Akımın bir kondansatörden geçişi. Alternatif akım neden bir kondansatörden geçiyor ama doğru akım geçmiyor?

Herhangi bir kondansatör bağlandığında elektrik devresi doğru akım, hızlı bir kısa süreli darbe oluşur. Yardımı ile kapasitör, enerji kaynağı ile aynı ölçüde şarj edilir ve ardından elektrik akımının tüm hareketi durur. Akım kaynağından bağlantısı kesilirse, yükün etkisi altında çok kısa sürede tam bir deşarj meydana gelir. Bir gösterge olarak bir lamba bağlandığında, bir kez yanıp söner ve sonra söner, çünkü kondansatörün boşalması sırasında DC kısa süreli bir dürtü şeklinde gerçekleşir.

Alternatif akımla kapasitör çalışması

Bir kapasitör, alternatif bir akım devresinde tamamen farklı bir şekilde çalışır. Bu durumda, kapasitör, alternatif voltajla meydana gelen salınımların frekansı ile dönüşümlü olarak şarj olur ve boşalır. Bir gösterge olarak bir devreye yerleştirilen ve seri olarak bağlanan aynı akkor lamba, bir kapasitör gibi sürekli ışık yayar çünkü endüstriyel düzeyde salınım frekansı insan gözü tarafından algılanmaz.

Her kapasitör, AC döngülerinin kapasitansını ve frekansını belirleyen bir kapasitansa sahiptir. Formüle göre bu bağımlılık ters orantılıdır. Böyle bir direncin varlığında elektrik ve manyetik enerjinin ısıya dönüşümü olmaz. Daha yüksek bir elektrik akımı frekansında, kapasitans orantılı olarak azalır ve bunun tersi de geçerlidir.

Bunlar önemli özellikler gerilim bölücülerdeki dirençler yerine alternatif akım devresinde söndürme elemanı olarak kondansatörlerin kullanılmasını mümkün kılmıştır. Bu faktör özellikle önem voltaj düşüşleri sırasında. Böyle bir durumda kondansatör yerine büyük boyutlu güçlü dirençlerin kullanılması gerekecektir.

Kondansatörlerin ana özelliği

AC devresindeki kondansatör ısıya maruz kalmadığından enerji yayılımı olmaz. Bunun nedeni, akımın kendi aralarında ve kapasitörde 90 derece kaymasıdır. En yüksek voltajda, akım sıfır değerine sahiptir, yani hayır çalışma ve ısınma meydana gelmez. Bu nedenle, çoğu durumda kapasitörler, dirençler yerine oldukça başarılı bir şekilde kullanılmaktadır. Aynı zamanda, mutlaka dikkate alınması gereken bir dezavantajları vardır. Devredeki alternatif akımı değiştirerek yükteki voltajda bir değişikliğe neden olmaktan oluşur. Diğer bir dezavantajı ise dekuplaj olmamasıdır ve bu nedenle kullanımları belirli sınırlamalara sahiptir ve sabit bir direnç değeri ile kullanılırlar. Bu tür yükler çoğu zaman ısıtma elemanlarıdır.

Bununla birlikte, kapasitörler geniş uygulamalarını bulmuştur. çeşitli tipler frekans filtreleri ve rezonans devreleri.

Bir elektrik kondansatörü, kullanılmak üzere tasarlanmış bir elektrik devresinin bir elemanıdır. elektriksel kapasitans.

Kondansatör, bir elektrik devresindeki pasif bir elemandır. Genellikle, kalınlıkları plakaların boyutlarına göre küçük olan bir yalıtkanla ayrılmış, plaka veya silindir (plaka adı verilen) şeklindeki iki elektrottan oluşur. sabit uygularken elektrik voltajı kapasitör plakalarına akar elektrik şarjı, bunun sonucunda kapasitör plakalarını şarj etmek Elektrik alanı. Bu alan oluştuktan sonra akım durur. Bu şekilde şarj edilen bir kondansatör kaynaktan ayrılabilir ve içinde depolanan elektrik enerjisini depolamak için kullanılabilir. Kapasitörün 1745 yılında Almanya'dan fizikçiler Ewald Jürgen von Kleistim ve Hollandalı Peter van Muschenbroek tarafından elektrik enerjisinin depolanması için icat edilmesiydi. İlk kondansatör onlar tarafından Leiden'deki laboratuvarda ve onların yerinde yapıldı ...

0 0

Akım kondansatörden akıyor mu?

geçer elektrik kapasitör aracılığıyla mı değil mi? Günlük amatör radyo deneyimi, doğru akımın geçmediğini, ancak alternatif akımın geçtiğini ikna edici bir şekilde söylüyor.

Bunu deneysel olarak doğrulamak kolaydır. Bir ampulü bir kapasitör aracılığıyla alternatif bir akım ağına bağlayarak yakabilirsiniz. Hoparlör veya ahizeler, alıcıya doğrudan değil, bir kapasitör aracılığıyla bağlanırsa çalışmaya devam edecektir.

Bir kapasitör iki veya daha fazladır metal tabaklar bir dielektrik ile ayrılmıştır. Bu dielektrik genellikle en iyi yalıtkanlar olan mika, hava veya seramiktir. Doğru akımın böyle bir yalıtkandan geçememesi oldukça doğaldır. Ama neden geçiyor alternatif akım? Bu daha da garip görünüyor, çünkü örneğin porselen rulolar şeklindeki aynı seramikler AC tellerini mükemmel bir şekilde yalıtıyor ve mika bir yalıtkanın işlevlerini mükemmel bir şekilde yerine getiriyor ...

0 0

Bir kondansatör şarjında.

Zinciri kapatalım. Devre kondansatörü şarj edecektir. Bu, kapasitörün sol tarafındaki elektronların bir kısmının tele gireceği ve aynı sayıda elektronun telden kapasitörün sağ tarafına gideceği anlamına gelir. Her iki plaka da aynı büyüklükte zıt yüklerle yüklenecektir.

Dielektrikteki plakalar arasında bir elektrik alanı olacaktır.

Şimdi zinciri kıralım. Kondansatör şarjlı kalacaktır. Astarını bir parça tel ile kısaltacağız. Kondansatör anında boşalacaktır. Bu, fazla elektronun sağ plakadan tele gireceği ve elektron eksikliğinin tele sol plakadan gireceği anlamına gelir. Her iki plakada da elektronlar aynı olacak, kondansatör boşalacaktır.

Kondansatör hangi voltajla şarj edilir?

Güç kaynağından kendisine uygulanan voltaj kadar şarj olur.

Kondansatör direnci.

kapatalım...

0 0

08.11.2014 18:23

Kondansatörün ne olduğunu hatırlıyor musun? Hatırlatmama izin ver. "Kondüktör" olarak da bilinen bir kapasitör, iki yalıtılmış plakadan oluşur. Kondansatöre kısa bir süre sabit voltaj uygulandığında şarj olur ve bu yükü muhafaza eder. Kapasitörün kapasitansı, plakaların kaç "yer" için tasarlandığına ve ayrıca aralarındaki mesafeye bağlıdır. Hadi düşünelim en basit devre zaten şarj edilmiş conder:

Yani burada bir tabakta sekiz "artı" ve diğerinde aynı sayıda "eksi" görüyoruz. Bildiğiniz gibi karşıtlar birbirini çeker) Ve plakalar arasındaki mesafe ne kadar küçükse, "aşk" o kadar güçlüdür. Bu nedenle, artı eksi "seviyor" ve aşk karşılıklı olduğu için eksi de "seviyor" artı anlamına geliyor)) Bu nedenle , bu çekim hali hazırda şarjlı kondansatörün boşalmasını engeller.

Kondansatörü boşaltmak için "artılar" ve "eksiler" buluşacak şekilde bir "köprü" döşemek yeterlidir. Bu aptalca...

0 0

Elya / 18:21 08.12.2014#

Kapasitör, ortasında bir parça kağıt bulunan 2 parça folyodur (plaka). (Mika, floroplastik, seramik, elektrolitler vs. hakkında henüz konuşmayacağız).
Kağıt akımı iletmez ve bu nedenle kapasitör akımı iletmez.
Akım değişiyorsa, ilk folyo parçasına başvuran elektronlar onu şarj eder.
Ama bildiğiniz gibi aynı isimli yükler birbirini iter, dolayısıyla diğer parçadaki elektronlar kaçar.
Bir plakaya kaç elektron koştu, o kadar çok kişi diğerinden kaçtı.
Kaçak elektronların sayısı (akım), kapasitörün voltajına ve kapasitansına (yani, folyo parçalarının boyutuna ve aralarındaki kağıdın kalınlığına) bağlıdır.

Parmaklarda veya daha doğrusu suda daha ayrıntılı olarak açıklamaya çalışacağım
Doğru akım nedir? Suyun (akımın) bir hortumdan (tel) bir yönde aktığını hayal edin.
Alternatif akım nedir? Bu yine hortumdaki sudur, ancak artık tek yönde akmaz, ancak bir miktar genlikle ileri geri seğirir ...

0 0

Elektrik akımı kondansatörden geçiyor mu, geçmiyor mu?

Günlük amatör radyo deneyimi, doğru akımın geçmediğini, ancak alternatif akımın geçtiğini ikna edici bir şekilde söylüyor. Bunu deneysel olarak doğrulamak kolaydır. Bir ampulü bir kapasitör aracılığıyla alternatif bir akım ağına bağlayarak yakabilirsiniz. Hoparlör veya ahizeler, alıcıya doğrudan değil, bir kapasitör aracılığıyla bağlanırsa çalışmaya devam edecektir.

Bir kapasitör, bir dielektrik ile ayrılmış iki veya daha fazla metal plakadır. Bu dielektrik genellikle en iyi yalıtkanlar olan mika, hava veya seramiktir*. Doğru akımın böyle bir yalıtkandan geçememesi oldukça doğaldır. Peki içinden neden alternatif bir akım geçiyor? Bu daha da garip görünüyor çünkü aynı seramikler, örneğin porselen rulolar AC tellerini mükemmel şekilde yalıtıyor ve mika, havyalarda, elektrikli ütülerde ve diğerlerinde bir yalıtkanın işlevlerini mükemmel bir şekilde yerine getiriyor ...

0 0

Vkontakte grubumuza ve Facebook'a abone olun * Günlük amatör radyo deneyimi, doğru akımın bir kapasitörden geçmediğini, ancak alternatif akımın geçtiğini ikna edici bir şekilde söylüyor. Örneğin, bir kapasitör aracılığıyla bir lamba veya hoparlör bağlayabilirsiniz ve bunlar çalışmaya devam eder. Bunun neden olduğunu anlamak için kapasitörün tasarımına bakalım. Bir kapasitör, bir dielektrik ile ayrılmış iki veya daha fazla metal plakadır. Bu dielektrik genellikle en iyi yalıtkanlar olan mika, hava veya seramiktir. Doğru akımın böyle bir yalıtkandan geçememesi oldukça doğaldır. Peki içinden neden alternatif bir akım geçiyor? Bu daha da garip görünüyor çünkü örneğin porselen rulolar şeklindeki aynı seramikler AC tellerini mükemmel bir şekilde yalıtıyor ve mika, havyalarda, elektrikli ütülerde ve diğerlerinde bir yalıtkanın işlevlerini mükemmel bir şekilde yerine getiriyor. ısıtma cihazları, düzgün çalışan ...

0 0

Vkontakte grubumuza abone olun - http://vk.com/chipidip,
ve Facebook - https://www.facebook.com/chipidip

*
Günlük amatör radyo deneyimi, doğru akımın bir kapasitörden geçmediğini, ancak alternatif akımın geçtiğini ikna edici bir şekilde söylüyor. Örneğin, bir kapasitör aracılığıyla bir lamba veya hoparlör bağlayabilirsiniz ve bunlar çalışmaya devam eder. Bunun neden olduğunu anlamak için kapasitörün tasarımına bakalım. Bir kapasitör, bir dielektrik ile ayrılmış iki veya daha fazla metal plakadır. Bu dielektrik genellikle en iyi yalıtkanlar olan mika, hava veya seramiktir. Doğru akımın böyle bir yalıtkandan geçememesi oldukça doğaldır. Peki içinden neden alternatif bir akım geçiyor? Bu daha da garip görünüyor, çünkü örneğin porselen merdaneler şeklindeki aynı seramikler AC tellerini mükemmel şekilde yalıtıyor ve mika, havyalarda bir yalıtkanın işlevlerini mükemmel bir şekilde yerine getiriyor, ...

0 0

Kapasitörler hakkında çok şey yazıldı, zaten var olan milyonlarca kelimeye birkaç bin kelime daha eklemeye değer mi? ekleyeceğim! Sunumumun faydalı olacağına inanıyorum. Sonuçta, dikkate alınarak yapılacaktır.

elektrik kondansatörü nedir

Rusça konuşursak, kapasitör "akümülatör" olarak adlandırılabilir. Yani daha da anlaşılır. Üstelik bu isim dilimize bu şekilde çevrilmiştir. Bir cam aynı zamanda kapasitör olarak da adlandırılabilir. Sadece kendi içinde sıvı biriktirir. Veya bir çanta. Evet, çanta. Aynı zamanda depolama gibi görünüyor. Oraya koyduğumuz her şeyi kendi içinde biriktirir. Bir elektrik kondansatörüne ne dersiniz? Bardak veya çanta ile aynıdır, ancak yalnızca elektrik yükü biriktirir.

Bir resim hayal edin: devreden bir elektrik akımı geçer, dirençler, iletkenler yolda buluşur ve bam, bir kapasitör (cam) belirir. Ne olacak? Bildiğiniz gibi akım bir elektron akışıdır ve her elektronun bir elektrik yükü vardır. Böylece birisi devreden akım geçtiğini söylediğinde, devreden milyonlarca elektronun geçtiğini hayal edersiniz. Yolda bir kondansatör göründüğünde biriken tam da bu elektroniklerdir. Elektronları kapasitöre ne kadar çok doldurursak, yükü o kadar büyük olur.

Soru ortaya çıkıyor, bu şekilde kaç elektron biriktirilebilir, kapasitöre kaç tanesi sığacak ve ne zaman "dolu" olacak? Hadi bulalım. Çok sık olarak, basit bir şeyin basitleştirilmiş bir açıklaması için elektriksel süreçler su ve borularla karşılaştırma kullanın. Bu yaklaşımı da kullanalım.

Suyun aktığı bir boru hayal edin. Borunun bir ucunda, suyu bu boruya zorla pompalayan bir pompa bulunur. Ardından zihinsel olarak borunun üzerine kauçuk bir zar yerleştirin. Ne olacak? Membran, borudaki su basıncının kuvvetinin etkisi altında gerilmeye ve gerilmeye başlayacaktır (basınç pompa tarafından oluşturulur). Uzayacak, esneyecek, esneyecek ve bunun sonucunda zarın elastik kuvveti ya pompanın kuvvetini dengeleyecek ve su akışı duracak ya da zar kırılacaktır (Bu net değilse o zaman bir hayal edin). çok sert pompalanırsa patlayacak balon)! Aynı şey içinde olur elektrik kondansatörleri. Sadece orada, zar yerine, kapasitör şarj olurken büyüyen ve güç kaynağının voltajını kademeli olarak dengeleyen bir elektrik alanı kullanılır.

Böylece, kondansatörün biriktirebileceği belirli bir sınırlayıcı yükü vardır ve bunu aştıktan sonra, bir kondansatörde dielektrik arızası bozulacak ve kondansatör olmayı bırakacaktır. Görünüşe göre kapasitörün nasıl çalıştığını söylemenin zamanı geldi.

Bir elektrik kondansatörü nasıl çalışır?

Okulda size kapasitörün iki plaka ve aralarında boşluk olan bir mekanizma olduğunu söylediler. Bu plakalara kapasitör plakaları adı verildi ve kapasitöre voltaj uygulamak için bunlara teller bağlandı. Yani modern kapasitörler pek farklı değil. Hepsinin de plakaları vardır ve plakalar arasında bir dielektrik vardır. Bir dielektrik varlığı nedeniyle, kapasitörün özellikleri iyileştirilir. Örneğin, kapasitesi.

Modern kapasitörler, belirli özellikleri elde etmek için en karmaşık yollarla kapasitör plakaları arasına itilen farklı dielektrik türleri kullanır (aşağıda daha fazlası).

Çalışma prensibi

Genel çalışma prensibi oldukça basittir: voltaj uygulanır - şarj birikmiştir. Şu anda gerçekleşen fiziksel süreçler sizi pek ilgilendirmiyor olsa da, isterseniz herhangi bir fizik kitabında elektrostatik bölümünde okuyabilirsiniz.

DC devresinde kapasitör

Kondansatörümüzü bir elektrik devresine yerleştirirsek (Şek. Aşağıda), buna seri bir ampermetre bağlayıp devreye doğru akım uygularsak, ampermetre iğnesi kısa bir süre seğirecek ve ardından donacak ve 0A gösterecektir - devrede akım yok . Ne oldu?

Devreye akım verilmeden önce kondansatörün boş olduğunu (deşarj olduğunu) ve akım uygulandığında çok hızlı şarj olmaya başladığını ve şarj edildiğinde (kondansatör plakaları arasındaki elektrik alanın dengelendiğini) varsayacağız. güç kaynağı), ardından akım durdu (burada kapasitörün şarjının bir grafiği var).

Bu yüzden kapasitörün doğru akımı geçmediğini söylüyorlar. Aslında atlıyor, ancak çok kısa bir süre, t \u003d 3 * R * C formülü kullanılarak hesaplanabilir (Kapasitörün nominal hacmin% 95'ine kadar şarj olması için geçen süre. R, devrenin direnci, C kapasitörün kapasitansıdır) Sabit bir devre akımında kapasitör bu şekilde davranır. Alternatif bir devrede oldukça farklı davranır!

AC devresinde kapasitör

Alternatif akım nedir? Bu, elektronların önce orada "koştuğu", sonra geri döndüğü zamandır. Onlar. hareket yönleri her zaman değişir. Ardından, kondansatörlü devreden alternatif bir akım geçerse, o zaman plakalarının her birinde "+" yük, ardından "-" birikir. Onlar. aslında alternatif bir akım akacaktır. Ve bu, alternatif akımın kapasitörden "serbestçe" geçtiği anlamına gelir.

Tüm bu süreç, hidrolik analojiler yöntemi kullanılarak modellenebilir. Aşağıdaki resim AC devresinin bir analogudur. Piston sıvıyı ileri geri iter. Bu, pervanenin ileri geri dönmesine neden olur. Değişken bir sıvı akışı olduğu ortaya çıkıyor (alternatif akımı okuyoruz).

Şimdi güç kaynağı (piston) ile çark arasına membran şeklinde bir kondenser modeli yerleştirelim ve nelerin değişeceğini analiz edelim.

Hiçbir şey değişmeyecek gibi görünüyor. Sıvı salınımlı hareketler yaptığı için onları da yapar, çark bundan dolayı salınım yaptığı için salınım yapmaya devam edecektir. Bu, membranımızın değişken akışa engel olmadığı anlamına gelir. Aynı zamanda bir elektronik kondansatör için de olacaktır.

Gerçek şu ki, zincirleri çalıştıran ve kondansatörün plakaları arasındaki dielektrik (membranı) geçmeyen, ancak kondansatörün dışındaki elektronlar olsa da, hareketleri salınımlıdır (ileri geri), yani. alternatif akım akar. Eh!

Böylece kondansatör alternatif akımı geçirir ve doğru akımı geciktirir. Bu, sinyaldeki DC bileşenini kaldırmanız gerektiğinde, örneğin bir ses yükselticinin çıkışında / girişinde veya sinyalin yalnızca değişken kısmını görmek istediğinizde (bir DC çıkışındaki dalgalanma) çok kullanışlıdır. voltaj kaynağı).

kapasitör reaktansı

Bir kapasitörün direnci vardır! Prensip olarak, bu, sanki çok yüksek dirençli bir dirençmiş gibi, içinden hiçbir doğru akımın geçmediği gerçeğinden zaten varsayılabilir.

Başka bir şey de alternatif akımdır - geçer, ancak kapasitörden direnç yaşar:

f frekanstır, C kapasitörün kapasitansıdır. Formüle yakından bakarsanız, eğer akım sabitse, o zaman f = 0 ve sonra (militan matematikçiler beni bağışlasın!) X c = olduğunu göreceksiniz. sonsuzluk. Ve kondansatörden doğru akım geçmez.

Ancak alternatif akıma direnç, frekansına ve kapasitörün kapasitansına bağlı olarak değişecektir. Akımın frekansı ve kondansatörün kapasitansı ne kadar büyükse, bu akıma o kadar az direnç gösterir ve bunun tersi de geçerlidir. Voltaj ne kadar hızlı değişirse
gerilim, daha güncel bir kapasitör aracılığıyla, bu, artan frekansla Xc'deki azalmayı açıklar.

Bu arada kondansatörün bir diğer özelliği de üzerine güç gitmemesi, ısınmaması! Bu nedenle, bazen bir direncin sigara içeceği yerlerde gerilimi azaltmak için kullanılır. Örneğin, şebeke voltajını 220V'tan 127V'a düşürmek için. Ve ilerisi:

Bir kondansatördeki akım, terminallerine uygulanan voltaj oranıyla orantılıdır.

Kondansatörler nerede kullanılır?

Evet, özelliklerinin gerekli olduğu her yerde (doğru akımı geçmez, biriktirme yeteneği elektrik enerjisi ve frekansa bağlı olarak direncini değiştirir), filtrelerde, salınımlı devrelerde, voltaj çarpanlarında vb.

kapasitörler nelerdir

Sektör çok üretiyor farklı şekiller kapasitörler. Her birinin belirli avantajları ve dezavantajları vardır. Bazıları düşük kaçak akıma sahiptir, diğerleri yüksek kapasitansa sahiptir, diğerleri başka bir şeye sahiptir. Bu göstergelere bağlı olarak kapasitörler seçilir.

Radyo amatörleri, özellikle bizim gibi - yeni başlayanlar - özellikle rahatsız olmaz ve buldukları şey üzerine bahse girmezler. Bununla birlikte, doğada var olan ana kapasitör türlerinin neler olduğunu bilmelisiniz.

Resim, kapasitörlerin çok koşullu bir şekilde ayrılmasını göstermektedir. Kendi zevkime göre derledim ve hoşuma gitti çünkü olup olmadığı hemen belli oluyor. değişken kapasitörler, neler sabit kapasitörler ve ortak kapasitörlerde hangi dielektriklerin kullanıldığı. Genel olarak, bir radyo amatörünün ihtiyaç duyduğu her şey.

Düşük kaçak akıma, küçük boyutlara, düşük endüktansa sahiptirler, yüksek frekanslarda ve DC, titreşimli ve AC devrelerde çalışabilirler.

Çok çeşitli çalışma voltajları ve kapasitelerinde üretilirler: 2 ila 20.000 pF ve versiyona bağlı olarak 30 kV'a kadar dayanma voltajları. Ama çoğu zaman göreceksin seramik kapasitörler 50V'a kadar çalışma gerilimi ile.

Dürüst olmak gerekirse, şimdi yaparlar mı bilmiyorum. Ancak daha önce bu tür kapasitörlerde dielektrik olarak mika kullanılıyordu. Ve kapasitörün kendisi, her birinin her iki tarafına da plakaların uygulandığı bir mika paketinden oluşuyordu ve daha sonra bu tür plakalar bir "paket" halinde birleştirildi ve bir kasaya yerleştirildi.

Tipik olarak, birkaç bin ila on binlerce pikoforad kapasitesine sahiptiler ve 200 V ila 1500 V voltaj aralığında çalışıyorlardı.

Kağıt Kondansatörler

Bu tür kapasitörler, dielektrik olarak kapasitör kağıdına ve plakalar olarak alüminyum şeritlere sahiptir. uzun şeritler aliminyum folyo aralarına bir şerit kağıt konularak rulo haline getirilerek bir kutuya konur. Bütün mesele bu.

Bu kapasitörler, binlerce pikoforad ile 30 mikrofarad arasında değişen kapasitelerde gelir ve 160 ila 1500 volt arasındaki voltajları işleyebilir.

Söylentiye göre artık müzik tutkunları tarafından değer görüyorlar. Şaşırmadım - tek taraflı iletken telleri de var ...

Prensip olarak, dielektrik olarak polyester içeren sıradan kapasitörler. 50 V ila 1500 V çalışma voltajında 1 nF'den 15 mF'ye yayılan kapasitans.

Bu tür kapasitörlerin yadsınamaz iki avantajı vardır. İlk olarak, bunları sadece %1'lik çok küçük bir toleransla yapabilirsiniz. Yani üzerinde 100 pF yazıyorsa kapasitansı 100 pF +/- %1'dir. İkincisi, çalışma voltajlarının 3 kV'a kadar çıkabilmesidir (ve kapasitans 100 pF ila 10 mF arasındadır)

Elektrolitik kapasitörler

Bu kapasitörler, yalnızca doğrudan veya titreşimli bir akım devresine bağlanabilmeleri bakımından diğerlerinden farklıdır. Onlar polar. Artıları ve eksileri var. Bu onların tasarımından kaynaklanmaktadır. Ve eğer böyle bir kapasitör tersine çevrilirse, büyük olasılıkla şişecektir. Ve daha önce de neşeyle ama güvensiz bir şekilde patladılar. Var Elektrolitik kapasitörler alüminyum ve tantal.

Alüminyum elektrolitik kapasitörler, neredeyse kağıt gibi düzenlenmiştir, tek fark, böyle bir kapasitörün plakalarının kağıt ve alüminyum şeritler olmasıdır. Kağıt bir elektrolit ile emprenye edilir ve bir alüminyum şerit ile kaplanır. ince tabaka bir dielektrik görevi gören oksit. Böyle bir kapasitöre alternatif bir akım uygularsanız veya çıkışın kutuplarına geri döndürürseniz, elektrolit kaynar ve kapasitör arızalanır.

Elektrolitik kapasitörler, örneğin doğrultucu devrelerde sıklıkla kullanıldıkları için yeterince büyük bir kapasitansa sahiptir.

Muhtemelen hepsi bu. Polikarbonat, polistiren ve muhtemelen diğer birçok türden yapılmış dielektrikli kapasitörler perde arkasında kaldı. Ama gereksiz olacağını düşünüyorum.

Devam edecek...

İkinci bölümde kapasitörlerin tipik kullanım örneklerini göstermeyi planlıyorum.

alternatif akım nedir

Doğru akımı düşünürsek, her zaman tam olarak sabit olmayabilir: kaynağın çıkışındaki voltaj, yüke veya pilin deşarj derecesine veya galvanik pil. Sabit bir stabilize voltajda bile, harici devredeki akım, Ohm yasasını doğrulayan yüke bağlıdır. Bunun da tam olarak doğru bir akım olmadığı ortaya çıktı, ancak böyle bir akıma yön değiştirmediği için alternatif de denemez.

Bir değişken genellikle, yönü ve büyüklüğü etkisi altında değişmeyen bir voltaj veya akım olarak adlandırılır. dış etkenler, örneğin yükler, ancak oldukça "bağımsız": jeneratör onu bu şekilde üretir. Ayrıca, bu değişiklikler periyodik olmalıdır, yani. Belli bir süre sonra yinelenen, dönem denir.

Voltaj veya akım, periyodiklik ve diğer düzenlilikler dikkate alınmaksızın rastgele değişiyorsa, böyle bir sinyale gürültü denir. Klasik örnek- TV ekranında zayıf bir karasal sinyalle "kar". Bazı periyodik elektrik sinyallerinin örnekleri Şekil 1'de gösterilmiştir.

