora a potom postupne oslabuje, keď sa poplatky.

S začiatkom druhého štvrťroka obdobia, keď napätie generátora začína najprv pomaly, a potom rýchlejšie a rýchlejšie sa klesá, nabitý kondenzátor sa vypúšťa do generátora, ktorý spôsobí vypúšťací prúd. Keďže napätie znižuje generátor, kondenzátor sa čoraz viac vypúšťa a zvyšuje sa odvádzaný prúd v reťazci. Smer vypúšťacieho prúdu v tomto štvrťroku obdobia je opačný k smeru nabíjacieho prúdu v prvom štvrťroku obdobia. V súlade s tým je súčasná krivka prechádzajúca nulová hodnota už umiestnená už pod časovú osi.

Do konca prvého polčasu, napätie na generátore, a tiež na kondenzátore rýchlo pristupuje k nule a prúd v reťazci pomaly dosiahne svoju maximálnu hodnotu. Spomienka, že aktuálna hodnota v reťazci je čím väčšia, čím väčšia je hodnota reťazca nabíjania, je jasné, prečo prúd dosiahne maximum, keď napätie na kondenzátorových doskách, a preto sa náboj kondenzátora rýchlo znižuje.

S začiatkom tretieho štvrťroka tohto obdobia sa kondenzátor opäť začne účtovať, ale polarita jej dosiek, ako aj polaritu generátora, zmeny "a reverznej a prúdovej, pokračujúce prúdenie v rovnakom smere , začína ako kondenzátor znižuje, na konci tretieho štvrťroka obdobia, keď napätie na generátore a kondenzátor dosiahne maximum, prúd sa rovná nule.

V poslednom štvrťroku, dobu napätia, zníženie, kvapky na nulu a prúd, zmena jeho smeru v reťazci, dosiahne maximálnu hodnotu. Na tomto, lehota pochádza, z ktorej ďalšia začína presne opakovať, a tak ďalej.

Tak, podľa pôsobenia striedavým napätím generátora, nabíjanie kondenzátora (prvý a tretí štvrťrok obdobia) dochádza a dvakrát a jeho vypúšťanie (druhý a štvrtý štvrť obdobia).Avšak, pretože striedanie jeden po druhom je sprevádzaný prechodom cez nabíjací a vypúšťací prúd, môžeme dospieť k záveru, že obvod s kapacitou prechádza.

Môžete to vidieť v ďalšom jednoduchom zážitku. Pripojte sa k sieťovej sieti cez kondenzátor 25 W s kapacitou 4-6 mikróf. Svetlo sa rozsvieti a nevyjde von, kým nebude reťazec zlomený. To naznačuje, že striedavý prúd prešiel cez okruh. Samozrejme však prešiel cez dielektrický kondenzátor a v každom okamihu času bol alebo nabíjací prúd alebo prúd kondenzátora.

Dielektrika, ako vieme, polarizuje pod pôsobením elektrického poľa, ktorý vznikne pri nabíjaní kondenzátora a polarizácia zmizne, keď je kondenzátor vypustený.

V tomto prípade je dielektrika so spojovým prúdom, ktorá vzniká v ňom, slúži na striedavý prúd druhu pokračovania reťaze a pre konštantné prestávky reťazec. Shift prúd sa však vytvára len v dielektrickom kondenzátore, a preto sa nevyskytuje koncový náboj nabíjacích nábojov.

Odolnosť spôsobená variabilným prúdovým kondenzátorom závisí od veľkosti kondenzátorovej kapacity a na frekvencii prúdu.

Čím väčšia je kapacita kondenzátora, tým väčší je náboj prebieha pozdĺž reťazca počas náboja a vypúšťania kondenzátora, a preto je väčšia ako prúd v reťazci. Zvýšenie prúdu v reťazci označuje, že jeho rezistencia sa znížila.

Teda, s rastúcou kapacitou sa znižuje odolnosť variabilného prúdu obvodu.

Zvýšenie zvyšuje hodnotu reťazca nabíjania reťaze, pretože náboj (ako aj vypúšťanie) kondenzátora sa musí vyskytnúť rýchlejšie ako pri nízkej frekvencii. Zároveň je zvýšenie hodnoty náboja prenosného na jednotku ekvivalentná zvýšeniu prúdu v reťazci, a teda zníženie jeho odporu.

