Вы находитесь здесь: Главная > Конденсаторы > Конденсаторы и цепи переменного тока

Конденсаторы и цепи переменного тока

Конденсаторы и цепи переменного тока

Конденса рис. 1.27. — это устройство, имеющее два вывода и владеющее последующим свойством:

Q = CU

Конденсатор, имеющий емкость С фарад, к которому приложено напряжение U вольт, копит заряд Q кулон на одной пластинке и — Q на другой.

Рис. 1.27. Конденсатор.

В первом приближении конденсаторы — это частотно-зависимые резисторы. Они позволяют создавать, к примеру, частотно-зависимые делители напряжения. Для решения неких задач (шунтирование, связывание контуров) огромных познаний о конденсаторе и не требуется, другие задачки (построение фильтров, резонансных схем, скопление энергии) требуют более глубочайших познаний. К примеру, конденсаторы не рассеивают энергию, хотя через их и протекает ток, — дело в том, что ток и напряжение на конденсаторе сдвинуты друг относительно друга по фазе на 90°.

Продифференцировав выражение для Q (см. приложение Б), получим

I = C(dU/dt).

Итак, конденсатор — это более непростой элемент, чем резистор — ток пропорционален не просто напряжению: а скорости конфигурации напряжения. Если напряжение на конденсаторе, имеющем емкость 1 Ф, поменяется на 1 В за 1 с, то получим ток 1 А. И напротив, протекание тока 1 А через конденсатор емкостью 1 Ф вызывает изменение напряжения на 1 В за 1 с. Емкость, равная одной фараде, очень велика, и потому почаще имеют дело с микрофарадами (мкФ) либо пикофарадами (пФ). Для того чтоб сбить с толку непосвященных, на принципных схемах время от времени опускают обозначения единиц измерения. Их приходится угадывать из контекста. К примеру, если подать ток 1 мА на конденсатор емкостью 1 мкФ, то напряжение за 1 с вырастет на 1000 В. Импульс тока длительностью 10 мс вызовет повышение напряжения на конденсаторе на 10 В (рис. 1.28).

Рис. 1.28. Напряжение на конденсаторе меняется, когда через него протекает ток.

Индустрия выпускает конденсаторы различных форм и размеров, через некое время вы познакомитесь с более всераспространенными представителями этого широкого семейства. Простой конденсатор состоит из 2-ух проводников, расположенных на маленьком расстоянии друг от друга (но не соприкасающихся меж собой), истинные простые конденсаторы имеют конкретно такую конструкцию. Чтоб получить огромную емкость, необходимы большая площадь и наименьший зазор меж проводниками, обычно для этого один из проводников покрывают узким слоем изолирующего материала (именуемого диэлектриком), для таких конденсаторов употребляют, к примеру, алитированную (покрытую алюминием) майларовую пленку. Обширное распространение получили последующие типы конденсаторов: глиняние, электролитические (сделанные из железной фольги с оксидной пленкой в качестве изолятора), слюдяные (сделанные из металлизированной слюды). Каждому типу конденсаторов присущи свои свойства, лаконичный список отличительных особенностей каждого типа конденсаторов приведен маленьким шрифтом в разделе «Конденсаторы». В общем можно сказать, что для некритичных схем подходят глиняние и майларовые конденсаторы, в схемах, где требуется большая емкость, используются танталовые конденсаторы, а для фильтрации в источниках питания употребляют электролитические конденсаторы.

Параллельное и последовательное соединение конденсаторов. Ёмкость нескольких параллельно соединенных конденсаторов равна сумме их емкостей. Несложно в этом убедиться: приложим напряжение к параллельному соединению, тогда:

CU = Q = Q1 + Q2 + Q3 + … =

= С1U + C2U + C3U + … =

= (C1 + C2 + C3 + …)U

либо

C = C1 + C2 + C3 + …

Для поочередного соединения конденсаторов имеем такое же выражение, как лдя параллельного соединения резисторов:

Конденсаторы и цепи переменного токаC = 1/1/C1 + 1/C2 + 1/C3.

В личном случае для 2-ух конденсаторов:

C = C1C2/(C1 + C2).

Конденсаторы и цепи переменного тока

Ток, заряжающий конденсатор (I = CdU/dt),обладает некими особенными качествами. В отличие от тока, протекающего через резистор, он пропорционален не напряжению, а скорости конфигурации напряжения (т. е. его производной по времени).Дальше, мощность (U умноженное на I), которая связана с протекающим через конденсатор током, не обращается в тепло, а сохраняется в виде энергии внутреннего электронного поля в конденсаторе. При разряде конденсатора происходит извлечение энергии. Эти занимательные характеристики мы разглядим с другой точки зрения, когда будем учить реактивность (начиная с разд. 1.18.).

Конденсаторы и цепи переменного тока

КОНДЕНСАТОРЫ

Индустрией выпускается много типов конденсаторов. Тут перечислены главные достоинства и недочеты разных типов. Разумеется, что данная оценка имеет несколько личный нрав (см. таблицу).

ТипДиапазон

емкостиМакс. UТочностьТермо-стаб. УтечкаПримечание Слюдяной1пФ-

0,01мкФ100-600Отменная МалаяОчень отличные: рекомендуются для радиочастот Цилиндри-

ческин глиняний0,5пФ-

100пФ100-600 Варьирует Несколько значений температурного коэффициента, включая 0 Глиняний10пФ-

1мкФ50-

30000НизкаяНизкаяСредняяМалые габариты, недороги, обширно употребляются Полиэфирные (маяларовые)0,001мкФ-

50мкФ50-600ХорошаяНизкаяМалаяХорошие, дешевые, обширно употребляются Полисти-

ролвые10 пФ-

2.7мкФ100-600ОтличнаяВысокаяОчень малаяВысоко-

качестенные, крупногабаритные, рекомендуются для фильтров Поликар-

боватные10ОпФ-

ЗОмкФ50-800ОтличнаяОтличнаяМалаяВысоко-

высококачественные имеют малые габариты Полипро-

пиленовые100пФ-

50мкФ100-800ОтличнаяВысокаяОчень малаяВысоко-

качественные — низкое диэлектрическое поглощение Тефлоновые100 пФ-

2мкФ50-200ОтличнаяОтличнаяСамая малаяВысоко-

Конденсаторы и цепи переменного токавысококачественные, самое низкое диэлектрическое поглощение Стеклянные10 пФ-

1000мкФ100-600Отменная Очень малаяСтабильны при долговременной эксплуатации Фарфоровые100 пФ-

0,1мкФ50-400ХорошаяВысокаяМалаяХорошие: постоянные при долговременной эксплуатации Танталовые0.1мкФ-

500мкФ6-100НизкаяНизкая Большая емкость — поляризованные — малогабаритные — маленькая индуктивность Электро-

литаческие0,1мкФ-

1,6Ф3-600Ужаснее не

бываетХуже не

бываетУжаснаяФильтры источников питания — поляризованные — маленький срок службы С двойным слоем диэлектрика0,1Ф-

10Ф1,5-6НизкаяНизкаяМалаяПоддержка памяти — высочайшее последовательное сопротивление Масляные0,1мкФ-

20мкФ200-

10000 МалаяВысоковольтные фильтры — крупногабаритные, долгий срок службы Вакуумные1пФ-

5000пФ2000-

36000 Очень малаяПередатчики

Упражнение 1.12. Получите выражение для емкости 2-ух поочередно соединенных конденсаторов. Подсказка: потому что точка соединения конденсаторов не имеет наружных подключений, то заряд, скопленный 2-мя конденсаторами, должен быть схож.

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

Оставить комментарий

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