Doğru akım için sadece iki özellik vardır: bu polarite ve kaynak voltajıdır. Alternatif akım durumunda, bu iki miktar açıkça yeterli değildir, bu nedenle birkaç parametre daha görünür: genlik, frekans, periyot, faz, anlık ve efektif değer.

Resim 1.

Çoğu zaman teknolojide sinüzoidal salınımlarla uğraşmak gerekir ve sadece elektrik mühendisliğinde değil. Bir araba tekerleği hayal edin. -de düzenli hareket iyi düz bir yolda, tekerleğin merkezi yol yüzeyine paralel düz bir çizgi çizer. Aynı zamanda, tekerleğin çevresindeki herhangi bir nokta, az önce bahsedilen düz çizgiye göre bir sinüzoidal boyunca hareket eder.

Bu, Şekil 2 ile doğrulanabilir. grafik yöntem sinüzoidal yapı: Çizimi iyi öğreten kişi, bu tür yapıların nasıl yapıldığını çok iyi anlar.

Şekil 2.

İtibaren okul kursu fizik, sinüzoidin periyodik eğrinin incelenmesi için en yaygın ve uygun olduğunu bilir. Aynı şekilde alternatörlerde de mekanik yapıları gereği sinüzoidal salınımlar elde edilmektedir.

Şekil 3, sinüzoidal bir akımın grafiğini göstermektedir.

Figür 3

Akımın büyüklüğünün zamanla değiştiğini görmek kolaydır, bu nedenle y ekseni şekilde i(t) olarak gösterilmiştir - akımın zamana göre bir fonksiyonu. Tam dönem akım düz bir çizgi ile gösterilir ve periyodu T'dir. Orijinden itibaren değerlendirmeye başlarsak, akımın önce arttığını, Imax'a ulaştığını, sıfırdan geçtiğini, -Imax'a düştüğünü, ardından arttığını ve sıfıra ulaştığını görebiliriz. . Ardından noktalı çizgi ile gösterilen bir sonraki dönem başlar.

Matematiksel bir formül şeklinde akımın davranışı şu şekilde yazılır: i(t)= Imax*sin(ω*t±φ).

Burada i(t) akımın zamana bağlı anlık değeridir, Imax genlik değeridir (denge durumundan maksimum sapma), ω dairesel frekanstır (2*π*f), φ faz açısıdır .

Dairesel frekans ω saniyede radyan olarak ölçülür, faz açısı φ radyan veya derece olarak ölçülür. İkincisi, yalnızca iki sinüzoidal akım olduğunda anlamlıdır. Örneğin, akım öncü gerilimi 90˚ veya Şekil 4'te gösterilen sürenin tam dörtte biri olan devrelerde. sinüzoidal akım 1, o zaman onu y ekseni boyunca istediğiniz gibi hareket ettirebilirsiniz ve bundan hiçbir şey değişmeyecektir.

Şekil 4 Kapasitörlü devrelerde akım, gerilimden çeyrek periyot öndedir.

Dairesel frekansın ω fiziksel anlamı, sinüzoidin bir saniyede radyan cinsinden hangi açıda "çalışacağı"dır.

Periyot - T, sinüs dalgasının bir tam salınımı tamamlaması için geçen süredir. Aynısı, örneğin dikdörtgen veya üçgen gibi başka bir formun titreşimleri için de geçerlidir. Periyot saniye veya daha küçük birimlerle ölçülür: milisaniye, mikrosaniye veya nanosaniye.

Bir sinüzoidal dahil olmak üzere herhangi bir periyodik sinyalin diğer bir parametresi, sinyalin 1 saniyede kaç salınım yapacağı frekanstır. Frekans birimi, adını 19. yüzyıl bilim adamı Heinrich Hertz'den alan hertz'dir (Hz). Yani, 1 Hz'lik frekans, bir salınım / saniyeden başka bir şey değildir. Örneğin aydınlatma ağının frekansı 50 Hz yani saniyede sinüzoidal geçişin tam olarak 50 periyodudur.

Geçerli dönem biliniyorsa (yapabilirsiniz), o zaman formül, sinyalin frekansını bulmanıza yardımcı olacaktır: f \u003d 1 / T. Bu durumda süre saniye cinsinden ifade edilirse sonuç Hertz cinsinden olacaktır. Tersine, T=1/f, frekans Hz, süre saniye cinsindendir. Örneğin, süre 1/50=0,02 sn veya 20 milisaniye olduğunda. Elektrikte daha yüksek frekanslar daha sık kullanılır: kHz - kilohertz, MHz - megahertz (saniyede binlerce ve milyonlarca salınım), vb.

Akım için söylenen her şey alternatif voltaj için de geçerlidir: Şekil 6'daki I harfini U olarak değiştirmek yeterlidir. Formül şöyle görünecektir: u(t)=Umax*sin(ω*t±) φ).

Bu açıklamalar geri dönmek için yeterlidir. kapasitörlerle ilgili deneyimler ve fiziksel anlamlarını açıklar.

Kapasitör, Şekil 3'teki devrede gösterilen alternatif akımı iletir (makaleye bakın -). Ek bir kondansatör bağlandığında lamba parlamasının parlaklığı artar. Kapasitörler paralel bağlandığında, kapasitansları basitçe toplanır, dolayısıyla Xc kapasitansının kapasitansa bağlı olduğunu varsayabiliriz. Ayrıca akımın frekansına da bağlıdır ve bu nedenle formül şöyle görünür: Xc=1/2*π*f*C.

Kapasitörün kapasitansında ve alternatif voltajın frekansında bir artışla, Xc reaktansının azaldığı formülden çıkar. Bu bağımlılıklar Şekil 5'te gösterilmiştir.

Şekil 5. Bağımlılık reaktans kapasitans kapasitör

Formülde Hertz cinsinden frekansı ve Farad cinsinden kapasitansı değiştirirsek, sonuç Ohm cinsinden olacaktır.

Kondansatör ısınır mı?

Şimdi bir kapasitör ve bir elektrik sayacı ile olan deneyimi hatırlayalım, neden dönmüyor? Gerçek şu ki, sayaç, tüketici örneğin akkor lambalar, elektrikli su ısıtıcısı veya elektrikli soba gibi tamamen aktif bir yük olduğunda aktif enerjiyi sayar. Bu tür tüketiciler için voltaj ve akım aynı fazdadır, aynı işarete sahiptir: eğer ikisini çarparsanız negatif sayılar(negatif yarım döngü sırasında voltaj ve akım) sonuç, matematik yasalarına göre hala pozitiftir. Bu nedenle, bu tür tüketicilerin gücü her zaman pozitiftir, yani. yüke girer ve Şekil 6'da noktalı çizgi ile gösterildiği gibi ısı olarak salınır.

Şekil 6

AC devresine bir kapasitörün dahil edilmesi durumunda, akım ve gerilim faz dışıdır: akım, gerilimi 90˚ önde tutar, bu da akım ve gerilimin faz dışı olması durumunda bir kombinasyonun elde edilmesine yol açar. farklı işaretler.

Şekil 7

Bu anlarda güç negatiftir. Yani güç pozitif olduğunda kondansatör şarj olur ve negatif olduğunda depolanan enerji kaynağa geri verilir. Bu nedenle, ortalama olarak sıfırlarla çıkıyor ve burada sayılacak hiçbir şey yok.

Kondansatör, tabii ki kullanılabilir durumdaysa, hiç ısınmaz bile. Bu nedenle, sıklıkla bir kapasitöre vatsız direnç denir, bu da trafosuz düşük güçlü güç kaynaklarında kullanılmasına izin verir. Bu tür bloklar tehlikeleri nedeniyle tavsiye edilmese de, bazen bunu yapmak hala gereklidir.

Böyle bir bloğa kurmadan önce söndürme kondansatörü, sadece ağa takılarak kontrol edilmelidir: kapasitör yarım saat içinde ısınmadıysa, devreye güvenle dahil edilebilir. Aksi takdirde, pişmanlık duymadan atılması gerekecektir.

Voltmetre neyi gösterir?

Çeşitli cihazların imalat ve tamiratlarında çok sık olmamakla birlikte ölçüm yapmanız gerekmektedir. değişken voltajlar ve hatta akımlar. Sinüzoid bu kadar huzursuz davranırsa, o zaman yukarı, sonra aşağı, sıradan bir voltmetre ne gösterecek?

Periyodik bir sinyalin, bu durumda bir sinüzoidin ortalama değeri, x ekseni tarafından sınırlanan alan ve sinyalin grafik gösterimi, 2*π radyan veya sinüzoidin periyodu olarak hesaplanır. Çünkü üst ve Alt kısım kesinlikle aynıdır, ancak farklı işaretlere sahiptir, sinüzoidin ortalama değeri sıfırdır ve onu ölçmek hiç gerekli değildir ve hatta anlamsızdır.

Bu yüzden ölçü aleti bize voltajın veya akımın RMS değerini gösterir. RMS, doğru akımda olduğu gibi aynı yükte aynı miktarda ısının salındığı periyodik akımın değeridir. Başka bir deyişle, ampul aynı parlaklıkta parlar.

Bu şu şekilde formüllerle anlatılır: Iavr = 0.707 * Imax = Imax / √2 gerilim için formül aynıdır, bir harf değiştirmek yeterlidir Uavr = 0.707 * Umax = Umax / √2. Sayacın gösterdiği değerler bunlardır. Ohm yasasına göre hesaplama yaparken veya gücü hesaplarken formüllerde ikame edilebilirler.

Ancak bu, bir AC ağında kapasitörün yapabileceği her şey değildir. Bir sonraki makale, darbe devrelerinde, yüksek ve alçak geçiren filtrelerde, sinüs ve kare dalga jeneratörlerinde kapasitörlerin kullanımını tartışacaktır.

Alternatif akımı karakterize eden akım gücü ve yönündeki hızlı değişim, bir seriye yol açar. ana Özellikler Bu, alternatif akımın eylemini doğru akımdan ayırır. Bu özelliklerden bazıları aşağıdaki deneylerde açıkça ortaya çıkıyor.

1. Alternatif akımın bir kondansatörden geçişi. Elimizin altında 12 V'luk bir doğru akım kaynağı olsun ( akümülatör pili) ve voltajı da 12 V olan bir alternatif akım kaynağı. Bu kaynakların her birine küçük bir akkor ampul takarak, her iki ampulün de eşit derecede parlak yandığını göreceğiz (Şekil 298, a). Şimdi hem birinci hem de ikinci ampullerin devresine yüksek kapasiteli bir kapasitör ekleyelim (Şekil 298, b). Doğru akım durumunda lambanın hiç parlamadığını, ancak alternatif akım durumunda akkorluğunun neredeyse eskisi gibi kaldığını göreceğiz. Bir DC devresinde ısı olmamasının anlaşılması kolaydır: kondansatörün plakaları arasında yalıtkan bir tabaka vardır, dolayısıyla devre açıktır. Bir ampulün alternatif akım devresindeki akkorluğu inanılmaz görünüyor.

Pirinç. 298. Alternatif akımın bir kondansatörden geçişi: a) doğrudan (sağ) veya alternatif (sol) akım devresine dahil ampuller aynı şekilde parlar; b) Devreye bir kapasitans kondansatörü bağlandığında doğru akım durur, alternatif akım akmaya devam eder ve ampulü yakar.

Ancak, düşünürseniz, bunda gizemli bir şey yok. Burada, bizim tarafımızdan iyi bilinen bir kapasitörün şarj edilmesi ve boşaltılması işleminin yalnızca sık sık tekrarına sahibiz. Kondansatörü akım kaynağına bağladığımızda (Şekil 299, a) (anahtar kolunu sola çevirerek), ardından teller gidiyor Kondansatör plakalarında biriken yükler kaynak gerilimini dengeleyen bir potansiyel farkı oluşturana kadar akım. Bu durumda, kapasitörde belirli bir miktarda enerjinin yoğunlaştığı bir elektrik alanı oluşturulur. Yüklü kapasitörün plakalarını bir iletkene bağladığımızda, akım kaynağının bağlantısını keserek (anahtar kolunu sağa çevirerek), yük iletken boyunca bir plakadan diğerine akacak ve kısa süreli bir akım geçecektir. ampulü açan iletken. Kondansatördeki alan kaybolur ve içinde depolanan enerji ampulü ısıtmak için harcanır.

Pirinç. 299. Kondansatörün her yeniden şarj edilmesiyle ampul yanıp söner: a) kapasitörün şarj edilmesi (soldaki tuş) ve ampulden boşaltılması (tuş - sağdaki); b) anahtar çevrildiğinde kapasitörün hızlı şarj edilmesi ve boşaltılması, ışık yanıp söner; c) alternatif akım devresinde bir kapasitör ve bir ampul

Bir kapasitörden alternatif bir akım geçtiğinde ne olduğu, Şekil 1'de gösterilen deneyle çok açık bir şekilde açıklanmaktadır. 299b. Anahtar kolunu sağa çevirerek, kapasitörü akım kaynağına bağlarız, plaka 1 pozitif ve plaka 2 negatif yüklü olur. Anahtar orta konumdayken devre açıkken kondansatör ampul vasıtasıyla deşarj olur. Anahtar düğmesini sola çevirmek kondansatörü tekrar şarj eder, ancak bu kez plaka 1 negatif ve plaka 2 pozitif olarak yüklenir. Anahtar kolunu hızlı bir şekilde bir yönde, sonra diğer yönde hareket ettirerek, her kontak değişiminde ampulün bir an yanıp söndüğünü, yani içinden kısa süreli bir akım geçtiğini göreceğiz. Anahtarlama yeterince hızlı yapılırsa, ampulün yanıp sönmeleri birbirini o kadar hızlı takip eder ki ampul sürekli yanar; içinden bir akım akarken, genellikle yönünü değiştirir. Bu durumda, kondansatördeki elektrik alanı her zaman değişecektir: ya yaratılacak, sonra kaybolacak, sonra ters yönde yeniden yaratılacaktır. Alternatif akım devresine bir kondansatör dahil ettiğimizde de aynı şey olur (Şekil 299, c).

2. Alternatif akımın büyük endüktanslı bir bobinden geçişi. Şekil l'de gösterilen devreyi dahil ediyoruz. 298, b, bir kondansatör yerine, bir bobin bakır kablo içine bir demir çekirdeğin yerleştirildiği çok sayıda dönüş ile (Şek. 300). Bu tür bobinlerin büyük bir endüktansa sahip olduğu bilinmektedir (§ 144). Böyle bir bobinin doğru akımdaki direnci, oldukça kalın telden yapıldığı için küçük olacaktır. Doğru akım durumunda (Şek. 300, a), ampul parlak bir şekilde yanarken, alternatif akım durumunda (Şek. 300, b), parlaklık neredeyse algılanamaz. Doğru akımla yapılan deney anlaşılabilir: bobinin direnci küçük olduğundan, varlığı neredeyse akımı değiştirmez ve ampul parlak bir şekilde yanar. Bir bobin neden alternatif akımı zayıflatır? Demir çekirdeği yavaş yavaş bobinden çıkaracağız. Ampulün gittikçe ısındığını, yani çekirdek dışarı çıktıkça devredeki akımın arttığını göreceğiz. Çekirdek tamamen çıkarıldığında, bobinin dönüş sayısı çok büyük değilse ampulün akkorluğu neredeyse normale ulaşabilir. Ancak çekirdeğin uzaması bobinin endüktansını azaltır. Böylece, bir alternatif akım devresine dahil edilen düşük dirençli ancak yüksek endüktanslı bir bobinin bu akımı önemli ölçüde azaltabileceğini görüyoruz.

Pirinç. 300. Ampul, doğru (a) ve alternatif (b) akımın devresine dahildir. Ampule seri olarak bir bobin bağlanmıştır. Doğru akımda ışık parlaktır, alternatif akımda ise loştur.

Yüksek endüktanslı bir bobinin alternatif akım üzerindeki etkisini açıklamak da kolaydır. Alternatif akım, gücü artan veya azalan hızla değişen bir akımdır. Devredeki bu değişikliklerle, örn. d.s. devrenin endüktansına bağlı olan kendi kendine endüktans. Bunun yönü e. d.s. (§ 139'da gördüğümüz gibi), eylemi akımdaki bir değişikliği önleyecek, yani akımın genliğini ve dolayısıyla etkin değerini azaltacak şekildedir. Tellerin endüktansı küçük olduğu sürece bu ek e. d.s. ayrıca küçüktür ve etkisi neredeyse algılanamaz. Ancak büyük bir endüktansın varlığında bu ek e. d.s. alternatif akımın gücünü önemli ölçüde etkileyebilir.