Ak nejakým spôsobom postupne znižujeme frekvenciu striedavého prúdu a znížime prúd na konštantu, potom sa odolnosť kondenzátora zahrnutého v reťazci postupne zvyšuje a stane sa nekonečne veľkým (reťazovým lámaním) v čase vzhľadu .

Teda, s rastúcou frekvenciou sa znižuje odolnosť premenných kondenzátorov.

Rovnako ako odpor cievky variabilného prúdu sa nazýva indukčný, odolnosť kondenzátora sa nazýva kapacitná.

Touto cestou, kapacitná rezistencia je väčšia, tým menšia je obvodová kapacita a frekvencia jeho aktuálneho prúdu.

Kapacitná rezistencia je označená HS a meria sa v OMA.

Závislosť kapacitnej rezistencie z frekvencie prúdu a kapacitu reťazca je určená vzorcom XC \u003d 1 /ΩС, kde Ω - kruhová frekvencia rovná fungovaniu 2π f., C-kapacitný reťazec v faradays.

Kapacitný odpor, ako indukčný, je reaktívny v prírode, pretože kondenzátor nespotrebuje energiu energie energie.

Vzorec pre obvod s kapacitou má formu I \u003d U / XC, kde I a u sú aktívne hodnoty prúdu a napätia; XC - capacifitive reťazový odpor.

Vlastnosti kondenzátorov majú veľký odpor nízkofrekvenčných prúdov a je ľahko preskočiť vysokofrekvenčné prúdy široko používané v obvodoch komunikačných zariadení.

S pomocou kondenzátorov sa dosiahne napríklad separácia konštantných prúdov a prúdov nízkej frekvencie z vysokofrekvenčných prúdov.

Ak chcete blokovať cestu nízkofrekvenčného prúdu do vysokofrekvenčnej časti obvodu, je aktivovaný s nízkym kapacitom kapacity. Má veľký odpor voči nízkofrekvenčným prúdom a zároveň ľahko preskočí vysokofrekvenčný prúd.

Ak potrebujete zabrániť vysokého frekvenčného prúdu, napríklad v rádiovom úložnom okruhu sa kondenzátor s vysokou kapacitou používa rovnobežne s prúdom prúdu. Prúd vysokej frekvencie v tomto prípade prechádza kondenzátorom, obchádzaním dodávateľského reťazca rozhlasovej stanice.

Aktívny odpor a kondenzátor v AC Circuit

V praxi existujú často prípady, keď v reťazci postupne s kapacitou celkovej rezistencie obvodu v tomto prípade je stanovená vzorcom

Teda, celková odolnosť reťazca pozostávajúceho z aktívnej a kapacitnej rezistencie, striedavý prúd rovný štvorcovému štvorcovi štvorcov aktívneho a kapacitnej rezistencie tohto reťazca.

Ohm zákon zostáva spravodlivý a pre tento reťazec I \u003d U / Z.

Na obr. 3 znázorňuje krivky charakterizujúce fázové pomery medzi prúdom a napätím v kapacitnom a aktívnej rezistencii na reťazec.

Obr. 3. Aktuálne, napätie a výkon v reťaze s kondenzátorom a aktívnym odporom

Ako môže byť zrejmé z obrázku, prúd v tomto prípade je pred napätím už na štvrtine obdobia, a menej, pretože účinná rezistencia porušila čisto kapacitný (reaktívny) charakter reťazca, o čom svedčí o znížení fázový posun. Teraz je napätie na klipoch reťazca určené ako súčet dvoch úrovní: reaktívne hladiace napätie u C, ktoré ide na prekonanie kapacitnej rezistencie reťazca a aktívne vyrovnávacie napätie prekonávajúce jeho účinnú rezistenciu.

Čím väčšia je účinná odolnosť reťazca, menší fázový posun bude medzi prúdom a napätím.

Zmeny zmien obvodov v reťazci (pozri obr. 3) dvakrát za obdobie získané negatívne označenie, ktoré je, ako už vieme, dôsledkom reakcie reťazca. Menej reaktívny reťazec, tým menší sa fázový posun medzi prúdom a napätím a väčším výkonom aktuálneho zdroja tento reťazec spotrebuje.

Podrobnosti 08 máj 2017

Pán, dnešný článok môže byť nejakým spôsobom zvážiť pokračovanie predchádzajúceho. Najprv som chcel umiestniť všetok tento materiál do jedného článku. Ukázalo sa však dosť veľa, na obzore bolo nové projekty a nakoniec som ho rozdelil do dvoch. Takže dnes budeme hovoriť. Dostaneme výraz, na ktorom bude možné vypočítať, čo sa rovná odolnosti akéhokoľvek kondenzátora, ktorý je súčasťou reťazca striedavého prúdu, a na konci článku budeme zvážiť niekoľko príkladov takéhoto výpočtu.

