Конденсатор как работает. Принцип работы конденсатора: от теории к практике

Как устроен конденсатор. Каковы основные принципы его работы. Где применяются конденсаторы в современной электронике. Какие типы конденсаторов существуют.

Что такое конденсатор и как он устроен

Конденсатор — это электронный компонент, способный накапливать и хранить электрический заряд. Его конструкция довольно проста и состоит из двух проводящих пластин (обкладок), разделенных диэлектриком — материалом, не проводящим электрический ток. Диэлектриком может выступать воздух, бумага, керамика, пластик и другие изолирующие материалы.

Основные части конденсатора:

• Две металлические обкладки (электроды)
• Диэлектрик между обкладками
• Выводы для подключения к электрической цепи

Принцип работы конденсатора

Как же работает конденсатор? Принцип его действия основан на способности накапливать электрический заряд на обкладках. При подключении конденсатора к источнику постоянного напряжения происходит следующее:

1. Электроны начинают перемещаться от отрицательного полюса источника к одной из обкладок конденсатора
2. На этой обкладке накапливается отрицательный заряд
3. На противоположной обкладке возникает недостаток электронов — положительный заряд
4. Между обкладками создается электрическое поле
5. Диэлектрик препятствует прохождению тока между обкладками

Этот процесс называется зарядкой конденсатора. При отключении от источника накопленный заряд сохраняется.

Основные характеристики конденсаторов

Ключевые параметры, определяющие свойства конденсатора:

• Емкость (C) — способность накапливать электрический заряд, измеряется в фарадах (Ф)
• Рабочее напряжение — максимальное напряжение, которое может выдержать конденсатор
• Ток утечки — небольшой ток, протекающий через диэлектрик
• Температурный коэффициент емкости — изменение емкости при колебаниях температуры

Виды конденсаторов и их применение

Существует несколько основных типов конденсаторов:

• Керамические — самые распространенные, используются в высокочастотных цепях
• Электролитические — большая емкость, применяются для фильтрации и сглаживания
• Пленочные — стабильные характеристики, подходят для прецизионных схем
• Танталовые — компактные, с большой удельной емкостью
• Суперконденсаторы — огромная емкость, используются для накопления энергии

Зачем нужны конденсаторы в электронике

Конденсаторы выполняют множество важных функций в электронных устройствах:

• Фильтрация помех и стабилизация напряжения питания
• Разделение постоянной и переменной составляющих сигнала
• Накопление энергии для импульсных схем
• Создание колебательных контуров вместе с катушками индуктивности
• Сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения

Как работает конденсатор в цепи переменного тока

В цепи переменного тока конденсатор ведет себя иначе, чем при постоянном напряжении. Здесь проявляется его способность пропускать переменный ток, при этом:

• Ток опережает напряжение по фазе на 90 градусов
• Конденсатор обладает реактивным емкостным сопротивлением
• Это сопротивление зависит от частоты тока и емкости конденсатора
• На высоких частотах сопротивление конденсатора уменьшается

Применение конденсаторов в бытовой технике

Конденсаторы можно найти практически в любом современном электронном устройстве. Вот несколько примеров их использования в бытовой технике:

• Сглаживание пульсаций в блоках питания
• Накопление энергии для вспышки фотоаппарата
• Фильтрация помех в радиоприемниках и телевизорах
• Запуск электродвигателей в холодильниках и кондиционерах
• Хранение настроек в электронных часах при отключении питания

Как рассчитать емкость конденсатора

Емкость конденсатора зависит от нескольких факторов:

• Площадь обкладок (S)
• Расстояние между обкладками (d)
• Диэлектрическая проницаемость материала между обкладками (ε)

Формула для расчета емкости плоского конденсатора:

C = ε * S / d

где C — емкость в фарадах, ε — диэлектрическая проницаемость, S — площадь обкладок в квадратных метрах, d — расстояние между обкладками в метрах.

Маркировка конденсаторов: как не ошибиться при выборе

На корпусе конденсатора обычно указывается следующая информация:

• Номинальная емкость
• Допустимое отклонение емкости
• Максимальное рабочее напряжение
• Тип диэлектрика или серия конденсатора
• Полярность (для электролитических конденсаторов)

Важно правильно интерпретировать эту маркировку, чтобы выбрать подходящий конденсатор для конкретной схемы.

Что такое конденсатор, как он работает и для чего его назначение

Рубрика: Статьи обо всем, Статьи про радиодетали

Опубликовано 29.02.2020   ·   Комментарии: 1   ·   На чтение: 5 мин   ·   Просмотры:

Post Views: 2 874

Конденсатор — это вторая по популярности радиодеталь после резистора. Он важен и незаменим, участвует в формировании сигналов и фильтрации питания. А ведь изначально, самым первым конденсатором была лейденская банка, которая была изобретена в 1745 году. С тех пор конденсаторы стали неотъемлемой частью электроники.

Содержание

Общая концепция

Конденсатор состоит из двух проводящих обкладок и диэлектрика между ними. И все, больше ничего. С виду простая радиодеталь, но работает на высоких и низких частотах по-разному.

Обозначается на схеме двумя параллельными линиями.

Принцип работы

Эта радиодеталь хорошо демонстрирует явление электростатической индукции. Разберем на примере.

Если подключить к конденсатору постоянный источник тока, то в начальный момент времени ток начнет скапливаться на обкладках конденсатора. Это происходит за счет электростатической индукции. Сопротивление практически равно нулю.

Электрическое поле за счет электростатической индукции притягивает разноименные заряды на две противоположные обкладки. Это свойство материи называется емкостью. Емкость есть у всех материалов. И даже у диэлектриков, но у проводников она значительно больше. Поэтому обкладки конденсатора выполнены из проводника.

Чем больше емкость — тем больше может накопиться зарядов на обкладках конденсатора, т.е. электрического тока.

Основное свойство конденсатора — это емкость. Она зависит от площади пластин, расстояния между ними и материала диэлектрика, которым заполняют пространство между обкладками.

По мере накопления зарядов, поле начинает ослабевать, а сопротивление нарастает. Почему так происходит? Места на обкладках все меньше, одноименные заряды на них действуют друг на друга, а напряжение на конденсаторе становится равным источнику тока. Такое сопротивление называется реактивным, или емкостным. Оно зависит от частоты тока, емкости радиодеталей и проводов.

Когда на обкладках не останется места для электрического тока, то и ток в цепи прекратится. Электростатическая индукция пропадает. Теперь остается электрическое поле, которое держит заряды на своих обкладках и не отпускает их. А электрическому току некуда деваться. Напряжение на конденсаторе станет равным ЭДС (напряжению) источнику тока.

А что будет, если повысить ЭДС (напряжение) источника тока? Электрическое поле начнет все сильнее давить на диэлектрик, поскольку места на обкладках уже нет. Но если напряжение на конденсаторе превысит допустимые знания, то диэлектрик пробьет. И конденсатор станет проводником, заряды освободятся, и ток пойдет по цепи. Как тогда использовать конденсатор для высоких напряжений? Можно увеличить размер диэлектрика и расстояние между обкладками, но при этом уменьшается емкость детали.

Между обкладками находится диэлектрик, который препятствует прохождению постоянного тока. Это именно барьер для постоянного тока. Потому, что постоянный ток создает и постоянное напряжение. А постоянное напряжение может создавать электростатическую индукцию только при замыкании цепи, то есть, когда конденсатор заряжается.

Так конденсатор может сохранять энергию до тех пор, пока к нему не подключится потребитель.

Конденсатор и цепь постоянного тока

Добавим в схему лампочку. Она загорится только во время зарядки.

Еще одна важная особенность — когда происходит процесс зарядки током, то напряжение отстает от тока. Напряжение как бы догоняет ток, поскольку сопротивление нарастает плавно, по мере зарядки. Электрические зарядам нужно время, чтобы переместиться к обкладкам конденсатора. Так называется время зарядки. Оно зависит от емкости, частоты и напряжения.

По мере зарядки, лампочка начинает тусклее светиться.

Лампочка затухает при полной зарядке.

Постоянный электрический ток не проходит через конденсатор только после его зарядки.

Цепь с переменным током

А что если поменять полярность на источнике тока? Тогда конденсатор начнет разряжаться, и снова заряжаться, поскольку меняется полярность источника.

Электростатическая индукция возникает постоянно, если электрический ток переменный. Каждый раз, когда ток начинает менять свое направление, начинается процесс зарядки и разрядки.

Поэтому, конденсатор пропускает переменный электрический ток.

Чем выше частота — тем меньше реактивное (емкостное) сопротивление конденсатора.

Назначение и функции конденсаторов

Конденсатор играет огромную роль как в аналоговой, так и цифровой технике. Они бывают электролитическими и керамическими, и отличаются своими свойствами, но не общей концепцией. Примеры использования:

• Фильтрует высокочастотные помехи;
• Уменьшает и сглаживает пульсации;
• Разделяет сигнал на постоянные и переменные составляющие;
• Накапливает энергию;
• Может использоваться как источник опорного напряжения;
• Создает резонанс с катушкой индуктивности для усиления сигнала.

Примеры использования

В усилителях обычно используются для защиты сабвуферов, фильтрации питания, термостабилизации и разделение постоянной составляющей от переменной. А электролитические в автономных схемах с микроконтроллерами могут долго обеспечивать питание за счет большой емкости.

В данной схеме транзистор VT1 постоянно открыт, чтобы усиливать звук без искажений. Но если вход замнется или на него поступи постоянный ток, то транзистор откроется, перейдет в насыщение и перегреется. Чтобы этого не допустить, нужен конденсатор. С1 позволяет отделить постоянную оставляющую от переменной. Переменный сигнал легко проходит на базу транзистора, а постоянный сигнал не проходит.

С2 совместно с резистором R3 выполняет функцию термостабилизации. Когда усилитель работает, транзистор нагревается. Это может внести искажения в сигнал. Поэтому, резистор R3 помогает удержать рабочую точку при нагреве. Но когда транзистор холодный и стабилизации не требуется резистор может уменьшить мощность усилителя.

Поэтому, в дело вступает С2. Он проводит через себя усиленный сигнал шунтируя резистор, тем самым, не снижая номинальную мощность схемы. Если его емкость будет ниже расчетной, он начнет вносить фазовые искажения в выходной сигнал.

Чтобы схема качественно работала, обязательно хорошее питание. Когда схема в пиковые значения потребляет больше тока, то это всегда сильная нагрузка на источник питания. С3 фильтрует помехи по питанию и помогает снизить нагрузку. Чем больше емкость — тем лучше звук, но до определенных значений, все зависит от схемы.

А в блоках питания используется тот же принцип, как и в предыдущей схеме по питанию, но здесь емкость нужна гораздо больше. На этой схеме емкость элеткролита может быть как 1000 мкФ, так и 10 000 мкФ.

Еще на диодный мост можно параллельно включить керамические конденсаторы, которые будут шунтировать схему от высокочастотных наводок и шума сети 220 В.

Фазовые искажения

Конденсатор может искажать переменный сигнал по фазе. Это происходит из-за неверного расчета емкости, общего сопротивления и взаимодействия с другими радиодеталями. Не стоит забывать и о том, что любая радиодеталь имеет как реактивное, так и активное сопротивление.

Post Views: 2 874

 

Как работает выносной конденсатор

Принцип работы выносного конденсатора

Выносной конденсатор относится к классу неавтономных систем кондиционирования и предназначен для совместной работы с водоохладителями – чиллерами без конденсаторов, или с другим оборудованием. В большинстве случаев чиллер устанавливается внутри здания – в эксплуатационном помещении, в то время как выносной конденсатор устанавливается снаружи здания: на крыше или прилегающей территории. Чиллер и выносной конденсатор соединяются между собой с помощью межблочных фреоновых коммуникаций. Основной задачей выносного конденсатора является отвод тепловой энергии, выделяемой в процессе конденсации объединенным холодильным контуром чиллера и выносного конденсатора. На рисунке №1 показана схема работы системы кондиционирования, источником холода в которой является чиллер без конденсатора, работающий совместно с выносным конденсатором. Принцип работы такой системы кондиционирования заключается в переносе тепловой энергии из здания на улицу, или другими словами в переносе холода из улицы в здание. Перенос тепловой энергии осуществляется посредством термодинамического процесса, протекающего в объединенном холодильном контуре чиллера и выносного конденсатора. Такой термодинамический процесс имеет две важные стадии. Первая стадия – это процесс испарения фреона, который протекает в теплообменнике испарителя чиллера. Во время этого процесса фреон испаряется (Переходит из жидкого состояния в газообразное). В результате этого процесса теплообменная поверхность испарителя охлаждается, что приводит к охлаждению воды протекающей в гидравлическом контуре системы кондиционирования через теплообменник испарителя. Второй важной стадией является процесс конденсации фреона, который протекает в теплообменнике выносного конденсатора. Во время этого процесса фреон конденсируется (Переходит из газообразного состояния в жидкое), что приводит к нагреву теплообменной поверхности выносного конденсатора. При этом тепло, выделяемое в процессе конденсации, отводится в окружающее пространство, а холод поглощается хладагентом.

Рисунок №1 Схема работы системы конд-ия на базе выносного конденсатора

Функциональные элементы выносного конденсатора

Выносной конденсатор включает следующие функциональные компоненты:

• Теплообменник конденсатора является элементом объединенного фреонового контура чиллера и выносного конденсатора. В теплообменнике конденсатора происходит конденсация — хладагента и выделение тепловой энергии, удаляемой на улицу.
• Осевые вентиляторы конденсатора предназначены для организации циркуляции наружного воздуха через теплообменную поверхность выносного конденсатора.
• Регулятор скорости вращения вентиляторов предназначен для управления работой вентиляторов выносного конденсатора.

Рисунок №2 Функциональные элементы выносного конденсатора производства компании Fincoil
1) Корпус. 2) Вентиляторы конденсатора. 3) Теплообменник конденсатора. 4) Регулятор скорости вращения вентиляторов. 5) Ножки

Как работает выносной конденсатор

Как было сказано ранее, основной задачей выносного конденсатора является удаление в воздух, находящийся снаружи здания тепловой энергии, образуемой в процессе конденсации в объединенном холодильном контуре чиллера и выносного конденсатора. При этом главным функциональным элементом выносного конденсатора является непосредственно теплообменник конденсатора, в котором происходит процесс конденсции. Горячий хладагент (В газообразном состоянии), из компрессора чиллера под высоким давлением, поступает в теплообменник выносного конденсатора. Конденсируясь хладагент выделяет тепло, тем самым нагревая теплообменную поверхность конденсатора с другой стороны. Осевые вентиляторы, организуя циркуляцию воздуха через теплообменник конденсатора, охлаждают его с другой стороны. Таким образом тепло удаляется в окружающее пространство а холод поглощается хладагентом. Теплообменная поверхность выносного конденсатора состоит из медных труб, внутри которых протекает процесс конденсации фреона, а также алюминиевых ламелей – пластин, предназначенных для увеличения поверхности теплосъема теплообменника. В зависимости от температуры наружного воздуха, количество воздуха, необходимое для охлаждения теплообменной поверхности различно. Поэтому регуляторы вентиляторов, уменьшают или увеличивают скорость вращения вентиляторов в зависимости от значения температуры или давления конденсации.

Рисунок №3 Схема работы выносного конденсатора

Информация взята с сайта www.ecvest.ru

Физика — Конденсаторы — Бирмингемский университет

Батарея накапливает электрическую энергию и высвобождает ее в результате химических реакций, это означает, что ее можно быстро заряжать, но разряжать медленно. В отличие от батареи, конденсатор представляет собой компонент схемы, который временно накапливает электрическую энергию за счет распределения заряженных частиц на (обычно двух) пластинах для создания разности потенциалов. Для зарядки конденсатора может потребоваться меньше времени, чем для зарядки аккумулятора, и он может очень быстро высвобождать всю энергию.

Перейти к:

Введение

Видео

В фокусе

Заключение

Следующие шаги

Сколько мы можем взимать?

При подключении к ячейке или другому источнику питания электроны будут течь с отрицательного конца клеммы и накапливаться на одной пластине конденсатора. Другая пластина будет иметь чистый положительный заряд, поскольку электроны теряются в батарее, что приводит к разности потенциалов, эквивалентной напряжению элемента.

Конденсатор характеризуется своей емкостью ( C ), обычно выражаемой в единицах фарад . Это отношение заряда ( Ом ) к разности потенциалов ( В ), где Кл = Ом/В

Чем больше емкость, тем больший заряд может удерживать конденсатор. Используя показанную установку, мы можем измерить напряжение, когда конденсатор заряжается через резистор, как функцию времени (t).

 Как проверить поведение конденсатора?

 

Как проверить поведение конденсатора?

 Как найти постоянную времени?

 

Здесь вы можете увидеть график зависимости напряжения от времени при зарядке и разрядке конденсатора.

Уравнения кривых V-t для зарядки и разрядки конденсатора являются экспоненциальными, где напряжение пропорционально начальному напряжению в степени времени над емкостью. Таким образом, с небольшими математическими манипуляциями мы можем построить логарифмический график зависимости напряжения от времени разряжающегося конденсатора, чтобы легко получить постоянную времени ( τ = RC ) из градиента (-1/ RC ) и начальное напряжение из точки пересечения y.

Очень важно, чтобы используемый конденсатор имел большее номинальное напряжение, чем у элемента, и чтобы он был подключен с соблюдением полярности (отрицательная пластина должна быть подключена к отрицательному выводу элемента), иначе он может взорваться. Отрицательный конец обычно обозначается тире на корпусе конденсатора и обычно представляет собой более короткий контакт. Обратите внимание, однако, что не все конденсаторы поляризованы (обычно меньшие 9 конденсаторов).0047 мкФ единиц) и могут быть подключены любым способом. Еще одна важная вещь, о которой нужно позаботиться, это измерение напряжения через установленные промежутки времени. Одним из вариантов может быть использование осциллографа или использование конденсатора/резистора большего размера для увеличения времени зарядки/разрядки.

 

Что означают ваши измерения?

Конденсаторы являются обычным компонентом большинства электронных устройств и наиболее важны для хранения энергии. Поэтому разработка конденсаторов важна для технического прогресса аккумуляторов. Хотя текущее хранение энергии в значительной степени зависит от батарей, это может измениться в будущем, поскольку они медленно заряжаются и разряжаются, а вовлеченные химические процессы обычно вызывают потерю энергии за счет тепла. Хотя конденсаторы должны быть намного больше, чем батареи, чтобы хранить такое же количество заряда, они имеют значительные преимущества, включая гораздо более длительный срок службы и нетоксичные компоненты. Попытка заменить батареи этими суперконденсаторами и ультраконденсаторами является постоянной областью исследований.

Ранее мы говорили, что конденсаторы, в отличие от аккумуляторов, способны очень быстро разряжаться. По этой причине они находят широкое применение в нашей повседневной жизни и присутствуют почти во всех бытовых электронных устройствах. Они особенно полезны в устройствах, где требуется быстрый отклик, таких как лазеры и фотовспышки.

В эксперименте на видео выше мы продемонстрировали использование осциллографа для измерения постоянной времени конденсатора и узнали о важности полярности. Если у вас есть время, было бы интересно добавить в схему дополнительные компоненты. Добавив амперметр, мы можем измерить заряд и, следовательно, проделанную работу.

Если последовательно добавить конденсаторы, общая емкость составит 1/C = 1/C1+1/C2+1/C3+…+1/CN Где CN — емкость N-го конденсатора. . Добавление большего количества конденсаторов параллельно дает общую емкость C = C1+C2+C3+…+CN

Следующие шаги

 

Эти ссылки предоставляются для удобства и только в информационных целях; они не являются подтверждением или одобрением Бирмингемским университетом какой-либо информации, содержащейся на внешнем веб-сайте. Университет Бирмингема не несет ответственности за точность, законность или содержание внешнего сайта или последующих ссылок. Пожалуйста, свяжитесь с внешним сайтом для получения ответов на вопросы, касающиеся его содержания.

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 электроэнергии. 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. Фильтрация

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.

2.  Развязка

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

3.  Шунтирование

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.

4.  Муфта

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.

5.  Настройка

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

6. Компенсация

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

7.  Нейтрализация

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

8. Стабилизация частоты

Конденсатор играет роль в стабилизации частоты колебаний в колебательном контуре.

9. Время

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

10.  Ускорение

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

11.  Пуск

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 .

12.  Эксплуатация

Соединяются последовательно со вторичной обмоткой однофазного двигателя для обеспечения сдвинутого по фазе переменного тока для вторичной обмотки двигателя.