Принцип работы конденсатора в цепи переменного тока: Конденсатор в цепи переменного тока: как работает, формулы, схема

Конденсаторы. Что это и для чего они нужны.

Конденсатор – распространенное двухполюсное устройство, применяемое в различных электрических цепях. Он имеет постоянную или переменную ёмкость и отличается малой проводимостью, он способен накапливать в себе заряд электрического тока и передавать его другим элементам в электроцепи.
Простейшие примеры состоят из двух пластинчатых электродов, разделенных диэлектриком и накапливающих противоположные заряды. В практических условиях мы используем конденсаторы с большим числом разделенных диэлектриком пластин.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Назначение конденсатора и принцип его работы – это распространенные вопросы, которыми задаются новички в электротехнике. В электрических схемах данные устройства могут использоваться с различными целями, но их основной функцией является сохранение электрического заряда, то есть, такое устройство получает электрический ток, сохраняет его и впоследствии передает в цепь. Для лучшего понимания принципа работы посмотрите статью про то, как сделать простой конденсатор своими руками.

Заряд конденсатора начинается при подключении электронного прибора к сети. В момент подключения прибора на электродах конденсатора много свободного места, потому электрический ток, поступающий в цепь, имеет наибольшую величину. По мере заполнения, электроток будет уменьшаться и полностью пропадет, когда ёмкость устройства будет полностью наполнена.

В процессе получения заряда электрического тока, на одной пластине собираются электроны (частицы с отрицательным зарядом), а на другой – ионы (частицы с положительным зарядом). Разделителем между положительно и отрицательно заряженными частицами выступает диэлектрик, в качестве которого могут использоваться различные материалы.

В момент подключения электрического устройства к источнику питания, напряжение в электрической цепи имеет нулевое значение. По мере заполнения ёмкостей напряжение в цепи увеличивается и достигает величины, равной уровню на источнике тока.

При отключении электрической цепи от источника питания и подключении нагрузки, конденсатор перестает получать заряд и отдает накопленный ток другим элементам. Нагрузка образует цепь между его пластинами, потому в момент отключения питания положительно заряженные частицы начнут двигаться по направлению к ионам.

Начальный ток в цепи при подключении нагрузки будет равняться напряжению на отрицательно заряженных частицах, разделенному на величину сопротивления нагрузки. При отсутствии питания конденсатор начнет терять заряд и по мере убывания заряда в ёмкостях, в цепи будет снижаться уровень напряжения и величины тока. Этот процесс завершится только тогда, когда в устройстве не останется заряда.

На рисунке выше представлена конструкция бумажного конденсатора:
а) намотка секции;
б) само устройство.
На этой картинке:

1.    Бумага;

2.    Фольга;

3.    Изолятор из стекла;

4.    Крышка;

5.    Корпус;

6.    Прокладка из картона;

7.    Оберточная бумага;

8.    Секции.

Ёмкость конденсатора считается важнейшей его характеристикой, от него напрямую зависит время полной зарядки устройства при подключении прибора к источнику электрического тока. Время разрядки прибора также зависит от ёмкости, а также от величины нагрузки. Чем выше будет сопротивление R, тем быстрее будет опустошаться ёмкость конденсатора.

В качестве примера работы конденсатора можно рассмотреть функционирование аналогового передатчика или радиоприемника. При подключении прибора к сети, конденсаторы, подключенные к катушке индуктивности, начнут накапливать заряд, на одних пластинах будут собираться электроды, а на других – ионы. После полной зарядки ёмкости устройство начнет разряжаться. Полная потеря заряда приведет к началу зарядки, но уже в обратном направлении, то есть, пластины имевшие положительный заряд в этот раз будут получать отрицательный заряд и наоборот.

НАЗНАЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОНДЕНСАТОРОВ

В настоящее время их используют практически во всех радиотехнических и различных электронных схемах.
В электроцепи переменного тока они могут выступать в качестве ёмкостного сопротивления. К примеру, при подключении конденсатора и лампочки к батарейке (постоянный ток), лампочка светиться не будет. Если же подключить такую цепь к источнику переменного тока, лампочка будет светиться, причем интенсивность света будет напрямую зависеть от величины ёмкости используемого конденсатора. Благодаря этим особенностям, они сегодня повсеместно применяются в цепях в качестве фильтров, подавляющих высокочастотные и низкочастотные помехи.

Конденсаторы также используются в различных электромагнитных ускорителях, фотовспышках и лазерах, благодаря способности накапливать большой электрический заряд и быстро передавать его другим элементам сети с низким сопротивлением, за счет чего создается мощный импульс.

Во вторичных источниках электрического питания их применяют для сглаживания пульсаций при выпрямлении напряжения.

Способность сохранять заряд длительное время дает возможность использовать их для хранения информации.

Использование резистора или генератора тока в цепи с конденсатором позволяет увеличить время заряда и разряда ёмкости устройства, благодаря чему эти схемы можно использовать для создания времязадающих цепей, не предъявляющих высоких требований к временной стабильности.

В светильниках применяется  для компенсации реактивной мощности.

Электрическая энергия, вырабатываемая генераторами электростанций, характеризуется их активной и реактивной мощностью. Активная мощность потребляется электроприемниками, преобразуясь в тепловую, механическую и другие виды энергии. Реактивная мощность характеризует электроэнергию, преобразуемую в энергию электрических и магнитных полей. В электрической сети и ее электроприемниках происходит процесс обмена энергией между электрическими и магнитными полями. Устройства, которые целенаправленно участвуют в этом процессе, называют источниками реактивной мощности(ИРМ). Такими устройствами могут быть не только генераторы электрических станций, но и синхронные компенсаторы, реакторы, конденсаторы, реактивной мощностью которых управляют по определенному закону регулирования с помощью специальных средств.

Реактивная мощность снижает эффективность использования всей энергосистемы, ее пытаются максимально снизить с помощью конденсаторных установок.

