>> Fysikk Grad 11 >> Kondensator i en krets vekselstrøm

§ 33 AC-KAPASITOR

Likestrøm kan ikke flyte gjennom en krets som inneholder en kondensator. Faktisk, i dette tilfellet, viser kretsen seg å være åpen, siden kondensatorplatene er atskilt av et dielektrikum.

Vekselstrøm kan flyte gjennom en krets som inneholder en kondensator. Dette kan verifiseres ved et enkelt eksperiment.

La oss ha kilder til like- og vekselspenninger, og likespenningen ved kildens terminaler er lik den effektive verdien av vekselspenningen. Kretsen består av en kondensator og en glødelampe (fig. 4.13) koblet i serie. Når den er slått på konstant spenning(bryteren dreies til venstre, kretsen er koblet til punktene AA") lyser ikke lampen. Men når AC-spenningen er slått på (bryteren dreies til høyre, kobles kretsen til punktene BB). ") lyser lampen hvis kapasitansen til kondensatoren er stor nok.

Hvordan kan vekselstrøm flyte gjennom kretsen hvis den faktisk er åpen (ladninger kan ikke bevege seg mellom kondensatorplatene)? Saken er at det er en periodisk lading og utlading av kondensatoren under påvirkning av en vekselspenning. Strømmen som flyter i kretsen når kondensatoren lades opp, varmer opp lampens glødetråd.

La oss fastslå hvordan strømstyrken endres over tid i en krets som bare inneholder en kondensator, hvis motstanden til ledningene og kondensatorplatene kan neglisjeres (fig. 4.14).

Kondensatorspenning

Strømstyrken, som er den deriverte av ladningen med hensyn til tid, er lik:

Følgelig er strømsvingninger foran i fase av spenningsfluktuasjoner på kondensatoren med (fig. 4.15).

Amplituden til strømstyrken er:

I m = U m C. (4,29)

Hvis vi innfører betegnelsen

og i stedet for amplitudene til strømmen og spenningen, bruk deres effektive verdier, så får vi

Verdien av X c, den resiproke av produktet C av den sykliske frekvensen og den elektriske kapasitansen til kondensatoren, kalles kapasitans. Rollen til denne mengden er lik rollen til aktiv motstand R i Ohms lov (se formel (4.17)). Den effektive verdien av strømstyrken er relatert til den effektive verdien av spenningen over kondensatoren på samme måte som strømstyrken og spenningen er relatert i henhold til Ohms lov for en del av DC-kretsen. Dette lar oss vurdere verdien av X med som motstanden til kondensatoren mot vekselstrøm (kapasitans).

Jo større kapasitansen til kondensatoren er, desto større blir ladestrømmen. Dette er lett å oppdage ved å øke glødelampen med en økning i kapasitansen til kondensatoren. Mens DC-motstanden til en kondensator er uendelig, er AC-motstanden endelig Xc. Når kapasiteten øker, minker den. Den avtar også med økende frekvens.

Avslutningsvis bemerker vi at i løpet av en fjerdedel av perioden når kondensatoren er ladet til maksimal spenning, kommer energi inn i kretsen og lagres i kondensatoren i form av energi elektrisk felt. I neste kvartal av perioden, når kondensatoren er utladet, returneres denne energien til nettverket.

Motstanden til en krets med en kondensator er omvendt proporsjonal med produktet av den sykliske frekvensen og den elektriske kapasiteten. Svingninger i strøm er foran i fase av spenningssvingninger med .

1. Hvordan er de effektive verdiene​ for strøm og spenning på en kondensator i en vekselstrømkrets relatert!
2. Frigjøres energi i en krets som kun inneholder en kondensator, hvis den aktive motstanden til kretsen kan neglisjeres!
3. Strømbryteren er en slags kondensator. Hvorfor åpner bryteren kretsen pålitelig!

Hva er vekselstrøm

Hvis vi vurderer likestrøm, kan det hende at den ikke alltid er helt konstant: spenningen ved utgangen til kilden kan avhenge av belastningen eller graden av utladning av batteriet eller det galvaniske batteriet. Selv med en konstant stabilisert spenning er strømmen i den eksterne kretsen avhengig av belastningen, noe som bekrefter Ohms lov. Det viser seg at dette heller ikke er helt likestrøm, men en slik strøm kan heller ikke kalles veksel, siden den ikke endrer retning.

En variabel kalles vanligvis en spenning eller strøm, hvis retning og størrelse ikke endres under påvirkning av eksterne faktorer, for eksempel laster, men ganske "uavhengig": dette er hvordan generatoren produserer det. I tillegg bør disse endringene være periodiske, dvs. gjentakende etter en viss tidsperiode, kalt en periode.

Hvis spenningen eller strømmen endres tilfeldig, uten å bry seg om periodisiteten og andre regelmessigheter, kalles et slikt signal støy. Et klassisk eksempel er «snø» på en TV-skjerm med svakt bakkesignal. Eksempler på noen periodiske elektriske signaler er vist i figur 1.

For likestrøm er det bare to egenskaper: dette er polariteten og kildespenningen. Når det gjelder vekselstrøm, er disse to mengdene tydeligvis ikke nok, så flere parametere vises: amplitude, frekvens, periode, fase, øyeblikkelig og effektiv verdi.

Bilde 1.

Oftest innen teknologi må man forholde seg til sinusformede svingninger, og ikke bare innen elektroteknikk. Se for deg et bilhjul. Ved jevn kjøring på en god plan vei, beskriver midten av hjulet en rett linje parallelt med veibanen. Samtidig beveger ethvert punkt på periferien av hjulet seg langs en sinusformet i forhold til den rette linjen som nettopp er nevnt.

Dette kan bekreftes av figur 2, som viser en grafisk metode for å konstruere en sinusoid: den som lærte tegning godt, han forstår perfekt hvordan slike konstruksjoner utføres.

Figur 2.

Fra skolefysikkkurset er det kjent at sinusoiden er den vanligste og egnet for å studere den periodiske kurven. På nøyaktig samme måte oppnås sinusformede oscillasjoner i generatorer, noe som skyldes deres mekaniske utforming.

Figur 3 viser en graf av en sinusformet strøm.

Figur 3

Det er lett å se at størrelsen på strømmen varierer med tiden, så y-aksen er angitt i figuren som i(t), - en funksjon av strømmen fra tid. Hele perioden for strømmen er angitt med en heltrukket linje og har en periode T. Hvis du starter fra origo, kan du se at strømmen først øker, når Imax, går gjennom null, avtar til -Imax, hvoretter den øker og når null. Så begynner neste periode, som vises med den stiplede linjen.

Som matematisk formel gjeldende oppførsel skrives som følger: i(t)= Imax*sin(ω*t±φ).

Her er i(t) den øyeblikkelige verdien av strømmen, som avhenger av tid, Imax er amplitudeverdien (maksimalt avvik fra likevektstilstanden), ω er den sirkulære frekvensen (2*π*f), φ er fasevinkelen .

Sirkulær frekvens ω måles i radianer per sekund, fasevinkel φ måles i radianer eller grader. Sistnevnte gir mening bare når det er to sinusformede strømmer. For eksempel, i kretser med strøm leder spenningen med 90˚ eller nøyaktig en fjerdedel av perioden, som er vist i figur 4. Hvis det bare er en sinusformet strøm, kan du flytte den langs ordinataksen som du vil, og ingenting vil endre seg fra dette.

Figur 4 I kretser med kondensator leder strømmen spenningen med en kvart periode.

Den fysiske betydningen av den sirkulære frekvensen ω er hvilken vinkel i radianer sinusoiden vil "løpe" på ett sekund.

Periode - T er tiden det tar for sinusbølgen å fullføre en fullstendig svingning. Det samme gjelder vibrasjoner av annen form, for eksempel rektangulære eller trekantede. Perioden måles i sekunder eller mindre enheter: millisekunder, mikrosekunder eller nanosekunder.

En annen parameter for ethvert periodisk signal, inkludert en sinusformet, er frekvensen, hvor mange svingninger signalet vil gjøre på 1 sekund. Frekvensenheten er hertz (Hz), oppkalt etter 1800-tallsforskeren Heinrich Hertz. Så frekvensen på 1 Hz er ikke mer enn en svingning / sekund. For eksempel er frekvensen til belysningsnettverket 50 Hz, det vil si nøyaktig 50 perioder av sinusformen per sekund.

