Вы находитесь здесь: Главная > Конденсаторы > Конденсатор мкость — радиоэлемент

Конденсатор мкость — радиоэлемент

Конденсатор мкость - радиоэлементКонденсатор (ёмкость) – элемент, способный копить электрическую энергию в своем электронном поле, образуемом обкладками конденсатора. Обозначается – С. Напряжение и ток на его контактах связано зависимостью:

Конденсатор мкость - радиоэлементВеличина ёмкости измеряется в фарадах (Ф). 1 фарада – это величина таковой ёмкости, на которой имеет место падение напряжения 1 вольт при наличии заряда в ёмкости 1 кулон.

1 фарада – очень большая величина, потому используемые в технике конденсаторы имеют величины: — пикофарад – 10-12- нанофарад – 10-9- микрофарад – 10-6.

Процессы, происходящие в конденсаторе на временном графике при подключении конденсатора к источнику прямоугольного однополярного сигнала, показаны на рисунке.

Из рисунка видно, что в момент подачи прямоугольного импульса источника тока (красноватый), напряжение на выводах конденсатора (фиолетовый) поначалу равно нулю и с конфигурацией времени возрастает по экспоненте – конденсатор заряжается, а ток конденсатора (зелёный) напротив поначалу максимален, но позже по мере заряда миниатюризируется по экспоненте. При пропадании импульса, напряжение на выводах конденсатора миниатюризируется по экспоненте – конденсатор разряжается, а ток, изменивший полярность поначалу максимален, и по мере разряда миниатюризируется из отрицательной области до нуля. Скорость конфигурации напряжения и тока находится в зависимости от значения ёмкости. Чем больше ёмкость, тем медлительнее они меняются (экспонента более вытянута по времени). Напряжение и ток на нагрузочном резисторе ведут себя идиентично, и изображены на временном графике оранжевым цветом. Их связь описывается законом Ома.

Практически, мы разглядели «четырёхполюсник» состоящий из конденсатора и резистора, который именуют дифференцирующей цепочкой.

Конденсатор мкость - радиоэлементДифференцирующая цепочка применяется для преобразования прямоугольных импульсов большой продолжительности в прямоугольные импульсы малой продолжительности. Чтоб, Вам было понятнее, дифференцирующая цепочка и преобразование импульса изображены на последующем рисунке.

Прямо за дифференцирующей цепочкой устанавливается пороговое устройство, не пропускающее через себя всё, что ниже по амплитуде установленного порога, с выхода порогового устройства, срезанные импульсы поступают на усилитель-ограничитель, который увеличивает «кривой» импульс и ограничивая его амплитуду «сверху» пропускает его на выход.

Не считая функции преобразования прямоугольных импульсов, дифференцирующая цепочка может применяться в качестве фильтра больших частот (ФВЧ). Конденсатор – инертный элемент. Если к конденсатору с большой ёмкостью приложить переменное напряжение низкой частоты, в силу собственной инертности, ёмкость будет не способной пропустить через себя ток, ведь конденсатору поначалу нужно будет зарядиться, а позже отдавать заряд. Свойство конденсатора сопротивляться переменному электронному току именуют реактивным сопротивлением конденсатора, которое применяется при конструировании частотных фильтров и колебательных контуров. Реактивное сопротивление конденсатора обозначается Xc либо Zc и измеряется в Омах. Реактивное сопротивление конденсатора связано с своей ёмкостью и частотой тока выражением:

Конденсатор мкость - радиоэлементИз формулы видно, что реактивное сопротивление конденсатора назад пропорционально частоте. Другими словами, чем выше частота, тем меньше реактивное сопротивление конденсатора.

Конденсатор мкость - радиоэлементСейчас представьте, что дифференцирующая цепь, это – описанный на веб-сайте делитель напряжения, где заместо первого резистора выступает конденсатор. А мы из формулы сейчас знаем, что конденсатор просто пропускает высочайшие частоты – его сопротивление мало и плохо пропускает низкие частоты – его сопротивление очень. В радиоэлектронике, когда рассчитывают частотные фильтры, то считают чертой фильтра – частоту среза, которая определяется как значение частоты сигнала, на котором амплитуда выходного сигнала миниатюризируется (затухает) до значения 0,7 от входного сигнала. Чтоб было понятнее, изображу это на рисунке.

То, что изображено, именуется амплитудно-частотной чертой, либо сокращённо — АЧХ. Для фильтра больших частот соответствует АЧХ фиолетового цвета, и частота среза равная значению f2.

Зная, как рассчитывается делитель напряжения и реактивное сопротивление конденсатора на определённой частоте, Вы тривиально сможете высчитать простой г-образный фильтр высочайшей частоты на конденсаторе и резисторе.

Если в дифференцирующей цепочке поменять местами конденсатор и резистор, то мы получим – интегрирующую цепочку. Все процессы в интегрирующей цепочке происходят точно так же, как и в дифференцирующей. Временные графики, показанные на первом рисунке полностью справедливы для интегрирующей цепочки. Отличие состоит в том, что выходным элементом является не резистор, а конденсатор. Потому, на выходе интегрирующей цепи будут не остроконечные дифференцированные импульсы (зелёного цвета), а импульсы напряжения, которое находится на выводах конденсатора (фиолетового цвета). Ну а если дифференцирующая цепочка – это фильтр больших частот, то интегрирующая цепочка – это фильтр низких частот (ФНЧ). И рассчитывается он так же, через делитель напряжения. Для фильтра низких частот соответствует АЧХ на рисунке — оранжевого цвета, и частота среза равная значению f1.

Cледует добавить, частотные фильтры, выполненные на конденсаторах и резисторах имеют пологую амплитудно-частотную характеристику. Другими словами у таких фильтров слабо выражен частотный срез. Более высококачественный срез имеют фильтры состоящие из конденсаторов и катушек индуктивности (дросселей), но об этом позднее, когда изучим катушку индуктивности.

Параллельное соединение конденсаторов

Общая ёмкость конденсаторов при параллельном соединении равна их сумме. ,

Последовательное соединение конденсаторов

Величина, назад пропорциональная общей ёмкости конденсаторов при поочередном соединении равна сумме величин, назад пропорциональных их ёмкости. ,

Для 2-ух поочередно соединенных конденсаторов их общая ёмкость равна:

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • Twitter
  • RSS

Оставить комментарий

Подтвердите, что Вы не бот — выберите самый большой кружок: