Ar srovė teka per kondensatorių? Įdomi radijo technologija. Ar srovė teka per kondensatorių? Kur naudojami kondensatoriai?

Kintamosios srovės arba nuolatinės srovės grandinėje esantis kondensatorius, kuris dažnai vadinamas tiesiog kondensatoriumi, susideda iš poros plokščių, padengtų izoliacijos sluoksniu. Jei į šį įrenginį tiekiama srovė, jis bus apmokestintas ir kurį laiką išlaikys jį. Jo talpa labai priklauso nuo tarpo tarp plokščių.

Kondensatorius gali būti pagamintas įvairiais būdais, tačiau darbo esmė ir pagrindiniai jo elementai bet kokiu atveju išlieka nepakitę. Norint suprasti veikimo principą, būtina atsižvelgti į paprasčiausią jo modelį.

Paprasčiausias prietaisas turi dvi plokštes: viena iš jų yra teigiamai įkrauta, kita, priešingai, neigiamai. Nors šie mokesčiai yra priešingi, jie yra vienodi. Jie traukia tam tikra jėga, kuri priklauso nuo atstumo. Kuo plokštės yra arčiau viena kitos, tuo didesnė traukos jėga tarp jų. Dėl šios atrakcijos įkrautas įrenginys neišsikrauna.

Tačiau užtenka tarp dviejų plokščių nutiesti bet kokį laidininką ir prietaisas akimirksniu išsikraus. Visi elektronai iš neigiamai įkrautos plokštės iškart pereis į teigiamai įkrautą, todėl krūvis išsilygins. Kitaip tariant, norint pašalinti įkrovą iš kondensatoriaus, tereikia trumpai sujungti dvi jo plokštes.

Elektros grandinės yra dviejų tipų - nuolatinis arba kintamieji. Viskas priklauso nuo to, kaip juose teka elektros srovė. Šiose grandinėse esantys įrenginiai veikia skirtingai.

Norėdami apsvarstyti, kaip kondensatorius elgsis nuolatinės srovės grandinėje, turite:

1. Paimkite nuolatinės srovės maitinimo šaltinį ir nustatykite įtampos vertę. Pavyzdžiui, „12 voltų“.
2. Įdėkite lemputę, skirtą tai pačiai įtampai.
3. Įdėkite kondensatorių į tinklą.

Poveikio nebus: lemputė neužsidega, bet jei ištrauksite kondensatorių iš grandinės, lemputė pasirodys. Jei įrenginys prijungtas prie kintamosios srovės tinklo, jis tiesiog neužsidarys, todėl čia negalės praeiti jokia elektros srovė. Nuolatinis - negali praeiti per tinklą, kuriame yra prijungtas kondensatorius. Viskas dėl šio įrenginio plokščių, tiksliau, dėl dielektriko, kuris šias plokštes skiria.

Kad nuolatinės srovės tinkle nėra įtampos, galite įsitikinti kitais būdais. Prie tinklo galite prijungti bet ką, svarbiausia, kad grandinėje būtų nuolatinės elektros srovės šaltinis. Elementas, kuris signalizuoja apie įtampos nebuvimą tinkle arba, atvirkščiai, jo buvimą, taip pat gali būti bet koks elektros prietaisas. Geriausia šiems tikslams naudoti lemputę: ji švies, jei bus elektros srovė, o neužsidega, jei tinkle nėra įtampos.

Galime daryti išvadą, kad kondensatorius negali per save leisti nuolatinės srovės, tačiau ši išvada yra neteisinga. Tiesą sakant, elektros srovė atsiranda iškart po įtampos prijungimo, tačiau iškart išnyksta. Šiuo atveju jis praeina vos per kelias sekundės dalis. Tiksli trukmė priklauso nuo įrenginio talpos, tačiau dažniausiai į tai neatsižvelgiama.

Norint nustatyti, ar tekės kintamoji srovė, prietaisas turi būti prijungtas prie atitinkamos grandinės. Pagrindinis elektros energijos šaltinis šiuo atveju turėtų būti įrenginys, generuojantis kintamąją srovę.

Per kondensatorių teka ne tiesioginė elektros srovė, o kintamoji, priešingai, ir prietaisas nuolat priešinasi per jį tekančiajai elektros srovei. Šio pasipriešinimo dydis yra susijęs su dažniu. Priklausomybė čia atvirkščiai proporcinga: kuo mažesnis dažnis, tuo didesnė varža. Jei reikia kintamosios srovės šaltinis prijunkite kondensatorių, tada maksimali įtampos vertė čia priklausys nuo srovės stiprumo.

Paprasta grandinė, kurią sudaro:

• Dabartinis šaltinis. Jis turi būti kintamas.
• Elektros srovės vartotojas. Geriausia naudoti lempą.

Tačiau verta prisiminti vieną dalyką: lemputė užsidegs tik tuo atveju, jei prietaisas bus pakankamai talpus. Kintamoji srovė turi tokį poveikį kondensatoriui, kad prietaisas pradeda krauti ir išsikrauti. O srovė, einanti per tinklą įkrovimo metu, padidina lempos kaitinamojo siūlo temperatūrą. Dėl to jis šviečia.

Įkrovimo srovė labai priklauso nuo įrenginio, prijungto prie kintamosios srovės tinklo, talpos. Priklausomybė yra tiesiogiai proporcinga: kuo didesnė talpa, tuo didesnė įkrovimo srovės stiprumą apibūdinanti vertė. Norėdami tai patikrinti, tereikia padidinti talpą. Iš karto po to lempa pradės šviesti ryškiau, nes jos siūlai bus labiau šildomi. Kaip matote, kondensatorius, kuris veikia kaip vienas iš kintamosios srovės grandinės elementų, elgiasi kitaip nei pastovus rezistorius.

Kai prijungiamas kintamosios srovės kondensatorius, prasideda sudėtingesni procesai. Toks įrankis kaip vektorius padės geriau juos suprasti. Pagrindinė vektoriaus idėja šiuo atveju bus ta, kad laike kintančio signalo reikšmę galite pavaizduoti kaip kompleksinio signalo sandaugą, kuri yra laiką vaizduojančios ašies ir kompleksinio skaičiaus, kuris priešingai, nesusijęs su laiku.

Kadangi vektoriai vaizduojami tam tikru dydžiu ir tam tikru kampu, juos galima nubrėžti rodyklės, kuri sukasi koordinačių plokštumoje, pavidalu. Įrenginio įtampa šiek tiek atsilieka nuo srovės, o abu vektoriai, kuriais jie pažymėti, plokštumoje sukasi prieš laikrodžio rodyklę.

Kintamosios srovės tinkle esantis kondensatorius gali būti periodiškai įkraunamas: jis arba įgyja tam tikrą įkrovą, arba, priešingai, jį išleidžia. Tai reiškia, kad laidininkas ir kintamosios srovės šaltinis tinkle nuolat keičiasi elektros energija. Ši elektros energijos rūšis elektrotechnikoje vadinama reaktyviąja.

Kondensatorius neleidžia tiesioginei elektros srovei praeiti per tinklą. Šiuo atveju jo pasipriešinimas bus lygus begalybei. Per šį įrenginį gali praeiti kintamoji srovė. Šiuo atveju varža turi baigtinę reikšmę.

