Крен5А схема подключения. КРЕН5А: характеристики, схема подключения и применение стабилизатора напряжения

Какие основные характеристики имеет стабилизатор КРЕН5А. Как правильно подключить КРЕН5А в схеме. Где применяется стабилизатор КРЕН5А. Какие аналоги есть у КРЕН5А. Как проверить работоспособность КРЕН5А мультиметром.

Основные характеристики стабилизатора КРЕН5А

КРЕН5А (КР142ЕН5А) — это интегральный линейный стабилизатор напряжения, обладающий следующими ключевыми характеристиками:

• Выходное напряжение: 5 В (фиксированное)
• Максимальный выходной ток: 1,5 А
• Максимальное входное напряжение: 15 В
• Минимальная разность входного и выходного напряжений: 2,5 В
• Точность поддержания выходного напряжения: ±2%
• Температурный диапазон: от -45°C до +85°C
• Корпус: TO-220 (металлический корпус с теплоотводящим фланцем)

Важной особенностью КРЕН5А является наличие встроенной защиты от короткого замыкания и перегрева, что повышает надежность устройств с его применением.

Схема подключения стабилизатора КРЕН5А

Для корректной работы КРЕН5А необходимо соблюдать следующую базовую схему подключения:

1. Подключите входное напряжение (7,5-15 В) к выводу 1 (Input)
2. Соедините вывод 2 (Ground) с общим проводом схемы
3. Снимайте стабилизированное напряжение 5 В с вывода 3 (Output)
4. Установите входной конденсатор 0,33 мкФ между выводами 1 и 2
5. Подключите выходной конденсатор 0,1 мкФ между выводами 2 и 3

При необходимости отвода тепла прикрепите теплоотвод к металлическому фланцу корпуса TO-220. Это особенно важно при работе с токами нагрузки более 0,5 А.

Области применения стабилизатора КРЕН5А

Благодаря своим характеристикам, КРЕН5А находит широкое применение в различных электронных устройствах:

• Источники питания для цифровых схем и микроконтроллеров
• Стабилизация напряжения в автомобильной электронике
• Питание операционных усилителей и аналоговых схем
• Блоки питания для бытовой техники
• Зарядные устройства для мобильных гаджетов
• Лабораторные источники питания

КРЕН5А особенно удобен в устройствах, где требуется стабильное напряжение 5 В при умеренных токах нагрузки.

Аналоги и замены для КРЕН5А

При отсутствии КРЕН5А его можно заменить следующими аналогами:

• 7805 (зарубежный аналог)
• L7805CV
• MC7805CT
• LM7805
• КР142ЕН5Б (отечественный аналог с меньшим током)

При замене необходимо учитывать возможные различия в расположении выводов и максимальном выходном токе.

Как проверить работоспособность КРЕН5А

Для базовой проверки КРЕН5А можно использовать мультиметр:

1. Установите мультиметр в режим измерения напряжения постоянного тока
2. Подайте на вход КРЕН5А напряжение 9-12 В
3. Измерьте напряжение на выходе стабилизатора
4. Если на выходе стабильные 5 В (±0,25 В), стабилизатор исправен

Для более тщательной проверки рекомендуется измерить выходное напряжение под нагрузкой и при различных входных напряжениях.

Преимущества использования КРЕН5А в электронных схемах

Стабилизатор КРЕН5А обладает рядом преимуществ, делающих его популярным выбором для разработчиков электроники:

• Простота применения — не требует внешних компонентов для базовой работы
• Высокая надежность благодаря встроенным защитам
• Низкий уровень шумов на выходе
• Хорошая температурная стабильность выходного напряжения
• Доступность и невысокая стоимость

Эти факторы делают КРЕН5А отличным выбором для широкого спектра применений, от любительских проектов до промышленных устройств.

Особенности эксплуатации КРЕН5А

При использовании стабилизатора КРЕН5А следует учитывать некоторые особенности его эксплуатации:

• Необходимость теплоотвода при работе с токами более 0,5 А
• Минимальная разность между входным и выходным напряжением 2,5 В
• Возможность самовозбуждения при неправильном монтаже
• Чувствительность к электростатическим разрядам

Соблюдение этих условий позволит обеспечить стабильную и долговременную работу устройств с применением КРЕН5А.