Электротехника

Евсюков А. А. Электротехника: Учеб. пособие для студентов физ. спец. пед. ин-тов.— М.: Просвещение, 1979.— 248 с. В пособии описаны линейные цепи переменного тока, трехфазные цепи, электрические измерения и приборы, трансформаторы, электрические машины переменного и постоянного токов, элементы автоматики, а также техника безопасности. Приведены основные правила работы в учебной электротехнической лаборатории. Оглавление ПРЕДИСЛОВИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА I. ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 1. ОДНОФАЗНЫЕ ЦЕПИ § 1.2. ПРИНЦИП ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОЙ СИНУСОИДАЛЬНОЙ ЭДС § 1.3. ДЕЙСТВУЮЩИЕ ЗНАЧЕНИЯ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ § 1.4. СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА § 1. 5. МЕТОД ВЕКТОРНЫХ ДИАГРАММ § 1.6. СОПРОТИВЛЕНИЯ В ЦЕПЯХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА § 1.7. ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С АКТИВНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ § 1.8. ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ИНДУКТИВНОСТЬЮ § 1.9. ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С АКТИВНО-ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ § 1.10. ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ЕМКОСТЬЮ § 1.11. ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С АКТИВНО-ЕМКОСТНОЙ НАГРУЗКОЙ § 1.12. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ R, L И С. КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ § 1.13. РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ § 1.14. РЕЗОНАНС ТОКОВ § 1.15. СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ § 1.16. ПРОВОДИМОСТЬ И РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ § 1.17. СИМВОЛИЧЕСКИЙ МЕТОД 2. ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ § 1.19. ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ § 1.20. СОЕДИНЕНИЕ ЗВЕЗДОЙ § 1.21. СОЕДИНЕНИЕ ТРЕУГОЛЬНИКОМ § 1.22. МОЩНОСТЬ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ ГЛАВА II. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ПРИБОРЫ § 2.3. ПОГРЕШНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ § 2.4. ОСНОВНЫЕ ДЕТАЛИ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ § 2.5. МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ § 2. 6. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРИБОРЫ § 2.7. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ § 2.8. ФЕРРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ § 2.9. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ВАТТМЕТРЫ § 2.10. ОДНОФАЗНЫЙ ФАЗОМЕТР § 2.11. ОДНОФАЗНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ СЧЕТЧИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ § 2.12. ОММЕТРЫ § 2.13. ЛОГОМЕТРЫ § 2.14. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ § 2.15. ДЕТЕКТОРНЫЕ ПРИБОРЫ § 2.16. ШКОЛЬНЫЕ ДЕМОНСТРАЦИОННЫЕ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ § 2.17. ПОНЯТИЕ О ЦИФРОВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРАХ § 2.18. ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ § 2.19. ИЗМЕРЕНИЕ ЭНЕРГИИ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ § 2.20. СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ § 2.21. ПОНЯТИЕ ОБ ИЗМЕРЕНИЯХ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ ГЛАВА III. ТРАНСФОРМАТОРЫ § 3.2. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРА § 3.3. ХОЛОСТОЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРА § 3.4. РАБОЧИЙ РЕЖИМ ТРАНСФОРМАТОРА § 3.5. КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ТРАНСФОРМАТОРА § 3.6. ТРЕХФАЗНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ § 3.7. КОНСТРУКЦИИ ТРАНСФОРМАТОРОВ § 3. 8. АВТОТРАНСФОРМАТОР § 3.9. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ Глава IV. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ. ВЫПРЯМИТЕЛИ 4.1. ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ И ЭЛЕМЕНТОВ § 4.2. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ § 4.3. ТИРИСТОРЫ § 4.4. ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ ВЫПРЯМЛЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА § 4.5. ПРИМЕНЕНИЕ ТИРИСТОРОВ ДЛЯ ВЫПРЯМЛЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА § 4.6. СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ § 4.7. ПОНЯТИЕ ОБ ИНВЕРТОРАХ § 4.8. ФЕРРОРЕЗОНАНС В НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ § 4.9. ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ § 4.10. ШКОЛЬНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ ГЛАВА V. МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА § 5.1. КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА § 5.2. ПРИНЦИП РАБОТЫ И УСТРОЙСТВО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.3. СОЗДАНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМОЙ § 5.4. СКОРОСТЬ ВРАЩЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ. ТИПЫ ОБМОТОК СТАТОРА § 5.5. СКОЛЬЖЕНИЕ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ § 1.6. МАГНИТНЫЙ ПОТОК ЭДС И ТОКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.7. ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5. 8. АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С КОНТАКТНЫМИ КОЛЬЦАМИ § 5.9. РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.10. ПУСК В ХОД АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ § 5.11. РЕВЕРСИРОВАНИЕ И РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ § 5.12. ОДНОФАЗНЫЕ АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ § 5.13. ПРИМЕНЕНИЕ ТРЕХФАЗНЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ § 5.14. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА § 5.15. ЭДС СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА § 5.16. РЕАКЦИЯ ЯКОРЯ § 5.17. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА § 5.18. УПРОЩЕННАЯ ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА § 5.19. РАБОТА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ПАРАЛЛЕЛЬНО С СЕТЬЮ § 5.20. ОБРАТИМОСТЬ СИНХРОННЫХ МАШИН. ПРИНЦИП РАБОТЫ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.21. ПУСК И ОСТАНОВКА СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.22. ВЛИЯНИЕ ТОКА ВОЗБУЖДЕНИЯ НА РАБОТУ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ. СИНХРОННЫЙ КОМПЕНСАТОР § 5.23. РЕАКТИВНЫЕ СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ § 5.24. ПРИМЕНЕНИЕ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ГЛАВА VI. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА § 6. 2. ПРИНЦИП РАБОТЫ И УСТРОЙСТВО ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА. ТИПЫ ОБМОТОК ЯКОРЯ § 6.3. ЭДС И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ МОМЕНТ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА § 6.4. РЕАКЦИЯ ЯКОРЯ § 6.5. КОММУТАЦИЯ § 6.6. СПОСОБЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ ГЕНЕРАТОРОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА § 6.7. ОБРАТИМОСТЬ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА. ДВИГАТЕЛИ § 6.8. ДВИГАТЕЛЬ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО И НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ § 6.9. ДВИГАТЕЛЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ § 6.10. ДВИГАТЕЛЬ СМЕШАННОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ § 6.11. КОЛЛЕКТОРНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ГЛАВА VII. ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ § 7.2. РЕЛЕ § 7.3. ДАТЧИКИ § 7.4. АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ § 7.5. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ § 7.6. АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ § 7.7. ТЕЛЕМЕХАНИКА § 7.8. КОМПЛЕКСНАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ ГЛАВА VIII. ПРОИЗВОДСТВО, ПЕРЕДАЧА И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ § 8.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ § 8.2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ § 8.3. ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ § 8.4. АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ ГЛАВА IX. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ ГЛАВА X. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ § 10.1. ОПАСНОСТЬ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ ДЛЯ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА § 10.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА § 10.3. ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ § 10.4. ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ЗАЗЕМЛЕНИЕ НА НЕЙТРАЛЬ (ЗАНУЛЕНИЕ) § 10.5. ЗАЩИТНЫЕ СРЕДСТВА И КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК § 10.6. ОКАЗАНИЕ ПЕРВОЙ ПОМОЩИ ПОРАЖЕННОМУ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ § 10.7. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ В УЧЕБНЫХ ЛАБОРАТОРИЯХ ЛИТЕРАТУРА

