Време за зареждане на кондензатора. Относителна диелектрична константа. Кондензаторно устройство. От какво зависи капацитетът?

Но има и други компоненти, които служат за натрупване електрическа енергия, а именно кондензатора, който ще представим днес, и индуктора, който ще представим по-късно. Тези два компонента образуват група, наречена "реагенти", и когато са идеални, тоест нямат загуби, които могат да се считат за резистивни компоненти, никога не се нагряват. Те натрупват и обменят енергия помежду си.

Помните ли кога зареждаме метално тяло с положителни и отрицателни заряди? И след това ги свързваме с метален прът. Органите бяха разредени чрез циркулиращи електрони от отрицателното към положителното тяло, докато и двете бяха в едно и също електрически потенциал. Вътрешна структураКондензаторът ни напомня за това преживяване. На фиг. 1 можете да видите две метални топки, образуващи елементарен кондензатор.

С помощта на това просто устройствоще установим някои много точни концепции. За да заредим устройството си, можем да държим горната му лента на положителния край на батерията, а клемата й да е под отрицателната. Незабавно електроните циркулират от стека към долната топка и от горната топка към стека.

Тази циркулация е мигновена само когато решетките се поддържат; след известно време циркулацията спира, защото е настъпил баланс на зарядите. Ако можехме да измерим напрежението между два пръта с помощта на безкраен метър вътрешно съпротивление, ще забележим, че металните топки имат потенциална разлика, равен на напрежениетоклетки.

Най-интересното е, че напрежението, при което е зареден елементарният кондензатор, никога не се губи дори след изключване на устройството от батерията. Ако формираният кондензатор е перфектен и измервателният уред има безкрайно съпротивление, той може да измерва същото напрежение през час.

Както знаете от нашата специалност, всеки има представяне чрез диаграма. На фигура 2 можем да наблюдаваме представяне на нашия елементарен кондензатор с много характерна форма, образуваща верига, която ще ни позволи да зареждаме и разреждаме кондензатора. Елементът, който преобразува зарядната верига в разрядна, се нарича инверторен превключвател и има метално фолио, което е във физически контакт с една или друга секция на веригата.

Това е трудна схема за начинаещ; така че нека го обясним подробно. Тези ножове се въртят на двата терминала отляво и последователно свързват горния или долния терминал отдясно. Луис Давила със заглавие „Използване на мултиметър“. Всъщност осцилоскопът ви позволява да наблюдавате как напрежението се променя в кондензатор с течение на времето. Можем да кажем, че това е плътностен плотер, еквивалентен на измерване с брояч всяка секунда и нанасяне на резултата.

Обясняването на процедура с думи е изключително досадно, затова използваме процедура, обобщена в символична форма. Накрая щракнете с левия бутон върху прехвърлянето на батерията и спуснете до работния плот, където искате да намерите батерията. След това отидете на диаграмата, както е посочено в предишния урок.

След сглобяването на веригата или в момента на залепване на всеки компонент, трябва да му зададете стойност. Щракнете два пъти върху избрания компонент и ще се появи диалогов прозорец, както е показано на фигурата. По същия начин щракваме два пъти върху кондензатора и диалоговият прозорец на Фигура 5 ще се появи със захранващите блокове. За да направите това, изберете иконата с цветните ивици и след това отворете графиката под контура. Когато щракнете върху изображението, се появява екран, който ви позволява да изберете мащаби.

Предразполагайки го към следващата рисунка. Желаната графика може да се види на Фигура 7. Всъщност кондензаторът не се разрежда, като винаги остава зареден със стойност, която пада с 38,4% от стойността, имаща 1 µS преди. Този тип крива се нарича експоненциална и винаги се появява, когато реактивен компонент се комбинира с резистивен компонент. В нашата верига за зареждане и разреждане ние използваме двоен превключвател, за да изключим двата извода на нашия кондензатор.

Крива на зареждане на кондензатора

Всъщност както отрицателният извод на батерията, така и долният извод на резистора и долният извод на кондензатора могат да бъдат постоянно свързани към маса, тъй като това е достатъчно да се прекъсне в една точка на веригата, за да спре тока. Точно както кондензаторът се разрежда експоненциално, той също се зарежда експоненциално, когато има резистор между батерията и кондензатора известна стойност. На фиг. 10 може да се наблюдава верига, в която кондензаторът се зарежда от източник от 10 V или се разрежда към земята, когато превключвателят се премести.

Когато превключвателят е повдигнат, кондензаторът се зарежда и напрежението се повишава, когато спада, резисторът е свързан и напрежението е ниско. Тук трябва да обясним две много важни неща за симулацията. Всъщност можете да изберете клавиша, който искате, защото като щракнете двукратно върху клавиша, ще се появи диалогов прозорец, който ще ви попита кой ключ искате да контролирате. Второ, невъзможно е да отворите и затворите ключ за две милионни от секундата. Разбира се, отнемаме секунди между натискане и натискане.

Случва се симулацията да не работи в реално време. Всъщност веригата всъщност не се сглобява, а решава уравнения, но с такава скорост, че да могат да бъдат представени на графика; макар и не в реално време. Симулираното време може да се прочете в долната част на екрана, където пише „време“. Можете ли лесно да обясните защо напрежението се променя експоненциално, когато кондензаторът се разрежда? Трябва да използвате математика, за да докажете това, но е за предпочитане да предвидите мотива, преди да извършите чисто академична демонстрация.

Анализирайки нашия пример, можем да кажем, че когато кондензаторът е зареден при 10 V и към него е свързан резистор от 1 ома, токът, протичащ през резистора, е 10 A и следователно спадът на напрежението през резистора е равен на напрежението на източника. Когато кондензаторът се разрежда през резистор, напрежението е по-малко и следователно всеки път той черпи по-малко ток и тогава има смисъл разреждането на кондензатора да отнема повече време. Например, когато една микросекунда премине напрежение от 3,8 V и само съпротивление от 3,8 A от резистор.

Възможно ли е линейно зареждане на кондензатор? Разбира се, но трябва да се зарежда от източник на постоянен ток, а не източник на постоянно напрежение като батерия. Какво е източник на постоянен ток? Източник на постоянно напрежение е напрежение, чието изходно напрежение не се променя с тока на натоварване. Вместо това източникът постоянен токе всеки източник, който осигурява постоянен изходен ток, независимо от съпротивлението на товара. Например, 1A източник на постоянен ток ще достави този ток или в заряд от 1 ом, или в товар от 10 ома.

Имайте предвид, че когато зареждате кондензатор при постоянен ток, експоненциалната крива се преобразува в права линия, което води до много полезни схеми, които постепенно научаваме. Същият резултат може да се получи, като се използва символът за източник на постоянен ток. Всъщност, ако искате, можете да считате захранването с постоянен ток просто за електронна абстракция, тъй като те не съществуват като реален компонент. Както е показано на фиг. 11, промяната на веригата може да работи с източник на постоянен ток.

Тъй като ученикът може да забележи, че веригите генерират един и същ сигнал през кондензатора и следователно са еквивалентни. В този урок се запознахме с втория най-важен герой в електрониката. Всъщност само го представяме, защото все още не сме обяснили как се прави истински кондензатор.

Дотук нашият кондензатор е две метални топки, разделени от изолатор, който е въздух. Ние никога не уточняваме размера на тези топки, необходими за създаване на 1uF кондензатор като този, който използвахме в обяснението. Този кондензатор трябва да има диаметър от около няколко километра. Но за щастие настоящата индустрия ни предлага решения, малки като цилиндър с диаметър 3 mm на 3 височини.

В следващия урок ще завършим темата, обяснявайки какво е това керамичен кондензатор, полиестер и електролитен кондензатор, като най-напред ще се спрем на последния, тъй като той е един от компонентите с най-високо нивоповреди и за факта, че има особеността да бъде поляризиран компонент.

Ние имаме плосък кондензаторкръгли радиоплочи, разделени на разстояние. Токът протича в кондензатора. Изчислете тока на отклонение вътре в кондензатора. Това електрическо поле зависи от времето и токът на изместване е пропорционален на времевата производна на електрическия поток на това поле. Това е така, защото зарядът, пренасящ тока, не може да премине през кондензатора и се отлага върху кондензаторната плоча.

След това приемаме, че електрическото поле между плочите на кондензатора е равномерно и перпендикулярно на плочите. Векторът е единичен вектор, който идва от положителната към отрицателната плоча. В параграф 2 видяхме, че полето, създадено между две плочи с плътност на заряда с еднаква абсолютна стойност и противоположни знаци, беше.

Където σ е повърхностната плътност на заряда. Площта на плочите е кондензаторът. Тогава може да се запише електрическото поле между плочите. Нека изчислим тока на отклонение, протичащ през кондензатора. Електрическият поток през повърхността, успоредна на плочите, е.

Тъй като електрическото поле е еднородно, имаме. Ток на изместване. Но тази стойност е равна на тока, който достига до пластините. След това виждаме, че токът на отклонение между плочите на кондензатора е равен на тока на проводимост в кабела. Този факт прави закона на Ампер-Максуел приложим за всяка повърхност, поддържана от затворена крива.

Във фигурна система разгледайте две повърхности, поддържани върху затворена крива Γ. Въпреки че, ако направим две на повърхността, имаме. Трябва да се отбележи, че фактът, че токът на проводимост в кабела и токът на изместване вътре в кондензатора са числено равни, не означава, че можем да напишем и закона на Ампер-Максуел.

Водещият ток и токът на отклонение се появяват различни места. Проводимост в кабела и изместване вътре в кондензатора. Диодите могат да бъдат свързани по такъв начин, че да променят знака на един от полупериодите. По този начин, вместо да се елиминира полупериодът, той може да се използва за получаване на максимален изходен входен ток.