Predstavme si, že máme kondenzátor, ktorý je súčasťou premenlivého prúdu okruhu. V reťazci nie sú žiadne ďalšie zložky, len jeden kondenzátor a všetko (obrázok 1).

Obrázok 1 - kondenzátor v striedavom prúdu

Na ňu sa aplikuje niektoré variabilné napätie U (t)a niektoré súčasné prúdi cezň I (t). Vedieť jeden, môžete ľahko nájsť inú. Aby ste to urobili, stačí si spomenúť na minulý článok o kondenzátor v striedavom prúdu , Túto to všetko rozprávame. Predpokladáme, že prúd cez kondenzátor zmení podľa sinusoidálneho zákona

V poslednom článku sme dospeli k záveru, že ak súčasná zmena tohto zákona, potom by sa napätie na kondenzátore malo líšiť takto

Zatiaľ sme nezaznamenali nič nové, je to všetko doslovné opakovanie výpočtov z predchádzajúceho článku. A teraz je čas ich trochu previesť, dajte im trochu iný vzhľad. Ak poviete konkrétne, musíte ísť na integrovaný pohľad na signály! Pamätajte na túto tému? V ňom som povedal, že je potrebné pochopiť niektoré momenty v ďalších článkoch. To je len okamih, kedy čas je čas na zapamätanie všetkých týchto mazaných imaginárnych jednotiek. Ak hovoríme konkrétne, teraz budeme potrebovať indikatívnyzaznamenajte integrované číslo. Ako si pamätáme z článku o integrovaných číslach v elektrotechnike, ak máme sínusový pohľad

potom môže byť reprezentovaný v indikatívnej forme, ako je tento

Prečo je to tak, kde to prišlo z toho, čo tu chceli buk - už podrobne hovorili o všetkom. Ak chcete zopakovať, môžete sledovať prepojenie a zoznámiť sa znova.

Poďme teraz aplikovať túto komplexnú prezentáciu pre náš vzorec napätia na kondenzátore. Dostaneme niečo také

Teraz, páni, rád by som vám povedal o jednom zaujímavom okamihu, ktorý by pravdepodobne mal byť opísaný v článku o integrovaných číslach v elektrotechnike. Avšak, potom som nejako zabudol na ňom, tak to teraz považujem za to. Predstav si, že t \u003d 0.. To odstráni z časových výpočtov a frekvencie a ideme do tzv. komplexné amplitúdy Signál. Samozrejme, že to neznamená, že signál z premennej sa stáva konštantným. Nie, stále stále mení sinus s rovnakou frekvenciou. Ale tam sú chvíle, keď frekvencia nie je veľmi dôležitá, a potom je lepšie sa zbaviť a pracovať len s amplitúda Signál. Teraz len taký moment. Preto sme verili t \u003d 0. A dostať sa komplexná amplitúda napätia

Poďme otvoriť konzoly vo výstave a používať pravidlá pre prácu s indikatívnymi funkciami.

Takže máme tri faktory. Budeme sa zaoberať všetkými v poriadku. Kombinovať prvé dva a napíšte výraz nasledujúceho typu

Čo sme to zaznamenali? Správny, komplexná amplitúda prúdu Cez kondenzátor. Teraz je výraz pre komplexnú amplitúdu napätia

Výsledkom, ktorým sa snažíme, sú už blízko, ale ďalší nie veľmi príjemný multiplikátor zostáva s exponenciálnym. Ako byť s ním? A, ukazuje sa, veľmi jednoduché. A opäť prídeme na záchranu komplexné čísla v elektrotechnike Niet divu, že som ju napísal. Poďme previesť tento multiplikátor pomocou EULER vzorec:

Áno, všetky tento trik vystavovateľa s komplexnými číslami v indikátore sa otočí len v imaginárnej jednotke, ktorá stojí za znamenie mínus. Súhlasím, je možné si uvedomiť, že to nie je tak jednoduché, ale napriek tomu matematika hovorí, že je to tak. Výsledný vzorec preto má pohľad

Vyjadrite prúdu z tohto vzorca a uveďte výraz formuláru zodpovedajúcemu zákonu OHM. Prijať