Hvis den nåværende perioden er kjent (du kan), vil formelen hjelpe deg med å finne ut frekvensen til signalet: f \u003d 1 / T. I dette tilfellet, hvis tiden er uttrykt i sekunder, vil resultatet være i Hertz. Omvendt, T=1/f, frekvens i Hz, tid er i sekunder. For eksempel når perioden vil være 1/50=0,02 sek, eller 20 millisekunder. I elektrisitet brukes høyere frekvenser oftere: kHz - kilohertz, MHz - megahertz (tusenvis og millioner av svingninger per sekund), etc.

Alt som er sagt for strøm er også sant for vekselspenning: det er nok å ganske enkelt endre bokstaven I til U i fig. 6. Formelen vil se slik ut: u(t)=Umax*sin(ω*t± φ).

Disse forklaringene er tilstrekkelige til å komme tilbake til erfaringer med kondensatorer og forklare deres fysiske betydning.

Kondensatoren leder vekselstrøm, som ble vist i kretsen i figur 3 (se artikkel -). Lysstyrken til lampens lys øker når en ekstra kondensator kobles til. Når kondensatorer er koblet parallelt, summeres deres kapasitans ganske enkelt, så vi kan anta at kapasitansen Xc avhenger av kapasitansen. I tillegg avhenger det også av frekvensen til strømmen, og derfor ser formelen slik ut: Xc=1/2*π*f*C.

Det følger av formelen at med en økning i kapasitansen til kondensatoren og frekvensen til vekselspenningen, reduseres reaktansen Xc. Disse avhengighetene er vist i figur 5.

Figur 5. Kondensatorreaktans kontra kapasitans

Hvis vi erstatter frekvensen i Hertz i formelen, og kapasitansen i Farads, vil resultatet være i Ohm.

Blir kondensatoren varm?

La oss nå huske opplevelsen med en kondensator og en elektrisk måler, hvorfor spinner den ikke? Faktum er at måleren teller aktiv energi når forbrukeren er en ren aktiv last, for eksempel glødelamper, en vannkoker eller en elektrisk komfyr. For slike forbrukere er spenning og strøm i fase, har samme fortegn: hvis du multipliserer to negative tall (spenning og strøm under en negativ halvsyklus), er resultatet, i henhold til matematikkens lover, fortsatt positivt. Derfor er kraften til slike forbrukere alltid positiv, dvs. går inn i lasten og frigjøres som varme, som vist i figur 6 med den stiplede linjen.

Figur 6

I tilfellet når en kondensator er inkludert i AC-kretsen, er strømmen og spenningen ute av fase: strømmen leder spenningen med 90˚, noe som fører til at en kombinasjon oppnås når strømmen og spenningen har forskjellige tegn.

Figur 7

I disse øyeblikkene er kraften negativ. Med andre ord, når strømmen er positiv, lades kondensatoren, og når den er negativ, gis den lagrede energien tilbake til kilden. Derfor viser det seg i gjennomsnitt med nuller, og det er rett og slett ingenting å telle her.

Kondensatoren, hvis den selvfølgelig er brukbar, vil ikke engang varmes opp i det hele tatt. Derfor ofte en kondensator kalles en wattløs motstand, som gjør at den kan brukes i transformatorløse strømforsyninger med lav effekt. Selv om slike blokker ikke anbefales på grunn av deres fare, er det fortsatt nødvendig å gjøre dette noen ganger.

Før du installerer i en slik blokk bråkjølende kondensator, bør det sjekkes ved å bare koble den til nettverket: hvis kondensatoren ikke har blitt varmet opp på en halv time, kan den trygt inkluderes i kretsen. Ellers må den rett og slett kastes uten å angre.

Hva viser voltmeteret?

Ved produksjon og reparasjon av forskjellige enheter, men ikke veldig ofte, er det nødvendig å måle vekselspenninger og jevne strømmer. Hvis sinusoiden oppfører seg så urolig, så opp, så ned, hva vil et vanlig voltmeter vise?

Gjennomsnittsverdien til et periodisk signal, i dette tilfellet en sinusformet, beregnes som arealet avgrenset av x-aksen og den grafiske representasjonen av signalet, delt på 2*π radianer, eller perioden til sinusoiden. Siden de øvre og nedre delene er nøyaktig like, men har forskjellige tegn, er gjennomsnittsverdien av sinusoiden null, og det er ikke nødvendig å måle det i det hele tatt, og til og med rett og slett meningsløst.

Derfor måleverktøy viser oss RMS-verdien til spenning eller strøm. RMS er verdien av den periodiske strømmen ved hvilken samme mengde varme frigjøres på samme belastning som på DC. Med andre ord lyser lyspæren med samme lysstyrke.

Dette er beskrevet med formler som dette: Iavr = 0,707 * Imax = Imax / √2 for spenning, formelen er den samme, det er nok å endre en bokstav Uavr = 0,707 * Umax = Umax / √2. Dette er verdiene som vises av måleren. De kan erstattes med formler ved beregning i henhold til Ohms lov eller ved beregning av effekt.

Men dette er ikke alt en kondensator er i stand til i et AC-nettverk. Den neste artikkelen vil se på bruken av kondensatorer i pulskretser, filtre med høye og lave frekvenser, i generatorer av sinusformede og rektangulære impulser.

På ladning av en kondensator.

La oss lukke kjeden. Kretsen vil lade kondensatoren. Dette betyr at en del av elektronene fra venstre side av kondensatoren vil gå inn i ledningen, og samme antall elektroner vil gå fra ledningen til høyre side av kondensatoren. Begge platene vil bli ladet med motsatte ladninger av samme størrelse.

Mellom platene i dielektrikumet vil være elektrisk felt.

La oss nå bryte kjeden. Kondensatoren forblir oppladet. Vi vil forkorte foringen med et stykke ledning. Kondensatoren utlades umiddelbart. Dette betyr at et overskudd av elektroner vil gå inn i ledningen fra høyre plate, og mangel på elektroner vil gå inn i ledningen til venstre plate. På begge plater av elektroner vil være det samme, vil kondensatoren bli utladet.

Hvilken spenning er kondensatoren ladet til?

Den lader opp til spenningen som påføres den fra strømkilden.

Kondensatormotstand.

La oss lukke kjeden. Kondensatoren begynte å lade og ble umiddelbart en kilde for strøm, spenning, E.D.S.. Figuren viser at E.D.S.-en til kondensatoren er rettet mot strømkilden som lader den.

Motstand elektromotorisk kraft av en ladet kondensator kalles ladningen til denne kondensatoren kapasitiv reaktans.

All energien som brukes av strømkilden for å overvinne den kapasitive motstanden, konverteres til energien til det elektriske feltet til kondensatoren. Når kondensatoren er utladet, vil all energien til det elektriske feltet gå tilbake til kretsen i form av energi elektrisk strøm. Dermed er kapasitansen reaktiv, dvs. uten å forårsake irreversibelt tap av energi.

Hvorfor går ikke likestrøm gjennom en kondensator, mens vekselstrøm gjør det?

Slå på DC-kretsen. Lampen blinker av og på, hvorfor? Fordi kondensatorens ladestrøm passerte i kretsen. Så snart kondensatoren er ladet til batterispenningen, vil strømmen i kretsen stoppe.

La oss nå lukke AC-kretsen. I første kvartal av perioden øker spenningen på generatoren fra 0 til maksimalt. Kretsen lader en kondensator. I andre kvartal av perioden synker spenningen på generatoren til null. Kondensatoren utlades gjennom generatoren. Etter det lades kondensatoren og lades ut igjen. Således, i kretsen er det strømmer av ladning og utladning av kondensatoren. Lampen vil være på konstant.

I en krets med en kondensator flyter strømmen i hele den lukkede kretsen, inkludert i kondensatorens dielektrikum. I en ladekondensator dannes det et elektrisk felt som polariserer dielektrikumet. Polarisering er rotasjonen av elektroner i atomer i langstrakte baner.

Den samtidige polariseringen av et stort antall atomer danner en strøm kalt forskyvningsstrøm. Dermed flyter strømmen i ledningene og i dielektrikumet, og samme verdi.