Pastovi įtampa ir jo krokodilų įtampą nustatykite iki 12 voltų. Taip pat paimame 12 voltų lemputę. Dabar įterpiame kondensatorių tarp vieno maitinimo šaltinio zondo ir lemputės:

Ne, nedega.

Bet jei tai darote tiesiogiai, užsidega:

Tai leidžia daryti išvadą: DC srovė neteka per kondensatorių!

Tiesą sakant, pačioje pradžioje įjungus įtampą, srovė vis tiek teka sekundės dalį. Viskas priklauso nuo kondensatoriaus talpos.

Kondensatorius kintamosios srovės grandinėje

Taigi, norėdami sužinoti, ar per kondensatorių teka kintamoji srovė, mums reikia generatoriaus. Manau, kad šis dažnio generatorius puikiai tiks:

Kadangi mano kiniškas generatorius yra labai silpnas, vietoj lemputės apkrovos naudosime paprastą 100 omų. Taip pat paimkime kondensatorių, kurio talpa yra 1 mikrofaradas:

Lituojame kažką panašaus ir siunčiame signalą iš dažnio generatoriaus:

Tada jis imasi verslo. Kas yra osciloskopas ir kas su juo naudojamas, skaitykite čia. Naudosime du kanalus vienu metu. Viename ekrane vienu metu bus rodomi du signalai. Čia ekrane jau galite matyti trikdžius iš 220 voltų tinklo. Nekreipk dėmesio.

Taikysime kintamąją įtampą ir stebėsime signalus, kaip sako profesionalūs elektronikos inžinieriai, įėjime ir išėjime. Tuo pačiu metu.

Viskas atrodys maždaug taip:

Taigi, jei mūsų dažnis yra lygus nuliui, tai reiškia nuolatinę srovę. Kaip jau matėme, kondensatorius nepraleidžia nuolatinės srovės. Atrodo, kad tai buvo sutvarkyta. Bet kas atsitiks, jei pritaikysite sinusoidę, kurios dažnis yra 100 hercų?

Osciloskopo ekrane rodžiau tokius parametrus kaip signalo dažnis ir amplitudė: F yra dažnis Ma – amplitudė (šie parametrai pažymėti balta rodykle). Pirmasis kanalas pažymėtas raudonai, o antrasis - geltonai, kad būtų lengviau suvokti.

Raudona sinusinė banga rodo signalą, kurį mums duoda Kinijos dažnio generatorius. Geltona sinuso banga yra tai, ką mes jau gauname apkrovoje. Mūsų atveju apkrova yra rezistorius. Na, tai viskas.

Kaip matote aukščiau esančioje oscilogramoje, aš tiekiu sinusoidinį signalą iš generatoriaus, kurio dažnis yra 100 hercų ir 2 voltų amplitudė. Ant rezistoriaus jau matome tokio pat dažnio signalą (geltoną signalą), bet jo amplitudė yra kokie 136 milivoltai. Be to, signalas pasirodė šiek tiek „apšviestas“. Taip yra dėl vadinamųjų „“. Triukšmas yra signalas su maža amplitudė ir atsitiktiniais įtampos pokyčiais. Tai gali sukelti patys radijo elementai arba trukdžiai, kuriuos užfiksuoja aplinkinė erdvė. Pavyzdžiui, rezistorius „kelia triukšmą“ labai gerai. Tai reiškia, kad signalo „apšiaušimas“ yra sinusoido ir triukšmo suma.

Geltonojo signalo amplitudė sumažėjo ir net geltono signalo grafikas pasislenka į kairę, tai yra lenkia raudoną arba moksline kalba atrodo. fazės poslinkis. Tai fazė, kuri yra priekyje, o ne pats signalas. Jei pats signalas būtų priekyje, tada rezistoriaus signalas atsirastų anksčiau nei signalas, perduodamas jam per kondensatorių. Rezultatas būtų kažkokia kelionė laiku :-), kas, žinoma, neįmanoma.

Fazės poslinkis- Tai skirtumas tarp dviejų išmatuotų dydžių pradinių fazių. Šiuo atveju įtampa. Norint išmatuoti fazės poslinkį, turi būti sąlyga, kad šie signalai tas pats dažnis. Amplitudė gali būti bet kokia. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas pats fazės poslinkis arba, kaip jis dar vadinamas, fazių skirtumas:

Padidinkime generatoriaus dažnį iki 500 hercų

Rezistorius jau gavo 560 milivoltų. Fazių poslinkis mažėja.

Padidiname dažnį iki 1 kiloherco

Išėjime jau turime 1 voltą.

Nustatykite dažnį iki 5 kilohercų

Amplitudė yra 1,84 volto, o fazės poslinkis yra aiškiai mažesnis

Padidinkite iki 10 kilohercų

Amplitudė yra beveik tokia pati kaip įėjimo. Fazės poslinkis yra mažiau pastebimas.

Mes nustatėme 100 kilohercų:

Fazių poslinkio beveik nėra. Amplitudė yra beveik tokia pati kaip įėjimo, tai yra, 2 voltai.

Iš čia darome gilias išvadas:

Kuo didesnis dažnis, tuo mažesnė kondensatoriaus varža kintamajai srovei. Fazių poslinkis mažėja didėjant dažniui iki beveik nulio. Esant be galo žemiems dažniams jo dydis yra 90 laipsnių arbaπ/2 .

Jei nubraižysite grafiko atkarpą, gausite kažką panašaus į tai:

Įtampą nubraižiau vertikaliai, o dažnį – horizontaliai.

Taigi, mes sužinojome, kad kondensatoriaus varža priklauso nuo dažnio. Bet ar tai priklauso tik nuo dažnio? Paimkime kondensatorių, kurio talpa yra 0,1 mikrofarado, tai yra, nominali vertė 10 kartų mažesnė už ankstesnį, ir vėl paleiskime tais pačiais dažniais.

Pažiūrėkime ir išanalizuokime vertes:

Atsargiai palyginkite geltonojo signalo amplitudės reikšmes tuo pačiu dažniu, bet su skirtingomis kondensatoriaus vertėmis. Pavyzdžiui, esant 100 hercų dažniui ir 1 μF kondensatoriaus reikšmei, geltonojo signalo amplitudė buvo 136 milivoltai, o tuo pačiu dažniu geltonojo signalo amplitudė, bet su 0,1 μF kondensatoriumi, jau buvo 101 milivoltas (realiai dar mažiau dėl trukdžių). Esant 500 hercų dažniui – atitinkamai 560 milivoltų ir 106 milivoltų, 1 kilohercų dažniu – 1 voltu ir 136 milivoltais ir pan.

Iš čia daroma išvada: Sumažėjus kondensatoriaus vertei, jo varža didėja.

Naudodami fizikines ir matematines transformacijas, fizikai ir matematikai išvedė kondensatoriaus varžos apskaičiavimo formulę. Prašau mylėti ir gerbti:

kur, X C yra kondensatoriaus varža, Ohm

P - pastovus ir lygus apytiksliai 3,14

F– dažnis, matuojamas hercais

SU– talpa, matuojama faradais

Taigi, šios formulės dažnį nustatykite į nulį hercų. Nulinio hercų dažnis yra nuolatinė srovė. Kas nutiks? 1/0 = begalybė arba labai didelis atsparumas. Trumpai tariant, nutrūko grandinė.

Išvada

Žvelgiant į ateitį, galiu pasakyti, kad šiame eksperimente mes gavome (aukštųjų dažnių filtrą). Panaudojus paprastą kondensatorių ir rezistorių bei uždėjus tokį filtrą garsiakalbiui kur nors garso aparatūroje, garsiakalbyje girdėsime tik girgždančius aukštus tonus. Bet žemųjų dažnių dažnį toks filtras prislopins. Kondensatoriaus varžos priklausomybė nuo dažnio labai plačiai taikoma radijo elektronikoje, ypač įvairiuose filtruose, kur reikia nuslopinti vieną dažnį ir praleisti kitą.

Kalbėta apie elektrolitinius kondensatorius. Jie daugiausia naudojami nuolatinės srovės grandinėse, kaip filtrų bakai lygintuvuose. Be to, jūs negalite išsiversti be jų atsiedami tranzistorių kaskadų, stabilizatorių ir tranzistorių filtrų maitinimo grandines. Tuo pačiu metu, kaip buvo pasakyta straipsnyje, jie nepraleidžia nuolatinės srovės ir visai nenori dirbti su kintamąja srove.

Kintamosios srovės grandinėms yra nepolinių kondensatorių, kurių daugybė tipų rodo, kad darbo sąlygos yra labai įvairios. Tais atvejais, kai reikalingas didelis parametrų stabilumas ir pakankamai didelis dažnis, naudojami oro ir keraminiai kondensatoriai.

Tokių kondensatorių parametrams keliami didesni reikalavimai. Visų pirma, tai yra didelis tikslumas (maža tolerancija), taip pat nereikšmingas TKE talpos temperatūros koeficientas. Paprastai tokie kondensatoriai dedami į radijo ryšio įrangos priėmimo ir perdavimo virpesių grandines.

Jei dažnis yra žemas, pavyzdžiui, apšvietimo tinklo dažnis arba garso diapazono dažnis, tada visiškai įmanoma naudoti popierinius ir metalo-popieriaus kondensatorius.

Kondensatoriai su popieriniu dielektriku turi pamušalus iš plonos metalinės folijos, dažniausiai aliuminio. Plokščių storis svyruoja nuo 5...10 µm, tai priklauso nuo kondensatoriaus konstrukcijos. Tarp plokščių yra dielektrikas, pagamintas iš kondensatoriaus popieriaus, impregnuoto izoliacine kompozicija.

Siekiant padidinti kondensatoriaus darbinę įtampą, popierių galima kloti keliais sluoksniais. Visa ši pakuotė suvyniojama kaip kilimas ir dedama į apvalų arba stačiakampį korpusą. Šiuo atveju, žinoma, iš plokščių daromos išvados, tačiau tokio kondensatoriaus korpusas nėra prijungtas prie nieko.

Popieriniai kondensatoriai naudojami žemo dažnio grandinėse esant aukštai darbinei įtampai ir didelėms srovėms. Viena iš tokių labai paplitusių programų yra trifazio variklio prijungimas prie vienfazio tinklo.

Metalo-popieriaus kondensatoriuose plokščių vaidmenį atlieka plonas metalo sluoksnis, tas pats aliuminis, purškiamas vakuume ant kondensatoriaus popieriaus. Kondensatorių konstrukcija yra tokia pati kaip popierinių, nors matmenys yra daug mažesni. Abiejų tipų taikymo sritis yra maždaug tokia pati: nuolatinės, pulsuojančios ir kintamosios srovės grandinės.

Popieriaus ir metalo-popieriaus kondensatorių konstrukcija, be talpos, taip pat suteikia šiems kondensatoriams reikšmingą induktyvumą. Tai lemia tai, kad tam tikru dažniu popierinis kondensatorius virsta rezonansine svyruojančia grandine. Todėl tokie kondensatoriai naudojami tik ne didesniais kaip 1 MHz dažniais. 1 paveiksle pavaizduoti SSRS pagaminti popieriniai ir metalo-popieriaus kondensatoriai.

1 paveikslas.

Antikvariniai metalo-popieriaus kondensatoriai turėjo savybę savaime išgydyti po gedimo. Tai buvo MBG ir MBGCh tipų kondensatoriai, tačiau dabar juos pakeitė kondensatoriai su K10 arba K73 tipų keraminiu arba organiniu dielektriku.

Kai kuriais atvejais, pavyzdžiui, analoginiuose saugojimo įrenginiuose ar kitaip, mėginių ėmimo ir laikymo įrenginiuose (SSD), kondensatoriams keliami specialūs reikalavimai, ypač maža nuotėkio srovė. Tada į pagalbą ateina kondensatoriai, kurių dielektrikai pagaminti iš didelio atsparumo medžiagų. Visų pirma, tai yra fluoroplastiniai, polistireno ir polipropileno kondensatoriai. Žėručio, keramikos ir polikarbonato kondensatoriai turi šiek tiek mažesnę izoliacijos varžą.

Tie patys kondensatoriai naudojami impulsinėse grandinėse, kai reikalingas didelis stabilumas. Pirmiausia įvairių laiko vėlavimų, tam tikros trukmės impulsų formavimui, taip pat įvairių generatorių veikimo dažniams nustatyti.

Kad grandinės laiko parametrai būtų dar stabilesni, kai kuriais atvejais rekomenduojama naudoti aukštesnės darbinės įtampos kondensatorius: nėra nieko blogo, jei į grandinę su įtampa montuosite 400 ar net 630 V darbinės įtampos kondensatorių. 12V. Toks kondensatorius, žinoma, užims daugiau vietos, tačiau padidės ir visos grandinės stabilumas.

Kondensatorių elektrinė talpa matuojama Faradais F (F), tačiau ši vertė yra labai didelė. Pakanka pasakyti, kad Žemės talpa neviršija 1F. Bet kuriuo atveju fizikos vadovėliuose kaip tik taip parašyta. 1 Farad yra talpa, kuriai esant 1 kulono įkrovimui q potencialų skirtumas (įtampa) kondensatoriaus plokštėse yra 1 V.

Iš to, kas ką tik pasakyta, darytina išvada, kad Faradas yra labai didelė reikšmė, todėl praktikoje dažniau naudojami mažesni vienetai: mikrofaradai (μF, μF), nanofaradai (nF, nF) ir pikofaradai (pF, pF). Šios reikšmės gaunamos naudojant kelis ir kelis priešdėlius, kurie parodyti 2 paveiksle esančioje lentelėje.

2 pav.

Šiuolaikinės detalės vis mažėja, todėl ne visada galima ant jų uždėti pilną žymėjimą, vis dažniau naudojamos įvairios simbolių sistemos. Visas šias sistemas lentelių pavidalu ir jų paaiškinimus galima rasti internete. Kondensatoriai, skirti montuoti SMD, dažniausiai neturi jokių žymėjimų. Jų parametrus galima perskaityti ant pakuotės.

Norint išsiaiškinti, kaip kondensatoriai elgiasi kintamosios srovės grandinėse, siūloma atlikti keletą nesudėtingų eksperimentų. Tuo pačiu metu nėra jokių specialių reikalavimų kondensatoriams. Gana tinkami dažniausiai naudojami popieriniai arba metalo-popieriaus kondensatoriai.

Kondensatoriai veda kintamąją srovę

Norėdami tai pamatyti savo akimis, pakanka surinkti paprastą grandinę, parodytą 3 paveiksle.

3 pav.

Pirmiausia turite įjungti lempą per lygiagrečiai prijungtus kondensatorius C1 ir C2. Lempa šviečia, bet ne itin ryškiai. Jei dabar pridėsime dar vieną kondensatorių C3, lempos švytėjimas pastebimai padidės, o tai rodo, kad kondensatoriai priešinasi kintamos srovės pratekėjimui. Be to, lygiagretusis ryšys, t.y. Padidinus talpą, šis pasipriešinimas sumažėja.

Taigi išvada: kuo didesnė talpa, tuo mažesnė kondensatoriaus varža kintamos srovės praėjimui. Ši varža vadinama talpine ir formulėse žymima kaip Xc. Xc taip pat priklauso nuo srovės dažnio; kuo jis didesnis, tuo Xc mažesnis. Tai bus aptarta šiek tiek vėliau.

Kitas eksperimentas gali būti atliktas naudojant elektros skaitiklį, prieš tai atjungus visus vartotojus. Norėdami tai padaryti, turite lygiagrečiai prijungti tris 1 µF kondensatorius ir tiesiog įjungti juos į elektros lizdą. Žinoma, reikia būti ypač atsargiems arba net prilituoti prie kondensatorių standartinį kištuką. Kondensatorių darbinė įtampa turi būti ne mažesnė kaip 400 V.

Po šio prijungimo pakanka tiesiog stebėti skaitiklį, kad įsitikintumėte, ar jis yra vietoje, nors pagal skaičiavimus toks kondensatorius savo varža prilygsta maždaug 50 W galios kaitrinei lempai. Kyla klausimas, kodėl skaitiklis nesisuka? Tai taip pat bus aptarta kitame straipsnyje.

Išsami informacija 2017 m. balandžio 16 d

Ponai, šiandieniniame straipsnyje norėčiau apsvarstyti tokį įdomų klausimą kaip AC kondensatorius. Ši tema yra labai svarbi elektros energijai, nes praktiškai kondensatoriai yra visur kintamosios srovės grandinėse, todėl labai naudinga aiškiai suprasti dėsnius, pagal kuriuos šiuo atveju keičiasi signalai. Mes apsvarstysime šiuos dėsnius šiandien, o pabaigoje išspręsime vieną praktinę srovės nustatymo per kondensatorių problemą.

Ponai, dabar mums įdomiausias dalykas yra tai, kaip kondensatoriaus įtampa ir srovė per kondensatorių yra tarpusavyje susijusios tuo atveju, kai kondensatorius yra kintamo signalo grandinėje.

Kodėl iš karto kintama? Taip, tiesiog todėl, kad kondensatorius yra grandinėje nuolatinė srovė nepastebimas. Srovė per ją teka tik pirmą akimirką, kol kondensatorius išsikrauna. Tada kondensatorius įkraunamas ir viskas, nėra srovės (taip taip, girdžiu jau pradėjo šaukti, kad kondensatoriaus įkrovimas teoriškai trunka be galo ilgai, o jis gali turėti ir atsparumą nuotėkiui, bet dabar mes to nepaisome). Įkrautas kondensatorius nuolatinis srovė - Kaip tai atvira grandinė. Kada turėsime galimybę kintamasis srovė - čia viskas daug įdomiau. Pasirodo, šiuo atveju srovė gali tekėti per kondensatorių, o kondensatorius šiuo atveju yra tarsi lygiavertis rezistorius su tam tikru tiksliai apibrėžtu pasipriešinimu (jei kol kas pamiršite apie visokius fazių poslinkius, plačiau apie tai žemiau). Turime kažkaip gauti ryšį tarp srovės ir įtampos kondensatoriuje.

Kol kas manysime, kad kintamosios srovės grandinėje yra tik kondensatorius ir viskas. Be jokių kitų komponentų, tokių kaip rezistoriai ar induktoriai. Priminsiu, kad tuo atveju, kai grandinėje turime tik rezistorius, tokia problema išspręsta labai paprastai: srovė ir įtampa yra tarpusavyje sujungtos pagal Ohmo dėsnį. Apie tai kalbėjome ne kartą. Ten viskas labai paprasta: padalinkite įtampą iš varžos ir gaukite srovę. Bet kaip su kondensatoriumi? Galų gale, kondensatorius nėra rezistorius. Ten vykstančių procesų fizika visiškai kitokia, todėl tiesiog taip sujungti srovę ir įtampą neįmanoma. Nepaisant to, tai turi būti padaryta, todėl pabandykime pagrįsti.

Pirmiausia grįžkime atgal. Toli atgal. Netgi labai toli. Į patį pirmąjį mano straipsnį šioje svetainėje. Senoliai gali prisiminti, kad tai buvo straipsnis apie dabartinę jėgą. Šiame pačiame straipsnyje buvo viena įdomi išraiška, jungianti srovės stiprumą ir krūvį, tekantį per laidininko skerspjūvį. Tai pati išraiška

Kas nors gali ginčytis, kad tame straipsnyje apie esamą stiprumą įrašas buvo baigtas Δq Ir Δt- kai kurie labai nedideli krūvio kiekiai ir laikas, per kurį šis krūvis praeina per laidininko skerspjūvį. Tačiau čia mes naudosime žymėjimą via dq Ir dt- per diferencialus. Tokio atstovavimo mums prireiks vėliau. Jei nesigilinsite į matano dykumą, tada iš esmės dq Ir dtčia nėra jokio ypatingo skirtumo Δq Ir Δt. Žinoma, žmonės, išmanantys aukštąją matematiką, gali ginčytis su šiuo teiginiu, bet šiuo metu nenoriu susikoncentruoti ties šiais dalykais.

Taigi, mes prisiminėme srovės stiprumo išraišką. Dabar prisiminkime, kaip kondensatoriaus talpa yra susijusi viena su kita SU, mokestis q, kurią sukaupė savyje, ir įtampa U ant kondensatoriaus, kuris buvo suformuotas šiuo atveju. Na, mes prisimename, kad jei kondensatorius sukaupė tam tikrą įkrovą, jo plokštėse neišvengiamai atsiras įtampa. Apie visa tai taip pat kalbėjome anksčiau, šiame straipsnyje. Mums reikės šios formulės, kuri tik sujungia įkrovą su įtampa

Išreikškime kondensatoriaus įkrovą pagal šią formulę:

Ir dabar yra labai didelė pagunda šią kondensatoriaus įkrovimo išraišką pakeisti ankstesne srovės stiprumo formule. Pažiūrėkite atidžiau – tada srovės stiprumas, kondensatoriaus talpa ir kondensatoriaus įtampa bus tarpusavyje sujungti! Nedelsdami atlikime šį pakeitimą:

Mūsų talpa yra kiekis pastovus. Tai nulemta tik paties kondensatoriaus, jo vidinė struktūra, dielektrinis tipas ir visa kita. Apie visa tai išsamiai kalbėjome viename iš ankstesnių straipsnių. Todėl talpa SU kondensatorius, nes jis yra pastovus, gali būti saugiai paimtas kaip diferencialo ženklas (tai yra darbo su tais pačiais diferencialais taisyklės). Bet su įtampa U Jūs negalite to padaryti! Kondensatoriaus įtampa laikui bėgant keisis. Kodėl tai vyksta? Atsakymas elementarus: srovei tekant per kondensatoriaus plokštes, akivaizdu, kad įkrova pasikeis. O įkrovos pasikeitimas tikrai pakeis kondensatoriaus įtampą. Todėl įtampa gali būti laikoma tam tikra laiko funkcija ir negali būti pašalinta iš po diferencialo. Taigi, atlikę aukščiau nurodytas transformacijas, gauname tokį įrašą:

Ponai, skubu jus pasveikinti – ką tik gavome labai naudingą posakį, susijusį su kondensatoriaus įtampa ir juo tekančia srove. Taigi, jei žinome įtampos kitimo dėsnį, galime nesunkiai rasti srovės pasikeitimo per kondensatorių dėsnį, tiesiog suradę išvestinę.

Bet kaip su priešingu atveju? Tarkime, žinome srovės per kondensatorių kitimo dėsnį ir norime rasti įtampos kitimo dėsnį. Matematiką išmanantys skaitytojai tikriausiai jau atspėjo, kad šiam uždaviniui išspręsti pakanka tiesiog integruoti aukščiau parašytą posakį. Tai yra, rezultatas atrodys maždaug taip:

Tiesą sakant, abi šios išraiškos yra apie tą patį. Tiesiog pirmasis naudojamas tuo atveju, kai žinome kondensatoriaus įtampos kitimo dėsnį ir norime rasti srovės per jį kitimo dėsnį, o antrasis, kai žinome, kaip srovė keičiasi per kondensatorių. ir norime rasti įtampos kitimo dėsnį. Kad geriau prisiminčiau visą šį reikalą, ponai, parengiau jums aiškinamąjį paveikslėlį. Tai parodyta 1 paveiksle.

1 paveikslas – aiškinamasis paveikslas

Iš esmės išvados pateikiamos sutrumpinta forma, kurią būtų gerai prisiminti.

Ponai, atkreipkite dėmesį - gautos išraiškos galioja bet kuriam srovės ir įtampos kitimo dėsniui. Neturi būti sinuso, kosinuso, meandro ar dar ko nors. Jei turite kokį nors visiškai savavališką, net visiškai laukinį, neaprašytą jokioje literatūroje, įtampos kitimo dėsnį U(t), tiekiamas į kondensatorių, jūs, jį diferencijuodami, galite nustatyti srovės per kondensatorių kitimo dėsnį. Ir panašiai, jei žinote srovės pasikeitimo per kondensatorių dėsnį aš(t) tada, radę integralą, galite sužinoti, kaip pasikeis įtampa.

Taigi, mes išsiaiškinome, kaip tarpusavyje sujungti srovę ir įtampą absoliučiai bet kokiam, net ir pačiam beprotiškiausiam jų keitimo variantui. Tačiau kai kurie ypatingi atvejai yra ne mažiau įdomūs. Pavyzdžiui, atvejis su žmogumi, kuris jau mus visus įsimylėjo sinusoidinis srovė Spręskime tai dabar.

Tegul įtampa per talpos kondensatorių C kinta pagal sinuso dėsnį tokiu būdu

Kiek anksčiau išsamiai aptarėme, koks fizinis dydis yra už kiekvienos šios išraiškos raidės. Kaip šiuo atveju pasikeis dabartinė? Pasinaudodami jau įgytomis žiniomis, tiesiog kvailai pakeiskime šią išraišką į bendrą formulę ir suraskime išvestinę

Arba galite parašyti taip

Ponai, noriu jums priminti, kad vienintelis skirtumas tarp sinuso ir kosinuso yra tas, kad vieno fazė kito atžvilgiu pasislenka 90 laipsnių. Na, arba, matematine kalba, tada . Neaišku, iš kur kilo ši išraiška? „Google“ tai redukcijos formules. Tai naudingas dalykas, nepakenktų žinoti. Dar geriau, jei esate susipažinę su trigonometrinis ratas, visa tai jame galima labai aiškiai matyti.

Ponai, iš karto atkreipsiu dėmesį į vieną dalyką. Savo straipsniuose nekalbėsiu apie išvestinių ir integralų paėmimo taisykles. Tikiuosi, kad bent bendrą supratimą apie šiuos dalykus. Tačiau net jei ir nežinote, kaip tai padaryti, pasistengsiu medžiagą pateikti taip, kad dalykų esmė būtų aiški ir be šių tarpinių skaičiavimų. Taigi, dabar gavome svarbią išvadą – jei kondensatoriaus įtampa pasikeis pagal sinuso dėsnį, tai srovė per jį keisis pagal kosinuso dėsnį. Tai reiškia, kad kondensatoriaus srovė ir įtampa fazėje pasislenka 90 laipsnių kampu. Be to, palyginti nesunkiai galime rasti srovės amplitudės reikšmę (tai veiksniai, kurie atsiranda prieš sinusą). Na, tai yra ta viršūnė, tas maksimumas, kurį pasiekia srovė. Kaip matote, tai priklauso nuo pajėgumų C kondensatorius, jam taikomos įtampos amplitudė U m ir dažniai ω . Tai yra, kuo didesnė įtampa, tuo didesnė kondensatoriaus talpa ir kuo didesnis įtampos kitimo dažnis, tuo didesnė srovės amplitudė per kondensatorių. Sukurkime grafiką, kuriame viename lauke pavaizduota srovė per kondensatorių ir įtampa per kondensatorių. Dar be konkrečių skaičių parodysime tik personažo kokybę. Šis grafikas pateiktas 2 paveiksle (paveikslėlį galima spustelėti).

2 pav. Srovė per kondensatorių ir įtampa per kondensatorių

2 paveiksle mėlynas grafikas yra sinusinė srovė, einanti per kondensatorių, o raudona diagrama yra sinusinė įtampa per kondensatorių. Iš šio paveikslo labai aiškiai matoma, kad srovė yra prieš įtampą (yra srovės sinusoidės smailės į kairę atitinkamos įtampos sinusoidės smailės, tai yra, jos ateina anksčiau).

Dabar atlikime darbą atvirkščiai. Leiskite mums žinoti dabartinių pokyčių dėsnį aš (t) per kondensatorių su talpa C. Ir tegul šis dėsnis taip pat yra sinusinis

Nustatykime, kaip šiuo atveju pasikeis kondensatoriaus įtampa. Naudokime savo bendrąją formulę su integralu:

Pagal absoliučią analogiją su jau parašytais skaičiavimais, įtampa gali būti pavaizduota tokiu būdu

Čia mes vėl panaudojome įdomią informaciją iš trigonometrijos . Ir vėl redukcijos formules jie ateis jums į pagalbą, jei neaišku, kodėl taip atsitiko.

Kokią išvadą galime padaryti iš šių skaičiavimų? Ir išvada vis dar tokia pati, kaip ir jau padaryta: srovė per kondensatorių ir kondensatoriaus įtampa faze pasislenka vienas kito atžvilgiu 90 laipsnių. Be to, jie perkeliami dėl priežasties. Dabartinė priekyjeĮtampa. Kodėl taip yra? Kokia šio proceso fizika? Išsiaiškinkime.

Įsivaizduokime tai neapmokestintas Kondensatorių prijungėme prie įtampos šaltinio. Pirmą akimirką kondensatoriuje iš viso nėra įkrovimų: jis išsikrovęs. O kadangi nėra įkrovimų, tai nėra ir įtampos. Bet yra srovė, ji pasirodo iškart, kai kondensatorius prijungiamas prie šaltinio. Ar pastebite, ponai? Įtampos dar nėra (nespėjo pakelti), bet srovė jau yra. Be to, šiuo prijungimo momentu srovė grandinėje yra maksimali (išsikrovęs kondensatorius iš esmės prilygsta trumpajam jungimui grandinėje). Tiek apie atsilikimą tarp įtampos ir srovės. Srovei tekant, kondensatoriaus plokštelėse pradeda kauptis įkrovimas, tai yra, įtampa pradeda didėti, o srovė palaipsniui mažėja. Ir po kurio laiko ant plokštelių susikaups tiek krūvio, kad kondensatoriaus įtampa bus lygi šaltinio įtampai ir srovė grandinėje visiškai sustos.

Dabar gaukime šį apmokestintas Atjungiame kondensatorių nuo šaltinio ir trumpai sujungiame. Ką mes gausime? Bet praktiškai tas pats. Pirmą akimirką srovė bus maksimali, o įtampa ant kondensatoriaus išliks tokia pati, kokia buvo be pokyčių. Tai yra, srovė vėl yra priekyje, o įtampa keičiasi po jos. Srovei tekant, įtampa palaipsniui pradės mažėti, o kai srovė visiškai sustos, ji taip pat taps lygi nuliui.

Norėdami geriau suprasti vykstančių procesų fiziką, galite dar kartą naudoti santechnikos analogija. Įsivaizduokime, kad įkrautas kondensatorius – tai bakas, pilnas vandens. Šio bako apačioje yra čiaupas, per kurį galima išleisti vandenį. Atidarykime šį čiaupą. Vos atidarius, tuoj pat tekės vanduo. Ir slėgis bake palaipsniui mažės, kai vanduo ištekės. Tai yra, grubiai tariant, vandens srovelė iš maišytuvo viršija slėgio pokyčius, lygiai taip pat, kaip srovė kondensatoriuje viršija įtampos pokyčius.

Panašūs samprotavimai gali būti atliekami sinusoidiniam signalui, kai srovė ir įtampa kinta pagal sinuso dėsnį, ir iš tikrųjų bet kuriam signalui. Esmė, tikiuosi, aiški.

Turėkime šiek tiek praktinis skaičiavimas kintamoji srovė per kondensatorių ir nubraižyti grafikus.

Turėkime sinusinės įtampos šaltinį, efektyvioji vertė yra 220 V, ir dažnis 50 Hz. Na, tai yra, viskas lygiai taip pat, kaip ir mūsų lizduose. Kondensatorius, kurio talpa 1 µF. Pavyzdžiui, plėvelės kondensatorius K73-17, skirtas maksimaliai 400 V įtampai (o žemesnės įtampos kondensatoriai niekada neturėtų būti jungiami prie 220 V tinklo), yra 1 μF talpos. Kad suprastumėte, su kuo susiduriame, 3 paveiksle įdėjau šio gyvūno nuotrauką (ačiū Deimantui už nuotrauką)

3 paveikslas – ieškoma srovės per šį kondensatorių

Būtina nustatyti, kokia srovės amplitudė tekės per šį kondensatorių, ir sudaryti srovės bei įtampos grafikus.

Pirmiausia turime užrašyti įtampos kitimo išleidimo angoje dėsnį. Jei prisimeni, amplitudėįtampos vertė šiuo atveju yra apie 311 V. Kodėl taip yra, iš kur ji atsirado ir kaip užrašyti įtampos kitimo lizde dėsnį, galima perskaityti šiame straipsnyje. Iš karto pateiksime rezultatą. Taigi, įtampa lizde keisis pagal įstatymą

Dabar galime naudoti anksčiau gautą formulę, kuri susies įtampą išleidimo angoje su srove per kondensatorių. Rezultatas atrodys taip

Į bendrąją formulę tiesiog pakeitėme sąlygoje nurodytą kondensatoriaus talpą, įtampos amplitudės reikšmę ir tinklo įtampos apskritą dažnį. Dėl to, padauginus visus veiksnius, gauname tokį srovės pokyčio dėsnį:

Tai tiek, ponai. Pasirodo, srovės amplitudė per kondensatorių yra šiek tiek mažesnė nei 100 mA. Ar tai daug ar mažai? Klausimo negalima pavadinti teisingu. Pagal pramoninės įrangos standartus, kur atsiranda šimtai amperų srovės, tai yra labai mažai. Ir buitinei technikai, kur neretas dešimtys amperų – taip pat. Tačiau net ir tokia srovė žmogui kelia didelį pavojų! Iš to išplaukia, kad neturėtumėte griebti tokio kondensatoriaus, prijungto prie 220 V tinklo. Tačiau šiuo principu galima gaminti vadinamuosius maitinimo šaltinius su gesinimo kondensatoriumi. Na, tai atskiro straipsnio tema ir čia jos neliesime.

Visa tai gerai, bet mes beveik pamiršome apie grafikus, kuriuos turime sukurti. Turime tai skubiai sutvarkyti! Taigi, jie pateikti 4 ir 5 paveiksluose. 4 paveiksle galite stebėti įtampos grafiką lizde, o 5 paveiksle - srovės kitimo per kondensatorių, prijungtą prie tokio lizdo, dėsnį.

4 pav. Išėjimo įtampos grafikas

5 pav. Srovės per kondensatorių grafikas

Kaip matome iš šių paveikslėlių, srovė ir įtampa pasislenka 90 laipsnių, kaip ir turėtų būti. Ir galbūt skaitytojas turi idėją – jei srovė teka per kondensatorių ir jame nukrenta kažkiek įtampa, greičiausiai per jį taip pat turėtų būti išleista tam tikra galia. Tačiau skubu jus įspėti - dėl kondensatoriaus padėtis yra absoliuti ne šitaip. Jei laikysime idealų kondensatorių, tada jokia galia nebus išleista net tada, kai srovė teka ir įtampa krinta. Kodėl? Kaip tai? Apie tai - būsimuose straipsniuose. Tai viskas siandienai. Ačiū, kad skaitėte, sėkmės ir iki kito karto!

Prisijunk prie mūsų

Apie kondensatorius daug rašyta, ar verta prie jau egzistuojančių milijonų pridėti dar porą tūkstančių žodžių? Aš pridėsiu! Tikiu, kad mano pristatymas bus naudingas. Juk tai bus daroma atsižvelgiant į.

Kas yra elektrinis kondensatorius

Kalbant rusiškai, kondensatorius gali būti vadinamas „saugojimo įrenginiu“. Taip dar aiškiau. Be to, būtent taip šis pavadinimas yra išverstas į mūsų kalbą. Stiklas taip pat gali būti vadinamas kondensatoriumi. Tik ji kaupia skystį savyje. Arba krepšys. Taip, krepšys. Pasirodo, tai taip pat saugojimo įrenginys. Jis kaupia viską, ką mes ten dedame. Ką su tuo turi elektrinis kondensatorius? Tai tas pats, kas stiklas ar maišelis, bet tik kaupia elektros krūvį.

Įsivaizduokite vaizdą: elektros srovė praeina per grandinę, jos kelyje susitinka rezistoriai ir laidininkai ir, bam, atsiranda kondensatorius (stiklas). Kas nutiks? Kaip žinote, srovė yra elektronų srautas, o kiekvienas elektronas turi elektros krūvį. Taigi, kai kas nors sako, kad srovė teka per grandinę, įsivaizduojate, kad per grandinę teka milijonai elektronų. Būtent tie patys elektronai, kai jų kelyje atsiranda kondensatorius, kaupiasi. Kuo daugiau elektronų įdėsime į kondensatorių, tuo didesnis bus jo krūvis.

Kyla klausimas: kiek elektronų tokiu būdu galima sukaupti, kiek tilps į kondensatorių ir kada jo „užteks“? Išsiaiškinkime. Labai dažnai, norint supaprastinti paprastų elektros procesų paaiškinimą, naudojamas palyginimas su vandeniu ir vamzdžiais. Naudokimės ir šiuo metodu.

Įsivaizduokite vamzdį, kuriuo teka vanduo. Viename vamzdžio gale yra siurblys, kuris jėga pumpuoja vandenį į šį vamzdį. Tada mintyse uždėkite guminę membraną per vamzdį. Kas nutiks? Membrana pradės tempti ir deformuotis, veikiama vandens slėgio vamzdyje (slėgis sukuriamas siurblio). Ji ištemps, ištemps, ištemps ir galiausiai membranos tamprumo jėga arba subalansuos siurblio jėgą ir vandens srautas sustos, arba membrana nutrūks (jei tai neaišku, įsivaizduokite balioną, kuris sprogs, jei per daug pumpuojamas)! Tas pats vyksta elektriniuose kondensatoriuose. Tik ten vietoj membranos naudojamas elektrinis laukas, kuris didėja įkraunant kondensatorių ir palaipsniui balansuoja maitinimo šaltinio įtampą.

Taigi, kondensatorius turi tam tikrą ribinį krūvį, kurį jis gali kaupti ir kurį viršijus jis atsiras dielektrinis gedimas kondensatoriuje jis suges ir nustos būti kondensatoriumi. Tikriausiai laikas papasakoti, kaip veikia kondensatorius.

Kaip veikia elektrinis kondensatorius?

Mokykloje jums buvo pasakyta, kad kondensatorius yra daiktas, susidedantis iš dviejų plokščių ir tuštumos tarp jų. Šios plokštės buvo vadinamos kondensatorių plokštėmis ir prie jų buvo prijungti laidai, kad būtų tiekiama įtampa kondensatoriui. Taigi šiuolaikiniai kondensatoriai nelabai skiriasi. Jie visi taip pat turi plokštes, o tarp plokščių yra dielektrikas. Dėl dielektriko pagerėjo kondensatoriaus charakteristikos. Pavyzdžiui, jo talpa.

Šiuolaikiniuose kondensatoriuose naudojami įvairių tipų dielektrikai (daugiau apie tai žemiau), kurie įtaisomi tarp kondensatoriaus plokščių pačiais sudėtingiausiais būdais, kad būtų pasiektos tam tikros charakteristikos.

Veikimo principas

Bendras veikimo principas gana paprastas: įjungiama įtampa ir kaupiamas krūvis. Dabar vykstantys fiziniai procesai neturėtų jūsų labai domėtis, bet jei norite, apie tai galite pasiskaityti bet kurioje fizikos knygoje elektrostatikos skyriuje.

Kondensatorius nuolatinės srovės grandinėje

Jeigu savo kondensatorių įstatysime į elektros grandinę (pav. žemiau), su juo nuosekliai pajungsime ampermetrą ir į grandinę pajungsime nuolatinę srovę, ampermetro adatėlė trumpam sutrūkčios, o tada užšals ir parodys 0A – grandinėje nėra srovės. Kas nutiko?

Darysime prielaidą, kad prieš įvedant srovę į grandinę, kondensatorius buvo tuščias (išsikrovęs), o įjungus srovę pradėjo labai greitai krauti, o kai buvo įkrautas (elektrinis laukas tarp kondensatoriaus plokščių subalansavo maitinimo šaltinį ), tada srovė sustojo (čia yra kondensatoriaus įkrovimo grafikas).

Štai kodėl jie sako, kad kondensatorius nepraleidžia nuolatinės srovės. Tiesą sakant, jis praeina, bet labai trumpam laikui, kurį galima apskaičiuoti pagal formulę t = 3*R*C (kondensatoriaus įkrovimo laikas iki 95% vardinio tūrio. R yra grandinės varža, C yra kondensatoriaus talpa) Taip kondensatorius elgiasi nuolatinės srovės grandinėje Kintamoje grandinėje jis elgiasi visiškai kitaip!

Kondensatorius kintamosios srovės grandinėje

Kas yra kintamoji srovė? Tai yra tada, kai elektronai „bėga“ pirmiausia ten, tada atgal. Tie. jų judėjimo kryptis visą laiką keičiasi. Tada, jei kintamoji srovė eina per grandinę su kondensatoriumi, kiekvienoje jo plokštėje susikaups „+“ arba „-“ įkrova. Tie. kintamosios srovės srovė iš tikrųjų tekės. Tai reiškia, kad kintamoji srovė „nekliudomai“ teka per kondensatorių.

Visas šis procesas gali būti modeliuojamas naudojant hidraulinių analogijų metodą. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas kintamosios srovės grandinės analogas. Stūmoklis stumia skystį pirmyn ir atgal. Dėl to sparnuotė sukasi pirmyn ir atgal. Pasirodo, tai kintamasis skysčio srautas (skaitome kintamąją srovę).

Dabar tarp jėgos šaltinio (stūmoklio) ir sparnuotės pastatykime kondensatoriaus medelį membranos pavidalu ir išanalizuokime, kas pasikeis.

Panašu, kad niekas nepasikeis. Lygiai taip pat, kaip skystis atliko svyruojančius judesius, taip ir toliau tai daro, kaip ir sparnuotė dėl to svyravo, taip ir toliau svyruos. Tai reiškia, kad mūsų membrana nėra kliūtis kintamam srautui. Tas pats pasakytina ir apie elektroninį kondensatorių.

Faktas yra tas, kad nors elektronai, einantys grandine, nekerta dielektriko (membranos) tarp kondensatoriaus plokščių, už kondensatoriaus ribų jų judėjimas yra svyruojantis (pirmyn ir atgal), t.y. teka kintamoji srovė. Ech!

Taigi, kondensatorius praeina kintamąją srovę ir blokuoja nuolatinę srovę. Tai labai patogu, kai reikia pašalinti nuolatinės srovės komponentą iš signalo, pavyzdžiui, prie garso stiprintuvo išvesties/įvesties arba kai norite žiūrėti tik į kintamąją signalo dalį (nuolatinės srovės išėjime pulsaciją). įtampos šaltinis).

Kondensatoriaus reaktyvumas

Kondensatorius turi varžą! Iš esmės tai būtų galima daryti iš to, kad nuolatinė srovė per jį nepraeina, tarsi tai būtų labai didelės varžos rezistorius.

Kintamoji srovė yra kitas dalykas - ji praeina, bet patiria kondensatoriaus pasipriešinimą:

f - dažnis, C - kondensatoriaus talpa. Jei atidžiai pažvelgsite į formulę, pamatysite, kad jei srovė yra pastovi, tada f = 0 ir tada (gal atleiskite man karingi matematikai!) X c = begalybė. Ir per kondensatorių nėra nuolatinės srovės.

Tačiau atsparumas kintamajai srovei pasikeis priklausomai nuo jo dažnio ir kondensatoriaus talpos. Kuo didesnis srovės dažnis ir kondensatoriaus talpa, tuo mažiau jis priešinasi šiai srovei ir atvirkščiai. Kuo greičiau keičiasi įtampa
įtampa, kuo didesnė srovė per kondensatorių, tai paaiškina Xc mažėjimą didėjant dažniui.

Beje, dar viena kondensatoriaus savybė yra ta, kad jis neatleidžia energijos ir neįkaista! Todėl kartais jis naudojamas įtampai slopinti ten, kur rezistorius rūkytų. Pavyzdžiui, sumažinti tinklo įtampą nuo 220 V iki 127 V. Ir toliau:

Srovė kondensatoriuje yra proporcinga įtampos, tiekiamos į jo gnybtus, greičiui

Kur naudojami kondensatoriai?

Taip, visur, kur reikalingos jų savybės (nepraleisti nuolatinės srovės, galimybė kaupti elektros energiją ir keisti savo varžą priklausomai nuo dažnio), filtruose, virpesių grandinėse, įtampos daugikliuose ir kt.

Kokių tipų kondensatoriai yra?

Pramonė gamina daugybę skirtingų tipų kondensatorių. Kiekvienas iš jų turi tam tikrų privalumų ir trūkumų. Vieni turi mažą nuotėkio srovę, kiti turi didelę talpą, o kiti turi dar ką nors. Atsižvelgiant į šiuos rodiklius, parenkami kondensatoriai.

Radijo mėgėjai, ypač pradedantieji kaip mes, per daug nesivargina ir lažinasi, ką gali rasti. Nepaisant to, turėtumėte žinoti, kokie pagrindiniai kondensatorių tipai egzistuoja gamtoje.

Paveikslėlyje parodytas labai įprastas kondensatorių atskyrimas. Sudariau pagal savo skonį ir man patinka, nes iš karto aišku ar yra kintamieji kondensatoriai, kokie nuolatiniai kondensatoriai yra ir kokie dielektrikai naudojami bendruose kondensatoriuose. Apskritai viskas, ko reikia radijo mėgėjui.

Jie turi mažą nuotėkio srovę, mažus matmenis, mažą induktyvumą ir gali veikti aukštu dažniu bei nuolatinės srovės, pulsuojančios ir kintamosios srovės grandinėse.

Jie gaminami įvairiausių darbinių įtampų ir galių: nuo 2 iki 20 000 pF ir, priklausomai nuo konstrukcijos, gali atlaikyti iki 30 kV įtampą. Tačiau dažniausiai rasite keraminius kondensatorius, kurių darbinė įtampa yra iki 50 V.

Sąžiningai, aš nežinau, ar jie dabar išleidžiami. Tačiau anksčiau tokiuose kondensatoriuose kaip dielektrikas buvo naudojamas žėrutis. O pats kondensatorius susidėjo iš žėručio plokštelių pakuotės, ant kurių kiekvienos iš abiejų pusių buvo uždėtos plokštės, o tada tokios plokštės buvo surenkamos į „pakuotę“ ir supakuotos į dėklą.

Paprastai jie turėjo nuo kelių tūkstančių iki dešimčių tūkstančių pikoforadų ir veikė nuo 200 V iki 1500 V įtampos.

Popieriniai kondensatoriai

Tokie kondensatoriai turi kondensatorių popierių kaip dielektriką, o aliuminio juosteles kaip plokštes. Ilgos aliuminio folijos juostelės, tarp kurių yra popieriaus juostelė, suvyniojamos ir supakuojamos į korpusą. Tai ir yra triukas.

Tokių kondensatorių talpa svyruoja nuo tūkstančių pikoforadų iki 30 mikroforadų ir gali atlaikyti nuo 160 iki 1500 V įtampą.

Sklando gandai, kad dabar juos vertina audiofilai. Nesistebiu – jie turi ir vienpusius laidinius laidus...

Iš esmės paprasti kondensatoriai su poliesteriu kaip dielektrikas. Talpos diapazonas yra nuo 1 nF iki 15 mF, esant darbinei įtampai nuo 50 V iki 1500 V.

Šio tipo kondensatoriai turi du neginčijamus pranašumus. Pirma, jie gali būti pagaminti su labai mažu, tik 1% nuokrypiu. Taigi, jei rašoma 100 pF, tada jo talpa yra 100 pF +/- 1%. Antra, jų darbinė įtampa gali siekti iki 3 kV (o talpa nuo 100 pF iki 10 mF)

Elektrolitiniai kondensatoriai

Šie kondensatoriai nuo visų kitų skiriasi tuo, kad juos galima prijungti tik prie nuolatinės arba pulsuojančios srovės grandinės. Jie yra poliniai. Jie turi pliusą ir minusą. Taip yra dėl jų dizaino. Ir jei toks kondensatorius bus įjungtas atvirkščiai, jis greičiausiai išsipūs. O prieš tai irgi linksmai, bet nesaugiai sprogo. Yra elektrolitiniai kondensatoriai, pagaminti iš aliuminio ir tantalo.

Aliuminio elektrolitiniai kondensatoriai yra suprojektuoti beveik kaip popieriniai kondensatoriai, vienintelis skirtumas yra tas, kad tokio kondensatoriaus plokštės yra popierinės ir aliuminio juostelės. Popierius impregnuojamas elektrolitu, o ant aliuminio juostelės užtepamas plonas oksido sluoksnis, kuris atlieka dielektriko vaidmenį. Jei tokiam kondensatoriui pritaikysite kintamąją srovę arba pasuksite atgal į išėjimo poliškumą, elektrolitas užvirs ir kondensatorius suges.

Elektrolitiniai kondensatoriai turi gana didelę talpą, todėl, pavyzdžiui, jie dažnai naudojami lygintuvo grandinėse.

Tai turbūt ir viskas. Už kadro liko kondensatoriai su dielektriku, pagaminti iš polikarbonato, polistireno ir tikriausiai daugelio kitų tipų. Bet aš manau, kad tai bus nereikalinga.

Tęsinys...

Antroje dalyje planuoju parodyti tipiškų kondensatorių naudojimo pavyzdžius.