Ako si pamätáme Články o Ohmove zákone , Máme prúd rovný napätiu delené odporom. Takže, tu je prakticky to isté! No, okrem toho, že máme aktuálne a napätie - premenné a sú prezentované prostredníctvom komplexných amplitúdov. Okrem toho nezabudneme, že súčasný prúdi prostredníctvom nášho kondenzátora. Výraz, ktorý stojí v denominátore, sa preto môže považovať za kapacitný odolnosť kondenzátora na variabilný prúd:

Áno, výraz pre odolnosť kondenzátora má taký vzhľad. To, ako si môžete všimnúť, obsiahly. To dokazuje Bukovka j. V dennomotéri. Čo znamená táto zložitosť? Čo to ovplyvňuje a čo ukazuje? A ona ukazuje, že páni, výlučne fázy posunu 90 stupňov Medzi prúdom a napätím na kondenzátore. Avšak, prúd je 90 stupňov pred napätím. Tento záver nie je pre americké správy, o tom všetko bolo podrobne opísané v poslednom článku. Aby sme to lepšie uvedomili, musíme teraz mentálne chodiť z výsledného vzorca až po miesto, kde to máme j. Vznikla. V procese zdvíhania uvidíte, že imaginárna jednotka j. Vznikol z EULER vzorec v dôsledku skutočnosti, že došlo k komponentom. Vznikol vzorec EULER z komplexnej prezentácie sínusoidov. A v pôvodnom sínusoidov je fázový posun 90 stupňov prúdu vzhľadom na napätie. Niečo také. Zdá sa, že všetko je logické a nič neexistovalo.

Teraz môžu byť dve úplne logické otázky: Ako pracovať s takýmto prezentáciou a aký je jeho prospech? Áno, a vo všeobecnosti, zatiaľ len niektoré divoké abstraktné zobáky a NIFIGA nie je jasné, ako vziať a vyhodnotiť odolnosť niektorého konkrétneho kondenzátora, ktorý sme si kúpili v obchode a uviazli v schéme. Poďme sa zaoberať postupne.

Ako sme povedali, Bukovka j. V denominátore nám hovorí len o posunom fázach prúdu a napätia. Nemá to vplyv na amplitúdy prúdu a napätia. V súlade s tým, ak zmeňovacie fázy nás nezaujímajúTento list môžete vylúčiť z úvahy a získať jednoduchšie vyjadrenie absolútne bez komplexnosti:

Čo ešte môžeme povedať, pozerať sa na tento vzorec? Napríklad, čo Čím väčšia je frekvencia signálu, tým menšia odolnosť proti kondenzátoru. A čím väčšia je kapacita kondenzátora, tým menšia jeho odolnosť voči variabilným prúdom.

Analogicky s odpormi sa odolnosť kondenzátorov meria rovnakým spôsobom v OMAH. Mal by sa však vždy pamätať, že je to trochu odolnosť, je to nazývaný reaktívny. A druhý je primárne kvôli najzreteľnejším j. V denominátori, to znamená v dôsledku posunu fáz. V "obyčajnom" (ktoré sa nazývajú aktívny) OMMS Neexistuje takýto posun, tam je napätie jednoznačne zhodné s aktuálnou fázou. Vytvorme graf odporu kondenzátora z frekvencie. Pre istotu kapacitu kondenzátora, vezmite si pevnú, povedzme, 1 μf. Graf je znázornený na obrázku 2.

Obrázok 2 (kliknuteľne) - Závislosť odolnosti kondenzátora z frekvencie

Na obrázku 2 vidíme, že odpor kondenzátorných premenných klesá podľa zákona hyperbolov.

Pre túžba frekvencie na nulu (To znamená, že v snahe striedavý prúd na konštantný), rezistencia kondenzátora má tendenciu nekonečno. To je logické: všetci si pamätáme, že kondenzátor je vlastne prasknutie reťazca. V praxi to samozrejme nekonečné, ale obmedzené odporom úniku kondenzátora. Napriek tomu je stále veľmi veľké a často to považuje za nekonečne veľké.