Capacitor Basic: как работают конденсаторы?

Конденсаторы накапливают электрическую энергию за счет накопления зарядов на электродах и обычно используются вместе с катушками индуктивности для формирования схемы LC-генератора. Принцип работы конденсатора заключается в том, что электрический заряд будет двигаться под действием силы в электрическом поле. Когда между проводниками есть среда, электрический заряд не может двигаться, и электрический заряд накапливается на проводнике, что приводит к накоплению электрического заряда.

Каталог

Ⅰ Введение

Принцип работы конденсатора заключается в накоплении электрической энергии за счет накопления заряда на электроде, и он обычно используется вместе с катушкой индуктивности для формирования колебательного контура LC. Принцип работы конденсатора заключается в том, что заряд будет двигаться под действием силы электрического поля. Когда между проводниками есть среда, она будет препятствовать движению заряда и вызывать накопление заряда на проводнике, что приводит к накоплению заряда. Конденсаторы являются одним из электронных компонентов, используемых в большом количестве электронного оборудования, поэтому они широко используются в блокировке постоянного тока, соединении, обходе, фильтрации, контуре настройки, преобразовании энергии, цепи управления и т. д.

В некотором смысле конденсаторы немного похожи на батареи. Хотя они работают совершенно по-разному, они оба могут накапливать электрическую энергию. Если вы изучили принцип работы батареи, то должны знать, что батарея имеет два электрода. Внутри батареи химическая реакция заставляет один электрод генерировать электроны, а другой электрод поглощает электроны. Конденсатор устроен намного проще, и он не может производить электроны — он их только хранит.

Конденсаторы, резисторы и катушки индуктивности также называют тремя основными пассивными компонентами, и их годовой объем производства достиг около 2 триллионов единиц по всему миру. Наиболее широко используемыми конденсаторами являются керамические конденсаторы. В то же время различные типы конденсаторов, такие как пленочные конденсаторы с отличной изоляцией и стабильностью, электролитические конденсаторы, известные своей большой емкостью и т. д., также используются людьми со своими соответствующими преимуществами и характеристиками.

Ⅱ Как работают конденсаторы?

Как и батарея, конденсатор также имеет два электрода. Внутри конденсатора эти два электрода соединены с двумя металлическими пластинами, разделенными диэлектриком. Диэлектриком может быть воздух, бумага, пластик или любой другой материал, который не проводит электричество и предотвращает контакт двух металлических полюсов друг с другом. Используя два куска алюминиевой фольги и лист бумаги, вы можете легко сделать конденсатор. Хотя сделанный вами конденсатор не идеален с точки зрения емкости, он работает.

 Основная конструкция конденсатора

Основная конструкция конденсатора состоит из двух электродов (металлических пластин), обращенных друг к другу. При приложении постоянного напряжения (В) к двум электродам электроны мгновенно собираются на одном из электродов, электрод заряжается отрицательно, а другой электрод находится в состоянии недостатка электронов, который заряжен положительно. Это состояние сохраняется после отключения постоянного напряжения. То есть электрический заряд (Q) накапливается между двумя электродами. Между электродами вставлен диэлектрик (керамика, полиэтиленовая пленка и т.п.). Поляризация диэлектрика увеличивает накопленный заряд. Показатель, показывающий, сколько заряда хранится в конденсаторе, называется емкостью (С).

Конденсатор в электронной схеме показан на рисунке:

Давайте посмотрим, что произойдет, когда мы соединим конденсатор и батарею вместе:

батарея будет поглощать электроны, генерируемые батареей; Металлическая пластина на конденсаторе, подключенная к положительному электроду батареи, высвобождает электроны в батарею.

В цепи движение заряда образует ток. Из-за отталкивающего действия изоэлектрического заряда ток наибольший в начале движения заряда, а затем постепенно уменьшается; а заряд конденсатора наименьший в начале движения заряда, который равен нулю. Емкость заряда постепенно увеличивается, а напряжение между двумя металлическими пластинами постепенно увеличивается. Когда оно становится равным напряжению источника питания, зарядка завершается и ток уменьшается до нуля.

После зарядки конденсатор и батарея имеют одинаковое напряжение (если напряжение батареи 1,5 вольта, напряжение конденсатора тоже 1,5 вольта). Маленькие конденсаторы имеют меньшую емкость, но большие конденсаторы могут удерживать много зарядов. Например, конденсатор размером с банку газировки может удерживать заряд, достаточный для того, чтобы зажечь лампочку фонарика на несколько минут. Когда вы видите молнию в небе, вы видите огромный конденсатор, один из которых — темное облако в небе, другой — земля. Молния – это явление высвобождения заряда между двумя “полюсами” темного облака и землей. Очевидно, такой огромный конденсатор может вместить много зарядов!

Далее предположим, что вы подключили конденсатор к цепи следующим образом:

У вас есть батарея, лампочка и конденсатор. Если конденсатор очень большой, то вы увидите, что после подключения аккумулятора ток идет от аккумулятора к конденсатору, чтобы зарядить его, и лампочка загорится. Лампочка будет постепенно тускнеть, и, наконец, как только конденсатор достигнет своей емкости, лампочка сразу же погаснет. Затем вы можете извлечь аккумулятор и заменить его куском провода. Ток будет течь от одного полюса конденсатора к другому. В этот момент лампочка снова загорится ярко, но вскоре лампочка постепенно тускнеет. Наконец, конденсатор разряжается (количество электронов на двух полюсах конденсатора одинаково), и лампочка снова гаснет.

В цепи движение заряда образует ток. Из-за притяжения встречного заряда ток максимален в начале процесса разряда, а затем постепенно снижается; зарядная емкость конденсатора максимальна в начале процесса разрядки и затем постепенно уменьшается. Когда мощность снижается до нуля, разрядка завершается, и ток уменьшается до нуля.

После зарядки конденсатора ток в цепи не течет, поэтому конденсатор может блокировать постоянный ток. В цепи постоянного тока это можно рассматривать как разомкнутую цепь.

Процесс зарядки конденсатора — это процесс накопления заряда. Когда конденсатор подключен к источнику питания постоянного тока, заряд на металлической пластине, подключенной к положительному электроду источника питания, будет двигаться к металлической пластине, подключенной к отрицательному электроду источника питания, под действием силы электрического поля. Так что металлическая пластина, подключенная к положительному полюсу источника питания, теряет заряд и заряжается положительно. Металлическая пластина, подключенная к отрицательному полюсу источника питания, заряжается отрицательно (заряды двух металлических пластин равны, а знаки противоположны), и конденсатор начинает заряжаться.

Процесс разрядки — это процесс высвобождения накопившегося заряда конденсатора. Когда заряженный конденсатор находится на замкнутом пути без питания, заряд на отрицательно заряженной металлической пластине будет направлен на положительно заряженный металл под действием силы электрического поля. Пластина убегает, так что положительный и отрицательный заряды нейтрализуются, и конденсатор начинает разряжаться.

 Заряд, накопленный в конденсаторе

Роль конденсатора можно визуально описать водонапорной башней, соединенной с водопроводом. Водонапорная башня может быть использована для «аккумулирования» напора воды – когда вода, подаваемая водяным насосом системы водоснабжения, превышает количество воды, требуемой городом, избыточная вода будет храниться в водонапорной башне. Затем, когда спрос на воду высок, избыточная вода будет вытекать из водонапорной башни для поддержания давления воды. Точно так же конденсаторы хранят электроны. 918, или 62,5 миллиарда) электронов. 1 ампер представляет скорость потока электронов, протекающих через 1 кулон электронов в секунду. Следовательно, конденсатор емкостью 1 Ф может хранить 1 ампер-секунду электронов при напряжении 1 вольт.