Kapasitansen til en kondensator bestemmes av formelen

Når vi ser på grafen, konkluderer vi: strømmen i en krets med ren kapasitiv motstand leder spenningen med 90 0 .

Spørsmålet oppstår hvordan strømmen i kretsen kan lede spenningen på generatoren? I kretsen flyter strømmen fra to strømkilder etter tur, fra generatoren og fra kondensatoren. Når generatorspenningen er null, er strømmen i kretsen maksimal. Dette er utladningsstrømmen til kondensatoren.

Om ekte kondensator

En ekte kondensator har to motstander samtidig: aktive og kapasitive. De bør betraktes som seriekoblet.

Spenningen påført av generatoren til den aktive motstanden og strømmen som flyter gjennom den aktive motstanden er i fase.

Spenningen som påføres av generatoren til kapasitansen og strømmen som flyter gjennom kapasitansen, forskyves i fase med 90 0 . Den resulterende spenningen påført av generatoren til kondensatoren kan bestemmes av parallellogramregelen.

På den aktive motstanden virker spenningen U og strømmen I er i fase. På kapasitansen ligger spenningen U c etter strømmen I med 90 0 . Den resulterende spenningen påført av generatoren til kondensatoren bestemmes av parallellogramregelen. Denne resulterende spenningen ligger etter strømmen I med en vinkel φ, som alltid er mindre enn 90 0 .

Bestemmelse av den resulterende kondensatormotstanden

Den resulterende motstanden til en kondensator kan ikke finnes ved å summere verdiene til dens aktive og kapasitive motstander. Dette gjøres i henhold til formelen

1

En elektrisk kondensator er et element i en elektrisk krets designet for bruk elektrisk kapasitans.

En kondensator er et passivt element i en elektrisk krets. Består vanligvis av to elektroder i form av plater eller sylindre (kalt plater), adskilt av en isolator, hvis tykkelse er liten sammenlignet med dimensjonene til platene. Når en konstant elektrisk spenning påføres kondensatorplatene, strømmer en elektrisk ladning inn i den som lader kondensatorplatene, som et resultat av at det oppstår et elektrisk felt mellom platene. Etter at dette feltet har oppstått, stopper strømmen. En kondensator ladet på denne måten kan kobles fra kilden og brukes til å lagre energien som er lagret i den. elektrisk energi. Det var for lagring av elektrisk energi at kondensatoren ble oppfunnet i 1745 av fysikerne Ewald Jürgen von Kleistim fra Tyskland og nederlenderen Peter van Muschenbroek. Den første kondensatoren ble laget av dem i laboratoriet i Leiden og på stedet for deres ...

0 0

2

Går strømmen gjennom kondensatoren?

Går elektrisk strøm gjennom kondensatoren eller ikke? Hverdagserfaring med amatørradio sier overbevisende at likestrøm ikke passerer, men vekselstrøm gjør det.

Dette er enkelt å bekrefte eksperimentelt. Du kan tenne en lyspære ved å koble den til et vekselstrømnettverk gjennom en kondensator. Høyttaleren eller håndsettene vil fortsette å fungere hvis de er koblet til mottakeren ikke direkte, men via en kondensator.

En kondensator er to eller flere metallplater atskilt av et dielektrikum. Dette dielektrikumet er oftest glimmer, luft eller keramikk, som er de beste isolatorene. Det er ganske naturlig at likestrøm ikke kan passere gjennom en slik isolator. Men hvorfor går en vekselstrøm gjennom den? Dette virker desto mer merkelig fordi den samme keramikken i form av for eksempel porselensruller isolerer AC-ledninger perfekt, og glimmer utfører perfekt funksjonene til en isolator ...

0 0

3

På ladning av en kondensator.

La oss lukke kjeden. Kretsen vil lade kondensatoren. Dette betyr at en del av elektronene fra venstre side av kondensatoren vil gå inn i ledningen, og samme antall elektroner vil gå fra ledningen til høyre side av kondensatoren. Begge platene vil bli ladet med motsatte ladninger av samme størrelse.

Mellom platene i dielektrikumet vil det være et elektrisk felt.