Existuje ďalšia otázka, ktorú by som chcel prediskutovať predtým, ako začneme zvážiť príklady. Prečo nepíšte list j. V dezonistickej rezistencii? Nestačí vždy, aby vždy vždy pamätajte na fázový posun a v nahrávaní, aby sa používali čísla bez tejto imaginárnej jednotky? Ukazuje sa, že nie. Predstavte si reťaz, kde sú súčasne prítomný rezistor a kondenzátor. Povedzme, že sú konzistentne spojené. A tu je to len imaginárna jednotka v blízkosti kapacity bude jednoducho uľahčiť a zložiť aktívnu a reaktívnu odolnosť voči jednému aktuálnemu číslu. Celková odolnosť takéhoto reťazca bude zložitá a pozostáva z skutočnej časti a imaginárneho. Skutočná časť bude spôsobená rezistorom (aktívny odpor) a imaginárny odpor (reaktívny odpor). Je to však celá téma pre iného článku, teraz k nej nebudeme ísť. Poďme lepšie ísť do príkladov.

Dovoľte nám, aby sme mali kondenzátor s kapacitou, povedzme C \u003d 1 μF. Je potrebné určiť jeho odpor pri frekvencii f 1 \u003d 50 Hz a frekvencia f 2 \u003d 1 kHz. Okrem toho by sa mala definovať amplitúda prúdu, pričom sa zohľadní skutočnosť, že amplitúda aplikovaného napätia aplikovaného na kondenzátor je rovná U m \u003d 50 V. No, vybudovať napätie a aktuálne grafy.

V skutočnosti je úlohou tohto základného. Nahrádzame sa líšiť vo vzorci pre odolnosť a dostať sa na frekvenciu f 1 \u003d 50 Hz Odolnosť, rovnaká

A frekvenciu f 2 \u003d 1 kHz Odpor bude

Podľa zákona Ohm nájdeme množstvo súčasnej amplitúdy pre frekvenciu f 1 \u003d 50 Hz

Podobná druhej frekvencii f 2 \u003d 1 kHz

Teraz môžeme ľahko zaznamenávať zákony o zmenách prúdu a napätia, ako aj vybudovať grafy pre tieto dva prípady. Veríme, že napätie sa mení zákonom sinusu pre prvú frekvenciu f 1 \u003d 50 Hz nasledujúcim spôsobom

A pre druhú frekvenciu f 2 \u003d 1 kHz Páči sa ti to

a frekvenciu f 2 \u003d 1 kHz

f 1 \u003d 50 Hz Prezentované na obrázku 3

Obrázok 3 (klikacie) - napätie na kondenzátore a prúdu cez kondenzátor, F 1 \u003d 50 Hz

Aktuálne a napäťové grafy pre frekvenciu f 2 \u003d 1 kgtieto sú prezentované na obrázku 4

Obrázok 4 (kliknuteľne) - napätie na kondenzátore a prúd cez kondenzátor, F2 \u003d 1 kHz

Takže, páni, stretli sme sa dnes s takýmto konceptom ako odpor kondenzátora s variabilným prúdom, naučili sa to zvážiť a zabezpečiť poznatky získané niekoľkými príkladmi. Dnes všetko. Ďakujeme za čítanie, všetko obrovské šťastie a teraz!

Pridajte sa k našej

Obsah:

Jedným z hlavných zariadení v elektronike a elektrotechnike je kondenzátor. Po zatvorení elektrického obvodu začína nabíjanie, potom, čo sa okamžite stane zdrojom prúdu a napätia, je v ňom elektromotorická sila - EMF. Jedna z hlavných vlastností kondenzátora veľmi presne odráža vzorec kapacitnej rezistencie. Tento fenomén vzniká v dôsledku opozície voči EMF, zameraným proti súčasnému zdroju používanému na nabíjanie. Súčasný zdroj môže prekonať kapacitný odpor len prostredníctvom materiálových nákladov na vlastnú energiu, ktorá sa stáva energiou elektrického poľa kondenzátora.

Keď je zariadenie vypustené, všetka táto energia sa vracia späť do okruhu, ktorý sa mení na elektrickú energiu. Preto môže byť kapacitná rezistencia pripisovať reaktívnym nevýhodným stratám energie. Nabíjanie kondenzátora sa vyskytuje pred úrovňou napätia, ktorá je uvedená na zdroj napájania.

Kondenzačný odporový kondenzátor

Kondenzátory patria k najbežnejším prvkom používaným v rôznych elektronických obvodoch. Sú rozdelené do typov, ktoré majú charakteristické vlastnosti, parametre a individuálne vlastnosti. Najjednoduchší kondenzátor pozostáva z dvoch kovových platní - elektródy oddelených vrstvou dielektriky. Každý z nich má svoj vlastný záver, cez ktorý sa uskutoční spojenie s elektrickým obvodom.

Existujú vlastnosti len v kondenzátoroch. Napríklad, absolútne neprechádzajú cez trvalý prúd, hoci sa z neho účtujú. Po úplnom nabíjaní nádrže je prúd prúdu úplne zastavený a vnútorný odpor zariadenia trvá nekonečne vysokú hodnotu.

A úplne odlišný na kondenzátoroch, čo je plynulo tečie cez nádobu. Takýto stav je vysvetlený konštantnými procesmi nabíjania prvku. V tomto prípade je platná nielen aktívna odolnosť vodičov, ale aj kapacitná rezistencia samotného kondenzátora, ktorá sa vyskytuje presne v dôsledku jeho konštantného nabíjania a výtoku.

Elektrické parametre a vlastnosti kondenzátorov sa môžu líšiť v závislosti od rôznych faktorov. V prvom rade závisia od veľkosti a tvaru produktu, ako aj typu dielektriky. V rôznych typoch zariadení, papiera, vzduchu, plastu, skla, sľudy, keramiky a iných materiálov môžu slúžiť. V elektrolytických kondenzátoroch sa používajú hliníkový elektrolyt a tantal-elektrolyt, ktorý zaisťuje zvýšenú kapacitu.

Názvy iných prvkov sú určené materiálom konvenčných dielektriky. Preto sa vzťahujú na kategórie papiera, keramiky, skla, atď. Každý z nich sa v súlade s vlastnosťami a vlastnosťami používa v špecifických elektronických obvodoch, s rôznymi parametrami elektrootokov.

V tomto ohľade je v týchto reťazcoch potrebná použitie keramických kondenzátorov, kde sa vyžaduje vysokofrekvenčné interferenčné filtrovanie. Elektrolytické zariadenia, naopak, rušenie filtrov pri nízkych frekvenciách. Ak sa pripojíte paralelne oba typy kondenzátorov, ukáže univerzálny filter, široko používaný vo všetkých obvodoch. Napriek tomu, že ich kapacita je pevnou hodnotou, existujú zariadenia s variabilnou kapacitou, ktorá sa dosahuje úpravami zmenou vzájomného prekrytia platní. Typickým príkladom je nastavenie kondenzátorov používané pri úprave rádiových elektronických zariadení.

Kapacitná rezistencia v acku

Keď je kondenzátor zapnutý v jednosmernom okruhu, počas krátkej doby bude pozorovaný obvod nabíjania. Na konci nabíjania, keď kondenzátorové napätie bude zodpovedať napätiu prúdu prúdu, krátkodobý prúd v okruhu sa zastaví. Teda úplne v konštantnom prúde bude typ lámania alebo odporu s nekonečne veľkou hodnotou. S striedavým prúdom sa kondenzátor bude správať úplne inak. Jeho účtovanie v takomto reťazci sa bude vykonávať striedavo v rôznych smeroch. AC prúd v okruhu v tom čase nie je prerušený.

Podrobnejšie zváženie tohto procesu označuje hodnotu nulového napätia v kondenzátore v čase jeho zaradenia. Po prijatí sa na neho bude účtovať sieť variabilného napätia. V tomto čase sa sieťové napätie zvýši v prvom štvrťroku obdobia. Keďže na doskách sa nahromadia poplatky, vyskytne sa napätie samotného kondenzátora. Po sieťovom napätí na konci prvého štvrťroka sa stáva maximálnou, nabíjanie sa zastaví a hodnota prúdu v reťazci sa rovná nule.

Existuje vzorec pre stanovenie prúdu v kondenzálnom reťazci: I \u003d ΔQ / ΔT, kde q je množstvo elektriny prúdiacej cez reťazec po určitú dobu t. V súlade so zákonmi elektrostatiky bude množstvo elektriny v zariadení: Q \u003d CX UC \u003d C x U. V tomto vzorci bude C kapacitný kondenzátor, U - sieťové napätie, UC - napätie roviny prvku. V konečnej forme súčasného vzorca v okruhu bude vyzerať takto: I \u003d C x (ΔUC / Δt) \u003d C x (ΔU / ΔT).

Po výskyte druhého štvrťroka obdobia dôjde k zníženiu sieťového napätia a začne vypúšťanie kondenzátora. Prúd v reťazci zmení svoj smer a bude prúdiť v opačnom smere. V ďalšej polovici obdobia sa smer sieťového napätia zmení, príde na dobíjanie prvku a potom sa začne znova uložiť. Súčasný súčasný v okruhu s nádobou na kondenzátor bude pred fázovým napätím na doskách o 90 stupňov.

