Кондензатор в схема с променлив ток

Нека да съберем веригата с кондензатор, в който алтернаторът генерира синусоидално напрежение. Ние ще анализираме един по един какво ще се случи във веригата, когато затворим ключа. Ще разгледаме началния момент, когато напрежението на генератора е нула.

Фиг. 1. Промяна на тока и напрежението във веригата с капацитет

Makarom Така, повече ток се влива в силата безплатно кондензатор, но тук започва да намалява, тъй като заряд на кондензатор плочи и пълнежа пада до нула, зареждането напълно.

Нека сравним това явление с това, което се случва с потока вода в тръба, свързваща два комуникационни съда (фигура 2), едната от които е напълнена, а другата празна. Необходимо е само да се постави амортисьор, който да блокира пътя на водата, тъй като водата веднага от левия съд под огромно налягане нахлува през тръбата в празен прав съд. Но веднага налягането на водата в тръбата започва да се отслабва равномерно, поради изравняването на нивата в съдовете и ще падне до нула. Потокът от вода ще свърши.

Фиг. 2. Промяната в налягането на водата в тръбата, свързваща комуникационните съдове, е подобна на конфигурацията на тока във веригата по време на зареждането на кондензатора

По същия начин и токът първоначално се втурва в незаредения кондензатор и след това постепенно отслабва, докато се зарежда.

С началото на втория период четвърт, когато генераторът на напрежението започва отначало бавно, а след това по-бързо и по-бързо всички понижение, начислен е изпразван на генератора, причинявайки разряден ток във веригата. Тъй като напрежението на генератора намалява, кондензаторът се разтоварва все повече и изтичащият ток във веригата се увеличава. Посоката на разрядния ток през този тримесечен период е обратната посока на зарядния ток през първото тримесечие на периода. Съответно, настоящата крива, която е преминала нулевата стойност, вече е поставена под времевата ос.

До края на първото полувреме цикъл на напрежението на генератора, а също и през кондензатора бързо се близо до нула, а ток в схема бавно достигне максималната си стойност. Спомни си, че големината на тока във веригата е по-голяма, толкова по-голям размера на таксата, носен от веригата, става ясно защо токът достига максимум, когато напрежението на кондензаторни плочи, и, както следва, и заряда на кондензатора бързо намалява.

С началото на третото тримесечие на цикъла на кондензатор отново започва да се зарежда, но полярността на плочите, както и полярността на генератора се променя "и обратното, и токът продължава да тече в същата посока, започва като кондензатор за намаляване на таксата в края на третия период тримесечие, Когато напреженията на генератора и кондензатора достигнат своя собствен максимум, токът става нулев.

През последното тримесечие на периода напрежението, намаляващо, пада до нула, а токът, променящ посоката си във веригата, достига най-голямата стойност. Това завършва периода, след който започва следващият, точно повтаряйки предишния и т.н.

По този начин, под действието на генератор на променливо напрежение удвоил между кондензатор зареждане (1-во и 3-то тримесечие период) и два пъти с нейния клас (2-ри и 4-то тримесечие на периода). Но тъй като се редуват една след зареждане и разреждане на кондензатор всеки път, придружен от преминаването на тока на зареждане и разреждане на веригата, можем да заключим, че веригата с капацитет от променлив ток.

Можете да проверите това при последващо обикновен опит. Свържете се с мрежовата мрежа през 25-ватова електронна крушка с кондензатор от 4-6 микрофарда. Лампата ще светне и няма да изгасне, докато веригата не бъде прекъсната. Това казва, че променлив ток преминава през веригата с кондензатор. Но той премина, разбира се, не през диелектрика на кондензатора, но във всеки един момент от времето беше или зарядният ток, или изтичащият ток на кондензатора.

Диелектрикът, както разбираме, е поляризиран при действието на електронното поле, което възниква в него при зареждането на кондензатора и поляризацията му изчезва при изпускане на кондензатора.

В същото време, диелектрик с пристрастия ток, възникващи в него служи за променлив ток от свой вид като продължение на веригата, и за непроменен той нарушава веригата. Но пристрастие ток се появява изключително в рамките на границата на диелектрик на кондензатор, и следователно няма край до края за прехвърляне на такси по веригата.

Съпротивлението на AC кондензатора зависи от капацитета на кондензатора и от честотата на тока.

Колкото по-голям е капацитетът на кондензатора, толкова по-висок е зарядът, който се прехвърля през веригата по време на зареждането и разреждането на кондензатора и както трябва и толкова по-голям е токът в схемата. Увеличаването на тока във веригата показва, че съпротивлението му е намаляло.

С увеличаването на капацитета се намалява съпротивлението на веригата на променлив ток.

Увеличаването на честотата на тока увеличава стойността на заряда, който се носи на веригата, тъй като зарядът (и изпускането) на кондензатора трябва да се извършва по-бързо, отколкото при ниска честота. В същото време, увеличаването на количеството заряд, пренасяно за единица време, е еквивалентно на увеличение на тока във веригата и, както следва, намаляване на съпротивлението му.

Ако ние ще равномерно всеки метод, за да се намали честотата на променлив ток и да се намали същата, съпротивлението на кондензатор във веригата ще се увеличи и да стане равномерно безкрайно голям (отворена верига) към момента на постоянен ток веригата.

Следователно, с нарастваща честота, съпротивлението на кондензатора на променливия ток се намалява.

Точно както съпротивлението на намотка към променлив ток се нарича индуктивно, съпротивлението на кондензатора обикновено се нарича капацитивно.

По този начин капацитивната съпротива е по-голяма, толкова по-малък е капацитетът на веригата и честотата на тока, който я захранва.

Капацитивното съпротивление се обозначава с Xc и се измерва в ома.

Зависимостта на капацитет на текущата честота и схема капацитет се определя от формула Хе = 1 / ωS където ω - радиалната честота, равна на 2πf, С е капацитет в farads верига.

Капацитивната съпротива, като индуктивна, реагира по своему, защото кондензаторът не консумира енергията на тока.

Формулата за закона на Ом за схема с капацитет е I = U / Xc, където I и U са ефективните стойности на тока и напрежението, а Xc е капацитивната съпротива на веригата.

Свойството на кондензаторите да оказват огромно съпротивление на токове с ниска честота и просто да преминават токове с най-висока честота се използва широко в схемите за комуникационно оборудване.

С помощта на кондензатори например се постига отделяне на непроменени токове и ниски честоти от токове с най-висока честота за работата на веригите.

Ако е необходимо да се блокира пътя на нискочестотния ток към високочестотната част на веригата, кондензаторът на малък кондензатор се редува. Той упражнява огромна съпротива на нискочестотния ток и в същото време просто преминава през тока с най-висока честота.

Ако е необходимо да не се допуска токът с най-висока честота, например в силовата верига на радиостанцията, тогава се използва кондензатор с голям капацитет, свързан паралелно с източника на ток. Токът с най-висока честота в този случай преминава през кондензатора, като заобикаля електрическата верига на радиостанцията.

Активно съпротивление и кондензатор в кръг на променлив ток

На практика не е необичайно случаите, когато активното съпротивление се включва алтернативно във веригата. Общото съпротивление на веригата в този случай се определя от формулата

Както следва, импедансът на веригата, състоящ се от активни и капацитивни съпротивления, на променливия ток е равен на квадратен корен на сумата от квадратите на активните и капацитивни съпротивления на тази схема.

Законът на Ом остава валиден и за тази верига I = U / Z.

На фиг. Фигура 3 показва кривите, характеризиращи фазовите връзки между тока и напрежението във верига, съдържаща капацитивен и активен съпротивление.

Фиг. 3. Ток, напрежение и мощност във веригата с кондензатор и активно съпротивление

Както се вижда от фигурата, тока в този случай вече не води напрежението с една четвърт период, и по-малки, тъй като съпротивата нарушени чисто капацитивен (реактивен) нрав верига, както е видно от намалена с изместване на фазата. Сега е терминал напрежение схема за определяне на сумата от 2-композиране: реактивен компонент на напрежение Vin, ще се преодолее съпротивлението на капацитивен верига и активният компонент на напрежението активното преодоляване на съпротивлението.

Колкото по-голямо е съпротивлението на веригата, толкова по-малко ще бъде фазовото изместване между тока и напрежението.

Кривата на конфигурацията на мощността във веригата (виж Фигура 3) два пъти през периода е придобила отрицателен символ, който, както вече знаем, е следствие от реактивния характер на веригата. Колкото по-малка е веригата на реактора, толкова по-малка е фазовата промяна между тока и напрежението и толкова по-голяма е мощността на източника на ток, който тази верига консумира.