La oss nå bryte kjeden. Kondensatoren forblir oppladet. Vi vil forkorte foringen med et stykke ledning. Kondensatoren utlades umiddelbart. Dette betyr at et overskudd av elektroner vil gå inn i ledningen fra høyre plate, og mangel på elektroner vil gå inn i ledningen til venstre plate. På begge plater av elektroner vil være det samme, vil kondensatoren bli utladet.

Hvilken spenning er kondensatoren ladet til?

Den lader opp til spenningen som påføres den fra strømkilden.

Kondensatormotstand.

La oss lukke...

0 0

4

08.11.2014 18:23

Husker du hva en kondensator er? La meg minne deg på det. En kondensator, også kjent som en "conder", består av to isolerte plater. Når en konstant spenning påføres kondensatoren i kort tid, lades den opp og beholder denne ladningen. Kapasitansen til kondensatoren avhenger av hvor mange "plasser" platene er designet for, og også avhengig av avstanden mellom dem. la oss vurdere den enkleste kretsen allerede belastet conder:

Så her ser vi åtte "plusser" på den ene platen, og samme antall "minuser" på den andre. Vel, som du vet, motsetninger tiltrekker seg) Og jo mindre avstand mellom platene, jo sterkere "kjærlighet. Derfor pluss "elsker" minus, og siden kjærlighet er gjensidig, betyr det at minus også "elsker" pluss)). Derfor , denne tiltrekningen forhindrer at den allerede ladede kondensatoren utlades.

For å lade ut kondensatoren er det nok å legge en "bro" slik at "plussene" og "minusene" møtes. Det er dumt...

0 0

5

Elya / 18:21 08.12.2014 #

Kondensatoren er 2 stykker folie (plate) med et stykke papir i midten. (Vi vil ikke snakke om glimmer, fluorplast, keramikk, elektrolytter, etc. ennå).
Papiret leder ikke strøm, og derfor leder ikke kondensatoren strøm.
Hvis strømmen er vekslende, lader elektronene som tyr til det første stykket folie den.
Men, som du vet, frastøter ladninger med samme navn hverandre, så elektronene fra det andre stykket løper bort.
Hvor mange elektroner løp til den ene platen, så mange løp fra den andre.
Antall løpende elektroner (strøm) avhenger av spenningen og kapasitansen til kondensatoren (det vil si størrelsen på foliestykkene og tykkelsen på papiret mellom dem).

Jeg skal prøve å forklare mer detaljert på fingrene, eller rettere sagt på vannet
Hva er likestrøm? Se for deg at vann (strøm) renner gjennom en slange (tråd) i én retning.
Hva er vekselstrøm? Dette er igjen vann i slangen, men det renner ikke lenger i én retning, men rykker frem og tilbake med en viss amplitude ...

0 0

6

Går elektrisk strøm gjennom kondensatoren eller ikke?

Hverdagserfaring med amatørradio sier overbevisende at likestrøm ikke passerer, men vekselstrøm gjør det. Dette er enkelt å bekrefte eksperimentelt. Du kan tenne en lyspære ved å koble den til et vekselstrømnettverk gjennom en kondensator. Høyttaleren eller håndsettene vil fortsette å fungere hvis de er koblet til mottakeren ikke direkte, men via en kondensator.

En kondensator er to eller flere metallplater atskilt av et dielektrikum. Dette dielektrikumet er oftest glimmer, luft eller keramikk*, som er de beste isolatorene. Det er ganske naturlig at likestrøm ikke kan passere gjennom en slik isolator. Men hvorfor går en vekselstrøm gjennom den? Dette virker desto mer merkelig fordi den samme keramikken i form av for eksempel porselensruller isolerer AC-ledninger perfekt, og glimmer utfører perfekt funksjonene til en isolator i loddebolter, elektriske strykejern og andre ...

0 0

7

Abonner på vår Vkontakte-gruppe - og Facebook - * Daglig amatørradioopplevelse sier overbevisende at likestrøm ikke går gjennom en kondensator, men vekselstrøm gjør det. For eksempel kan du koble til en lampe, eller en høyttaler gjennom en kondensator, og de vil fortsette å fungere. For å forstå hvorfor dette skjer, la oss se på utformingen av en kondensator. En kondensator er to eller flere metallplater atskilt av et dielektrikum. Dette dielektrikumet er oftest glimmer, luft eller keramikk, som er de beste isolatorene. Det er ganske naturlig at likestrøm ikke kan passere gjennom en slik isolator. Men hvorfor går en vekselstrøm gjennom den? Dette virker desto mer merkelig fordi den samme keramikken i form av for eksempel porselensruller isolerer AC-ledninger perfekt, og glimmer utfører perfekt funksjonene til en isolator i loddebolter, elektriske strykejern og andre varmeapparater som fungerer som de skal fra .. .

0 0

8

Abonner på vår Vkontakte-gruppe - http://vk.com/chipidip,
og Facebook - https://www.facebook.com/chipidip

*
Hverdagserfaring med amatørradio sier overbevisende at likestrøm ikke går gjennom en kondensator, men vekselstrøm gjør det. For eksempel kan du koble til en lampe, eller en høyttaler gjennom en kondensator, og de vil fortsette å fungere. For å forstå hvorfor dette skjer, la oss se på utformingen av en kondensator. En kondensator er to eller flere metallplater atskilt av et dielektrikum. Dette dielektrikumet er oftest glimmer, luft eller keramikk, som er de beste isolatorene. Det er ganske naturlig at likestrøm ikke kan passere gjennom en slik isolator. Men hvorfor går en vekselstrøm gjennom den? Dette virker desto mer merkelig fordi den samme keramikken i form av for eksempel porselensruller isolerer AC-ledninger perfekt, og glimmer utfører perfekt funksjonene til en isolator i loddebolter, ...

0 0

Når en hvilken som helst kondensator er koblet til elektrisk krets likestrøm oppstår en rask korttidspuls. Med sin hjelp lades kondensatoren i samme grad som energikilden, hvoretter all bevegelse av elektrisk strøm stopper. Hvis den er koblet fra strømkilden, vil det på veldig kort tid, under påvirkning av belastningen, oppstå en fullstendig utladning. Når en lampe er koblet til som en indikator, blinker den en gang, og slukker deretter, siden utladningen av kondensatoren ved likestrøm skjer i form av en kortvarig puls.

Kondensatordrift med vekselstrøm

En kondensator fungerer på en helt annen måte i en vekselstrømkrets. I dette tilfellet lades og utlades kondensatoren, alternerende med frekvensen av svingninger som oppstår under AC spenning. Den samme glødelampen, plassert i en krets som en indikator, og koblet i serie, vil, som en kondensator, avgi kontinuerlig lys, fordi svingningsfrekvensen på industrinivå ikke oppfattes av det menneskelige øyet.

Hver kondensator har en kapasitans, som bestemmer kapasitansen og frekvensen til AC-sykluser. I følge formelen er denne avhengigheten omvendt proporsjonal. I nærvær av slik motstand er det ingen konvertering av elektrisk og magnetisk energi til varme. Med flere høy frekvens elektrisk strøm reduseres kapasitansen proporsjonalt, og omvendt.

Disse viktige egenskapene gjorde det mulig å bruke kondensatorer i en vekselstrømkrets som et slukkeelement i stedet for motstander i spenningsdelere. Denne faktoren er spesielt viktig ved spenningsfall. I en slik situasjon, i stedet for en kondensator, må kraftige motstander med store størrelser brukes.

Hovedegenskapen til kondensatorer

Siden kondensatoren i AC-kretsen ikke er utsatt for varme, er det ingen energispredning. Dette skyldes at strømmen skifter mellom hverandre og i kondensatoren med 90 grader. Ved høyeste spenning har strømmen nullverdi, som betyr at nei arbeid og oppvarming forekommer ikke. Derfor brukes kondensatorer i de fleste tilfeller ganske vellykket i stedet for motstander. Samtidig har de en ulempe, som må tas i betraktning uten feil. Den består i å endre vekselstrømmen i kretsen, noe som forårsaker en endring i spenningen i lasten. En annen ulempe er mangelen på frakobling, og derfor har bruken visse begrensninger, og de brukes med en stabil motstandsverdi. Slike belastninger er oftest varmeelementer.

Imidlertid er det bred applikasjon kondensatorer som finnes i forskjellige typer frekvensfiltre og resonanskretser.