Конденсатор 1F обычно довольно большой. В зависимости от допуска конденсатора по напряжению он может быть размером с банку тунца или литровую бутылку газировки. Поэтому конденсаторы, которые вы видите, обычно измеряются в микрофарадах (частях на миллион).

Чтобы понять, насколько велик метод 1, его можно рассчитать следующим образом:

Типичная щелочная батарея типа АА хранит около 2,8 ампер-часов электричества. Это означает, что батарея AA может производить ток силой 2,8 ампера в течение 1 часа при напряжении 1,5 вольта (около 4,2 ватт-часа, то есть батарея AA может поддерживать непрерывное горение 4-ваттной лампочки чуть более часа).

Для удобства расчета мы просто посчитали напряжение батарейки АА за 1 вольт. Для хранения энергии одной батарейки АА в конденсаторе необходим конденсатор емкостью 3600 * 2,8 = 10 080 Ф , поскольку 1 ампер-час эквивалентен 3600 ампер-секундам.

Если емкость 1 метода необходимо сохранить с помощью конденсатора размером с тунца, то размер батарейки АА ничто по сравнению с размером конденсатора метода 10 080! Очевидно, что если конденсатор не обладает высоким выдерживаемым напряжением, нецелесообразно использовать конденсатор для накопления большого количества энергии.

Ⅳ Основное применение конденсаторов

1.

Конденсатор, подключенный между положительным и отрицательным полюсами выхода постоянного тока модуля питания, может отфильтровывать ненужные компоненты переменного тока в модуле постоянного тока, которые могут мощность постоянного тока более плавная.

Конденсатор, подключенный между положительным и отрицательным полюсами источника питания схемы усилителя, может предотвратить паразитные колебания, вызванные положительной обратной связью, образованной внутренним сопротивлением источника питания.

В цепи сигналов переменного и постоянного тока подключите конденсатор параллельно двум концам резистора или подключите к общему потенциалу из определенной точки цепи. Вы можете установить путь для сигнала переменного тока или импульсного сигнала, чтобы избежать компонентов сигнала переменного тока. Затухание падения напряжения из-за сопротивления.

В цепи обработки сигналов переменного тока она используется для соединения источника сигнала и схемы обработки сигналов или в качестве межкаскадного соединения двух усилителей. Он используется для отключения постоянного тока, поэтому сигнал переменного тока или импульсный сигнал будут проходить. А рабочие точки постоянного тока цепей переднего и заднего усилителя не влияют друг на друга.

К обоим концам колебательной катушки резонансного контура подключен конденсатор, который играет роль выбора частоты колебаний.

Вспомогательные конденсаторы, подключенные параллельно основному конденсатору резонансного контура. Регулировкой этого конденсатора можно расширить частотный диапазон колебательного сигнала.

Конденсаторы подключены параллельно между базой и эмиттером триодного усилителя для формирования цепи отрицательной обратной связи для подавления автоколебаний, вызванных емкостью между триодами.

Конденсатор играет роль в стабилизации частоты колебаний в колебательном контуре.

Конденсатор, включенный последовательно с резистором R в цепи постоянной времени RC, может определять время заряда и разряда.

Подключение к цепи обратной связи генератора для ускорения процесса положительной обратной связи и увеличения амплитуды сигнала колебаний.

Подключается последовательно со вспомогательной обмоткой однофазного двигателя для обеспечения пускового напряжения переменного тока со сдвигом по фазе для двигателя и отключается от вспомогательной обмотки после нормальной работы двигателя .

Соединяются последовательно со вторичной обмоткой однофазного двигателя для обеспечения сдвинутого по фазе переменного тока для вторичной обмотки двигателя. Когда двигатель работает нормально, он подключается последовательно со вспомогательной обмоткой.

Рекомендуемая статья:

Что такое развязывающий конденсатор?

Основные сведения о пленочных конденсаторах

Примечания о принципе работы цепи питания переменного тока?