Bolo zistené, že zmeny v prúde kondenzátora sa vyskytujú rýchlosťou v pomernej závislosti s uhlovým frekvenciou Ω. Preto v súlade s už známym prúdovým vzorcom v obvode I \u003d C x (AU / AT) sa ukázalo, že aktuálna hodnota prúdu bude tiež pomer medzi rýchlosťou výmeny napätia a uhlovým frekvenciou ω: i \u003d 2π XFX CXU.

Ďalej je už úplne jednoduché stanoviť hodnotu kapacitnej rezistencie alebo reaktívnu odolnosť kapacity: Xc \u003d 1 / 2π x f x c \u003d 1 / Ω x C. Tento parameter sa vypočíta, keď je kontajner kondenzátora zapnutý do sieťového okruhu. Preto v súlade so zákonom OMA v AC okruhu s kondenzátorom zapnuté, hodnota súčasnej sily bude nasledovná: I \u003d U / XC a napätie na doskách bude: UC \u003d IC X Xc.

Časť sieťového napätia vyskytujúceho sa na kondenzátore dostal názov kapacitného poklesu napätia. Je tiež známy ako reaktívne vyrovnávacie napätie označené symbolom UC. Veľkosť kapacitného odporu XC, ako aj hodnota indukčnej odolnosti XI je priamo spojená s frekvenciou striedavého prúdu.

Pod odolnosťou kapacity znamená osobitný charakter proti variabilným prúdom, pozorovaným v okruhoch s elektrickou kapacitou. V tomto prípade, kapacitná rezistencia kondenzátora závisí nielen od prvkov obsiahnutých v obvode, ale aj na parametroch prúdu prúdu (pozri obrázok nižšie).

Png? X15027 "Alt \u003d" (! Lang: závislosť odolnosti kapacity z frekvencie" width="600" height="592">!}

Závislosť od odolnosti kapacity z frekvencie

Všimli sme tiež, že kondenzátor sa vzťahuje na kategóriu prúdových prvkov, strata energie, na ktorej sa v sieťovom okruhu nevyskytuje.

Kapacitný vzorec rezistencie

Na určenie kapacitnej rezistencie v určitej schéme budete musieť identifikovať nasledujúce parametre:

• Frekvencia striedavého prúdu prúdiacu v reťazci;
• Nominálna hodnota kapacovacej kapacity;
• Prítomnosť v reťazci iných rádiotechnických prvkov.

Po zohľadnení vyššie uvedených faktoroch bude možné stanoviť kapacitnú rezistenciu kondenzátora podľa nasledujúceho vzorca:

Tento vzorec označuje nepriamo proporcionálnu závislosť odporu z kapacity nádrže a frekvencie napájacieho napätia.

Vzhľadom na túto povahu jeho zmeny môžu kondenzátory pracovať v nasledujúcich diagramoch závislých od frekvencie:

• Integrálne a diferenciálne zariadenia;
• Rezonančné reťazce rôznych tried;
• Špeciálne filtračné prvky.

K tomuto možnosti používame kondenzátory ako tlmené prvky v sieťovom okruhu naloženom do výkonných (výkonných) agregátov.

Vektorový pohľad na nádrž

Ak chcete získať jasnú predstavu o tom, čo je hasná rezistencia, môžete použiť vektorové znázornenie procesov v kondenzátore.

Jpg? .Jpg 600W, https://elquanta.ru/wp-contective/Uploads/wp-18/05/2-Vektornoe-predstavlenie-768x576..jpg 800W "Veľkosti \u003d" (max-šírka: 600px) 100VW, 600px " \u003e

Vektorový pohľad

Po štúdiu diagramu je možné poznamenať, že prúd v okruhu kondenzátora mení fázu napäťovým olovom o 90 stupňov. Zo povahy interakcie hlavných elektrických veličín sa dospelo k záveru, že kondenzátor má odolnosť voči zmene napätia na nej.

Čím väčšia je kapacita, pomalšia sa nabíja do plného napätia (a tým menej hlavnej odolnosti tohto prvku). Tento záver sa úplne zhoduje so vzorcom uvedeným skôr.

Ďalšie informácie. V štúdii indukčnosti zahrnutej v sieťovom okruhu je reverzný vzor zistený, keď prúd, naopak, zaostáva za fázou z zmien napätia.

Všimnite si, že v oboch prípadoch, pozorované rozdiely vo fázových parametroch označujú reaktívnu povahu rezistencie týchto prvkov.

Kapacita

Jednotky

Kondenzátor, ako elektrická nádoba, pripomína jeho indikátory autobatériu. Ale, na rozdiel od batérie, kapacitné nabitie na to drží dlho, čo je vysvetlené prítomnosťou únikov v dielektriku a čiastočnom výbore cez životné prostredie.

V tomto prípade sa kapacita (ako je batéria) definuje akumulatívne vlastnosti kondenzátora alebo jeho schopnosť udržať energiu medzi doskami.

Poznámka! V systéme sa tento indikátor meria v tarades, ktoré sú veľmi veľkou jednotkou merania.

V praxi najčastejšie používajte menšie jednotky merania nádrže, menovite:

• Pikofarády zodpovedajúce 10-12 faradays (f);
• Nanofory rovné 10-9F;
• Microfrads (ICF), ktoré tvoria 10-6 z Faraday.

Všetky tieto jednotky pre multiplicity sú označené ako "PF", "NF" a "MF".

Príklad výpočtu kapacitnej rezistencie

Niekedy sú kondenzátory inštalované v tlmiacich reťazcoch napätia, aby sa získali menšie hodnoty (namiesto nízkych transformátorov).

Ale ak starostlivo zvládnete takýto konvertor, bude to celkom možné zostaviť s vlastnými rukami. Pri výpočte požadovanej kapacity zvyčajne pokračujte z nasledujúcich úvah:

• Kondenzátor zahrnutý v sérii s zaťažením je charakterizovaný impedanciou, analógom odporu pre nádobu;
• Tento indikátor zodpovedá samostatnému ramenu v rozdelení napätia, ktorého druhým prvkom je rezistencia na zaťaženie;
• Pomer rezistencie oboch ramien je vybraný s takýmto výpočtom tak, aby sa požadované napätie zostalo na zaťažení (napríklad 12 voltov) a celý zvyšok z 220 voltov by bol rozptýlený na samotný kondenzátor.

Ďalšie informácie. Na zlepšenie prechodných charakteristík rozdeľovacieho reťazca, niekedy paralelne s kondenzátorom sa otočí na inú z odporov nazývaných bit.

PNG? X15027 "Alt \u003d" (! Lang: Schéma na výpočet kapacitnej rezistencie" width="596" height="208">!}

Schéma na výpočet okuliarov

V našom prípade sa vyberie nasledujúce údaje:

• UVK \u003d 220 voltov;
• Hore \u003d 12 voltov;
• Янагр \u003d 0.1mper (prúd v zaťažení je vybratý podľa svojho pasu).

Na nich môžete určiť hodnotu odporu zaťaženia:

RN \u003d 220 / 0,1 \u003d 2200 Ohm alebo 2,2 com.

Ak chcete vypočítať veľkosť kapacity, na ktorej zostávajúcich 208 voltov musí "klesať", používajú sa tieto ukazovatele: \\ t

• US \u003d 208 voltov;
• IC \u003d 0,1mper;
• Fset \u003d 50 Hz.

Potom je možné vypočítať ohmickú odolnosť kondenzátora, dostatočná na to, aby bola 208 voltov na ňom:

XC \u003d US / IC \u003d 208 / 0,1 \u003d 2080.

Kapacita kondenzátora sa získa z predchádzajúcej závislosti:

Na základe toho získame:

C \u003d 1 / xs2 π fset \u003d 1 / 2080x6, 28x50 \u003d 0,0000015311 Faradays alebo 1,5 mikrón.

Odolnosť RAM sa vyberie približne 10 kΩ alebo viac.

Vlastnosti nádrží

So paralelným zahrnutím niekoľkých kondenzátorov ich kapacity sa navzájom dopĺňajú. V tomto prípade sa všeobecná hasná rezistencia (podľa vyššie uvedených vzorcov diskutovaných vyššie) znižuje. Ak sú všetky kondenzátorové prvky pripojené k sériovému reťazcov, ich celková kapacita sa vypočíta ako inverzné hodnoty každej zložky.

Kapacitná rezistencia sekvenčne zahrnutých prvkov v tomto prípade, naopak, sa zvyšuje. Na záver sme si všimli, že takýto charakter kapacity a impedancie je spôsobený vlastnosťami kondenzátora, ktorý môže hromadiť náboj na jej platne.

Video