Как известно, электродвижущая сила и ток в переменном токе изменяются непрерывно относительно времени. Расчет мощности цепи переменного тока является сложной задачей, поскольку эти два свойства постоянно меняются. Мощность можно рассчитать, произведя произведение напряжения на время. Рассчитав мгновенную мощность цепи, мы можем рассчитать мощность цепи переменного тока. Средняя мощность цепи переменного тока равна P _av = (ഽ ₀ ^T VI dt) / (ഽ ₀ ^T  dt)

В силовой цепи переменного тока течет переменный ток. Ток, который меняет свою полярность и величину в обычное время, известен как переменный ток. Его также можно определить как ток, который многократно меняется и меняет свое направление на противоположное. Направление переменного тока всегда противоположно направлению постоянного тока (DC). Многие промышленные системы, а также бытовые системы имеют приборы, которые состоят из цепей переменного тока и питаются переменным током. Электрический ток может проходить в электрических цепях как переменный ток и постоянный ток. В силовых цепях переменного тока много общих компонентов. Некоторыми из этих компонентов являются конденсатор, катушка индуктивности и резистор.

Принцип работы цепи переменного тока 

Принцип работы цепи переменного тока прост. Переменный ток генерируется через генератор переменного тока, если магнит или магнитное поле вращаются вместе с неподвижным набором проводов или катушек. Можно также сказать, что если какую-либо катушку вращать вокруг постоянного магнитного поля, то с помощью генератора переменного тока устанавливается переменный ток. Генератор переменного тока также известен как генератор переменного тока. Принцип силовой цепи переменного тока помогает более точно построить силовую цепь переменного тока.

Цепь переменного тока, подключенная к резистору 

Рассмотрим резистор, подключенный как источник переменного напряжения. Следуя петлевому правилу Кирхгофа, мгновенное напряжение, входящее в петлю цепи переменного тока, будет равно vR (t) = VO sin wt. Мгновенный ток через контур цепи переменного тока определяется выражением iR = vR (t)/ R = (VO sin wt)/ R = Io sin wt.

Здесь амплитуда переменного тока будет представлена ​​как IO = VO / R. Графические представления, которые дают соотношение фаз между током и напряжением, используются для анализа цепей переменного тока. Эти представления также известны как векторные диаграммы. Здесь w представляет угловую частоту. Отношения двух заданных длин векторной диаграммы представляют сопротивление. Это связано с тем, что один выражает вектор напряжения, а другой – вектор тока.

Цепь переменного тока, соединенная с конденсатором

Рассмотрим конденсатор, подключенный к источнику переменного напряжения в цепи переменного тока. Согласно правилу Кирхгофа контура, напряжение в любой момент контура на конденсаторе будет равно vc(t) = VO sin wt. Q = резюме. дает заряд в любом конденсаторе; эта формула будет верна в любой момент в цепи переменного тока для напряжения. В результате мгновенный заряд конденсатора, подключенного к цепи переменного тока, определяется выражением q(t) = C * vc (t) = CVO sin wt. Текущая скорость, с которой заряд входит или выходит из цепи переменного тока. Этот ток определяется выражением ic (t) = dq (t)/dt = wCVO cos wt = IO cos wt.

Здесь амплитуда тока определяется как I0 = wCVO.

Разделив VO на IO, мы получим уравнение, очень похожее на низкое значение омов. VO / IO = 1/ wC = XC. Величина XC также известна как емкостное сопротивление конденсатора, подключенного к цепи переменного тока. XC обратно пропорциональна частоте источника переменного тока.

Среднеквадратичное значение тока или среднеквадратичное значение тока в цепи переменного тока, к которой подключен конденсатор, определяется как IRMS = IO / √2. Здесь IO — пиковое значение тока в системе переменного тока.

Среднеквадратичное значение напряжения или среднеквадратичное значение напряжения в цепи переменного тока, к которой подключен конденсатор, определяется как VRMS = VO / √2. Здесь IO — пиковое значение тока в системе переменного тока.

Напряжение в цепи переменного тока постоянно реверсивное; вот почему среднеквадратичное значение тока постоянно меняется. Если частота этой системы станет равной нулю, то XC станет бесконечностью. Ток становится равным нулю, когда конденсатор заряжается.

Цепь переменного тока, соединенная с катушкой индуктивности 

Рассмотрим катушку индуктивности, подключенную к источнику напряжения в цепи переменного тока. Используя правило петли Кирхгофа, напряжение, проходящее через катушку индуктивности L, будет равно

vL (t) = VO sin wt.