Заключение: роль КРЕН5А в современной электронике

Стабилизатор КРЕН5А, несмотря на свой почтенный возраст, продолжает оставаться востребованным компонентом в электронике. Его простота, надежность и доступность делают его отличным выбором для многих применений, особенно в устройствах с умеренным энергопотреблением. Хотя современные импульсные преобразователи могут предложить более высокий КПД, КРЕН5А остается предпочтительным в схемах, чувствительных к электромагнитным помехам или требующих низкого уровня шумов.

Микросхема кр142ен5а характеристики, схема подключения, аналог, цоколевка

По своим техническим характеристикам отечественная КР142ЕН5А является трехвыводным линейным стабилизатором постоянного напряжения положительной полярности, на вход которого можно подать до +15 В и получить на выходе фиксированные +5 В. Это микросхема времен СССР, производится с 80-х годов по настоящее время. Добавив к ней небольшое количество других элементов, можно получить регулируемый выход.

Её использовали в различных бытовых приборах для стабилизации напряжения. Например, в стабилизированных блоках питания домашних миникомпьютеров ZX Spectrum, автоматических определителях номера телефона, измерительной технике и всюду, где появлялась необходимость в пятивольтовом питании.

Сегодня, советская КР142ЕН5А морально устарела. Её место, в современных электронных приборах, занимают более компактные и технически совершенные интегральные схемы (ИС). Несмотря на это, она про востребована для ремонта старого оборудования и применяется в учебных целях для изучения принципов работы микросхем в российских технических ВУЗах.

Распиновка

КР142ЕН5А имеет следующую цоколевку. Первые подобные микросхемы выпускались в прямоугольном металлополимерном КТ-28-2. Для отвода тепла и крепления к монтажной плате он оснащался фланцем c крепежным отверстием диаметром 3.6 мм. В настоящее время устройство продолжают выпускать в зарубежном корпусе ТО-220, который имеет три пластичных вывода: 1 – вход, 2 – общий, 3 – выход. Их расположение показано на рисунке ниже.

Металлизированный фланец физически соединен с общим выводом — 2.

Примеры использования

Стоит отметить, что типовая схема включения КРЕН8Б не предназначена для регулировки напряжения, и только стабилизирует его на фиксированном уровне в 12В. Поэтому его называют нерегулируемым. На рисунке ниже представлен пример использования устройства для блока питания с фиксированным выходом.

Для повышения тока в нагрузке допускается параллельное включение нескольких микросхем. При этом, нигде не регламентируется их количество. Например, в конструкции мощного источника стабилизированного питания на 12 В и 5 А (автор Кашкаров А.П.), представленного на рисунке ниже, используется пять КРЕН8Б.

Характеристики

Предельно допустимые характеристики КР142ЕН5А, сильно зависят от температуры её корпуса (ТКОРП.) и приводятся в даташит производителей отдельно от остальных. Перечислим их:

• максимальное напряжение на входе (UВХ.) до 15 В, при ТКОРП. = — 45 …+ 70 °C;

при ТКОРП. = — 45 …+ 100 °C:

• выходное напряжение (UВЫХ.) находится в диапазоне 4.9 … 5.1 В;
• рассеиваемая мощность (РМАКC.) без радиатора не более 1.5 Вт., с теплоотводом до 10 Вт;
• предельный выходной ток (при Р ≤ РМАКC.) IМАКC. до 1.5 А.

Электрические параметры

Кроме максимально допустимых значений у КР142ЕН5А есть электрические параметры. Они приводятся совместно с дополнительными условиями их измерения. Все значения в этом перечне справедливы только при условии температуры окружающей среды ТОКР. = + 25ОС.

Аналоги

Линейный стабилизатор напряжения КР142ЕН5А является аналогом зарубежных микросхем первого поколения серии LM7805, впервые представленных в 70-х годах американской компанией Fairchild Semiconductor. Это популярная импортная ИС из серии 78xx, так как имеет на выходе наиболее распространенные для питания различных приборов +5 В. Современными аналогами микросхемы являются: А7805Т, KIA7805, L7805CV, LM7805. Отечественную КР142ЕН5В можно так же рассмотреть в качестве полноценной замены.

Особенности маркировки

Не все экземпляры КР142ЕН5А имеют полную маркировку на корпусе. Вместо неё указывается условный код, по которому и узнают “кренку”. В этом случае на корпус наносится следующая информация: марка завода-изготовителя, тип микросхемы, год и неделя выпуска.

Встречается так же и другое сокращенное обозначение данного устройства – КРЕН 5А.

Стабилизатор крен8б

В настоящее время интегральные стабилизаторы напряжения распространены достаточно широко. Источники питания с использованием таких стабилизаторов имеют небольшое количество дополнительных элементов, низкую стоимость и обладают отличными техническими характеристиками. Линейный стабилизатор крен8б – один из наиболее распространённых вариантов отечественного производства, являющийся аналогом импортных стабилизаторов линейки 78хх.

Действие стабилизатора

Стабилизатор кр1428б даёт возможность снабжения каждой платы сложного прибора отдельным стабилизирующим устройством и воспользоваться для его питания общим источником, не обеспеченным стабилизацией.

Поскольку поломка одного из стабилизаторов приводит к выходу из строя только подключенного к нему блока, это повышает общую надёжность устройств. Также такая схема подключения смогла решить проблему борьбы с помехами импульсного характера и наводками на длинные питающие провода.

Следует знать, что превышение значения тока, на которое рассчитано устройство, может повлечь за собой выход стабилизатора из строя. Однако современные стабилизаторы имеют защиту по току – в случае превышения максимальной нагрузки тока они просто отключаются.

К минусам линейных стабилизаторов можно отнести и сильный нагрев при повышенной нагрузке. Так повышение входного напряжения влечёт за собой перегрев стабилизатора. При разработке стабилизаторов крен8б эта проблема была решена обеспечением защиты по перегреву.

Технические характеристики:

• Стабилизатор кр1428б имеет следующие характеристики:
• допустимая величина выходного тока 1 Ампер;
• наличие внутренней термозащиты;
• защищённый выходной транзистор;
• отсутствие необходимости во внешних компонентах;
• внутренние ограничения токов короткого замыкания.

Применение

Применяться такой стабилизатор может в таких устройствах, как:

1. в радиоэлектронных устройствах как источник питания логических систем;
2. в устройствах воспроизведения высокого качества;
3. в измерительных приборах.

При добавление в типовые схемы дополнительных элементов можно превратить стабилизатор из источника напряжения в источник с регулировкой как напряжения, так и тока.

Если длина соединительных проводов стабилизатора с фильтрующими конденсатами выпрямителя превышает 1 метр, тогда на его входе требуется установка электролитического конденсатора.

Выбор линейного стабилизатора крен1428б поможет решить проблему со стабилизацией напряжения в большом спектре радиоэлектронный и других устройств и продлит срок использования приборов.

Регулируемый блок питания

Довольно часто, с применением КР142ЕН5А, делают регулируемый блок питания. На выходе приведенной ниже схеме, можно настроить положительное напряжение в диапазоне от 5.6 до 13 вольт.

Напряжение +15 В подается на вход стабилизатора. С выхода микросхемы (ножка 3), через транзистор VT1 КТ502А, оно поступает на общий вывод микросхемы (ножка 2). Его величина регулируется переменным резистором R2. При изменении сопротивления на R2, на выходе стабилизатора можно добиться 5.6 В. Оно получаются из суммы напряжений: на выходе (5 В) и между выводами коллектором-эмиттером транзистора VT1. Так как VT1 в данном случае полностью открыт, напряжение на нем равно 0.6 В. Емкость С1 нужна для предотвращения возбуждения микросхемы, а С2 для сглаживания пульсаций.

Рекомендуем также посмотреть видео со схемой регулируемого блока питания, с помощью можно менять полярность напряжения на выходе от +5В до -5В и наоборот.

Крен 12 вольт

Стабилизатор напряжения крен 12 вольт, расположенный в блоке питания, является немаловажным узлом радиоэлектронной техники. Не так давно подобные узлы были основаны на стабилитронах и транзисторах, на смену которым пришли специализированные микросхемы.

Плюсами таких схем стали способность в широких диапазонах выходного тока и выходного напряжения, а также присутствие системы, защищающей от перегрузок по электрическому току и перегревания – при превышении допустимого температурного значения кристалла микросхемы производится остановка тока на выходе.

Технические характеристики

К основным характеристикам стабилизатора крен 12 вольт относятся:

• отсутствие необходимости в дополнительных внешних компонентах;
• наличие внутренней системы термозащиты;
• присутствие защитной схемы выходного транзистора;
• внутренние ограничители тока коротких замыканий;
• лёгкость и малые габариты.

Выходной ток в стабилизирующих устройствах крен 12 может быть 1 или 1,5 А, максимальное напряжение – 30 или 35 В. Разность входного напряжения с выходным в таких стабилизаторах всегда одинакова и составляет 2,5 В.

КР142ЕН12А

Стабилизатор КР142ЕН12А и его аналог LM317 являются регулируемыми стабилизирующими устройствами компенсационного типа. Работают они с внешним разделителем напряжения в элементе измерения, что позволяет регулирование напряжения на выходе в диапазоне 1,3 В – 37 В. Элемент регулирования находится в плюсовом проводе питания. Предел тока нагрузки не превышает 1 А.

Данные стабилизаторы считаются самыми «высоковольтными» в линейке К142, обладают высокой стойкостью к импульсным мощностным перегрузкам. Также они имеют систему, защищающую от перегрузок по току на выходе.

Прибор защищается пластмассовым корпусом, с вмонтированным удлинённым фланцем для теплоотведения. Массы подобных приборов не превышает 2,5 г.

Применение

Стабилизаторы на 12В широко используются в схемах электронных устройств как составляющие источников их электропитания. Это может быть бытовая и измерительная техника, радиоэлектронная аппаратура и прочие конструкции.

Также эти стабилизаторы используются автолюбителями при необходимости ограничения тока заряда аккумулятора, проверки источника питания, установке LED-лент в автомобильные фары во избежание частого сгорания светодиодов.

Простота схемного решения стабилизатора делает его лёгким в использовании даже для обычного обывателя, не обладающего специальными знаниями.

Производители

Основным отечественным производителем КР142ЕН5А, в настоящее время, является ЗАО «Группа Кремний Эл». Предприятие является правопреемником Брянского завода полупроводниковых приборов, основанного ещё в Советском Союзе. Кроме него, такую же микросхему выпускает Белорусский УП «Завод Транзистор» , г.Минск. Это предприятие является филиалом ОАО «Интеграл». Кликнув по наименованию производителя, можно скачать datasheet на устройство.

Проверка мультиметром

Очень часто возникает вопрос как проверить КРЕН8Б мультиметром? К сожалению обычным тестером полной проверки провести не получится. Можно конечно прозвонить устройство на наличие кроткого замыкания. Если КЗ нет, то должно быть все в порядке. Но, чтобы окончательно определить работоспособности данного стабилизатора, необходимо подключить его к 17…20 В и убедиться в том, что на выходе последнего образуется 12 В (±3%). Часто это делают с помощью двух последовательно соединенных «Крон» и без сглаживающих конденсаторов, которые используют при типовом включении.

Стабилизаторы: характеристики, аналоги и datasheet

Стабилизатор — это прибор который стабилизирует напряжения и защищает от скачков напряжения, короткого замыкания, электромагнитных помех и тем самых продлевает срок службы электрооборудования в котором применяется.

Стабилизаторов бывает множества разновидностей, на нашем сайте MirShem.ru вы найдёте все характеристики, аналоги и datasheet от производителей этих устройств.

Стабилизатор

Характеристики КРЕН12А: Схема подключения

0585

КР142ЕН5А, согласно своим технических характеристикам, это трехконтактный стабилизатор, способный выдавать

Стабилизатор

Характеристики стабилизатора КРЕН5А (КР142ЕН5А)

02.6к.

Согласно техническим характеристикам, КР142ЕН5А – это трехконтактный стабилизатор, который позволяет

Стабилизатор

Характеристики стабилитрона Д814В

01.3к.

Как указанно в технических характеристиках, Д814В является кремниевым стабилитроном средней мощности.

Стабилизатор

Характеристики стабилизатора 78M05

05к.

В данном тексте рассмотрим технические характеристики стабилизатора 78M05 положительной полярности.

Стабилизатор

Характеристики стабилизатора L7812CV

010.7к.

Как написано в технических характеристиках, L7812CV – это стабилизатор напряжения положительной полярности.

Стабилизатор

Характеристики стабилизатора 78L05

06.5к.

Маломощный стабилизатор положительной полярности 78L05 по своим характеристикам предназначен для использования

Стабилизатор

Характеристики стабилизатора КРЕН8Б (КР142ЕН8Б)

07.6к.

Как можно узнать, прочитав технические характеристики, микросхема крен8б (КР142ЕН8Б) – это стабилизатор

Стабилизатор

Характеристики стабилизатора L7805CV

06.5к.

Согласно техническим характеристикам микросхема L7805CV является 12 В стабилизатором. Ее можно оснастить

Стабилизатор

Стабилизатор LM7812: характеристики и схема включения

015.6к.

Согласно техническим характеристикам, микросхема lm7812 (указано в datasheet) является стабилизатором

Формула емкости емкостного конденсатора. Реактивное сопротивление конденсатора

О заряде конденсатора.

Замкнем цепочку. В цепочке идет ток заряда конденсатора. Это означает, что с левой стороны конденсатора часть электронов пойдет в провод, а такое же количество электронов пойдет из провода в правую пластину. Обе пластины будут заряжены противоположными зарядами одинаковой величины.

Между пластинами в диэлектрике возникнет электрическое поле.

Теперь порвем цепочку. Конденсатор остается заряженным. Укоротим провод его электрода. Конденсатор мгновенно разрядится. Это означает, что избыток электронов уйдет из провода с правой стороны провода, а недостаток электронов попадет в левую пластину из провода. На обеих обкладках электронов будет одинаково, конденсатор будет разряжен.

До какого напряжения заряжается конденсатор?

Заряжается до напряжения, которое подается на него от источника питания.

Сопротивление конденсатора.

Замкнем цепочку. Конденсатор начал заряжаться и сразу стал источником тока, напряжения, ЭД С.. Из рисунка видно, что ЭДС конденсатора направлена ​​против источника тока, заряжающего его.

Противодействие электродвижущей силы заряженного конденсатора зарядом этого конденсатора называется емкостным сопротивлением.

Вся энергия, затрачиваемая источником тока на преодоление емкостного сопротивления, преобразуется в энергию электрического поля конденсатора. При разрядке конденсатора вся энергия электрического поля вернется обратно в цепь в виде энергии электрического тока. Таким образом, емкостное сопротивление является реактивным, т.е. не вызывающим необратимых потерь энергии.

Почему через конденсатор не проходит постоянный ток, а проходит переменный?

Включите цепь постоянного тока. Лампа вспыхнет и погаснет, почему? Потому что в цепи прошел ток заряда конденсатора. Как только конденсатор зарядится до напряжения батареи, ток в цепи прекратится.

Теперь замкнуть цепь переменного тока. В первую четверть периода напряжение на генераторе возрастает от 0 до максимума. В цепи есть ток заряда конденсатора. Во второй четверти периода напряжение на генераторе снижается до нуля. Конденсатор разряжается через генератор. После этого конденсатор перезаряжается и разряжается. Таким образом, токи заряда и разряда конденсатора находятся в цепи. Лампочка будет гореть постоянно.

В цепи с конденсатором ток проходит через всю замкнутую цепь, включая диэлектрик конденсатора. В зарядном конденсаторе образуется электрическое поле, поляризующее диэлектрик. Поляризация — это вращение электронов в атомах по вытянутым орбитам.

Одновременная поляризация огромного количества атомов образует ток, называемый током смещения.   Таким образом, в проводах есть ток в диэлектрике одинаковой величины.

Емкостная емкость конденсатора определяется по формуле

Рассматривая график, делаем вывод: ток в цепи с чисто емкостным сопротивлением опережает напряжение на 90°.

Возникает вопрос, как ток в цепи может опережать напряжение на генераторе? В цепи присутствует ток от двух источников тока попеременно, от генератора и от конденсатора. Когда напряжение на генераторе равно нулю, ток в цепи максимален. Это ток разряда конденсатора.

О реальном конденсаторе

Реальный конденсатор имеет два импеданса: активное и емкостное. Их следует считать включенными последовательно.

Напряжение, подаваемое генератором на активное сопротивление, и ток, протекающий по активному сопротивлению, совпадают по фазе.

Напряжение, подаваемое генератором на емкостное сопротивление, и ток, протекающий по емкостному сопротивлению, сдвинуты по фазе на 90 0 . Результирующее напряжение, подаваемое генератором на конденсатор, можно определить по правилу параллелограмма.

На активном сопротивлении напряжение Uакт и ток I совпадают по фазе. На емкостном сопротивлении напряжение U c отстает от тока I на 90 0 . Результирующее напряжение, приложенное генератором к конденсатору, определяется по правилу параллелограмма. Это результирующее напряжение отстает от тока I на некоторый угол φ, всегда меньший 90°.

Определение результирующего сопротивления конденсатора

Результирующее сопротивление конденсатора нельзя найти путем суммирования значений его активного и емкостного сопротивлений. Это делается по формуле

При переменном напряжении на реальном конденсаторе кроме тока смещения возникают малые токи проводимости по толщине диэлектрика (объемный ток) и по поверхности (поверхностный ток). Потери энергии сопровождаются токами проводимости и поляризацией диэлектрика.

Таким образом, в реальном конденсаторе наряду с изменением энергии электрического поля (это характеризует реактивную мощность Q ) из-за несовершенства диэлектрика происходит необратимый процесс превращения электрической энергии   в тепловую, скорость которого выражается активная мощность P . Поэтому в замещающей схеме реальный конденсатор должен быть представлен активным и реактивным элементами.

Деление реального конденсатора на два элемента является расчетным приемом, так как конструктивно различить их невозможно. Однако та же схема замещения имеет реальную цепь из двух элементов, один из которых характеризуется только активной мощностью P (Q = 0), другой — реактивной (емкостной) мощностью Q (P = 0).

Схема замены конденсатора с параллельным соединением элементов

Реальный конденсатор (с потерями) можно представить эквивалентной схемой параллельного соединения активной Г   и емкостной B   из проводимость (рис. 13.15), при этом активная проводимость определяется потерями в конденсаторе G = P/U c 2 , а емкость — конструкция конденсатора. Предположим, что проводимости G и B c для такой цепочки известны, а напряжение имеет уравнение

u = Umsinωt .

Требуется определить токи в цепи и мощность. Исследование цепи с активным сопротивлением и цепи с емкостью показало, что при синусоидальном напряжении токи в них также синусоидальны. При параллельном соединении ветвей G и B c по первому закону Кирхгофа полный ток i равен сумме токов в ветвях с активной и емкостной проводимостями:

i = i G + i c, (13.30)

Учитывая, что текущий   i G   Фаза совпадает с напряжением, а ток   i c опережает напряжение на четверть периода, уравнение полного тока можно записать в следующем виде:

Векторная диаграмма токов в цепи с конденсатором

Для определения действующего значения полного тока I методом сложения векторов строим векторную диаграмму по уравнению

I = I G + I C

Действующие значения токовых составляющих:

I G = GU (13. 31)

I C = B C U (13.32)

Вектор на векторной диаграмме представляет собой вектор напряжения U   (рис. 13.16, а), его направление совпадает с положительным направлением оси, от которой отсчитываются фазовые углы (начальная фаза напряжения φ =0). Вектор I   G   совпадает по направлению с вектором U, а вектор I C направлен перпендикулярно вектору U с положительным углом. Из векторной диаграммы видно, что вектор полного напряжения отстает от вектора полного тока на угол φ , значение которого больше нуля, но меньше 90°. Вектор I   — гипотенуза прямоугольного треугольника, катетами которого являются составляющие векторы I G и I C:

 При напряжении u = Um sinωt  По векторной диаграмме уравнение тока

i = I m sin(ωt + φ )

Треугольник проводимости конденсатора

Стороны треугольников токов, выраженные в единицах тока, делятся на напряжение U. Получаем аналогичный треугольник проводимости (рис. 13.16, б), катетами которого являются активные Г = И Г/У и емкостный In c = I c / U проводимость, а гипотенуза — полная проводимость цепи Y = I/U . Из треугольника проводимости

Связь между действующими значениями напряжения и тока выражается формулами

I = UY

U = I / Y (13,35)

Из треугольников токов и проводимостей определить величины

cos φ = I G / I = G / Y; sin φ = I c / I = B c / Y; tg φ = I C / I G = B c / G. (13.36)

Силовая цепь с конденсатором

Выражение мгновенной мощности реального конденсатора

p = ui = Um sinωt * I m sin (ωt + φ)

совпадает с выражением мгновенной мощности катушки. Рассуждения, аналогичные сделанным при рассмотрении кривой мгновенной мощности (см. рис. 13.11), можно провести и для реального конденсатора на основании графика на рис. 13.17. Значения активной, реактивной и полной мощностей выражаются по тем же формулам, что и полученные для катушки [(13.19) — (13.22)]. Это нетрудно показать, если стороны треугольника токов, выраженные в единицах тока, умножить на напряжение U. В результате умножения получим аналогичный треугольник мощностей (рис. 13.16, в), катетами которого являются мощности ; активный

  P = UI G = UIcosφ

реактивный

Q = UI C = UIsinφ

в комплекте

Схема замены конденсатора с последовательным соединением элементов

Реальный конденсатор, как и на расчетной схеме, может быть представлен последовательным соединением двух секций: с активной R   и емкостный X   из сопротивления. На рис. 13.18 и показана такая схема в сравнении со схемой параллельного соединения активной и емкостной проводимостей (рис. 13, 18, 6). Все выводы и формулы, полученные для катушки, остаются справедливыми и для конденсатора при условии замены индуктивного сопротивления емкостным. Используемые на практике конденсаторы имеют относительно низкие потери энергии. Поэтому в схемах замещения они чаще всего представлены только реактивной частью, т. е. емкость С Участки цепи, отдельные элементы — резистор R и конденсатор С, имеют такую ​​схему замены, как показано на рис. 13.18, а. Если вам интересно, прочитайте, какие применяются в отрасли.

Предположим теперь, что участок цепи содержит конденсатор емкостью С , при этом сопротивлением и индуктивностью участка можно пренебречь, и посмотрим, по какому закону изменится напряжение на концах участка в этом случае. Обозначим напряжение между точками a и b через u и заряд конденсатора q и ток i будем считать положительными, если они соответствуют рис. меняется по закону

тогда заряд конденсатора

.

Интегральная константа q   0 здесь обозначает произвольный постоянный заряд конденсатора, не связанный с колебаниями тока, поэтому положим. Следовательно,

. (2)

Сравнивая (1) и (2), видим, что при синусоидальных колебаниях тока в цепи напряжение на конденсаторе также изменяется по закону косинуса. Однако колебания напряжения на конденсаторе отстают от колебаний тока на р/2. Изменения тока и напряжения во времени представлены графически на рис. Полученный результат имеет простой физический смысл. Напряжение на конденсаторе в любой момент времени определяется имеющимся зарядом конденсатора. Но этот заряд образовался за счет тока, возникшего ранее на более ранней стадии колебаний. Следовательно, колебания напряжения задерживаются относительно колебаний тока.

Формула (2) показывает, что амплитуда напряжения на конденсаторе равна

Сравнивая это выражение с законом Ома для участка цепи с постоянным током   (), видим, что величина

играет роль сопротивления цепи, его назвали емкостным сопротивлением. Емкостное сопротивление зависит от частоты w, и на высоких частотах даже небольшие емкости могут представлять собой очень малое сопротивление для переменного тока. Важно отметить, что емкостное сопротивление определяет соотношение между амплитудой, а не мгновенными значениями тока и напряжения.

Мгновенная мощность переменного тока

изменяется во времени по синусоидальному закону с удвоенной частотой. В течение времени от 0 до Т /4 мощность положительна, а в следующую четверть периода ток и напряжение имеют противоположные знаки и мощность становится отрицательной. Поскольку среднее значение периода колебаний равно нулю, средняя мощность переменного тока на конденсаторе.

Ток в цепи с конденсатором может протекать только при изменении приложенного к нему напряжения, причем ток, протекающий по цепи при заряде и разряде конденсатора, будет тем больше, чем больше емкость конденсатора и быстрее меняется ЭДС.
Конденсатор, включенный в цепь переменного тока, влияет на силу тока, протекающего по цепи, то есть ведет себя как сопротивление. Величина емкостного сопротивления тем меньше, чем больше емкость и чем выше частота переменного тока. И наоборот, сопротивление конденсатора переменному току увеличивается с уменьшением емкости и уменьшением частоты.

где Xc — реактивное сопротивление конденсатора, f — частота, а C — емкость.

Для расчета реактивного сопротивления конденсатора заполните следующую форму:

Расчет емкости по реактивности:

Расчет емкости: C = 1 / (2πƒX C)

• Аналогичные статьи

• — Бестрансформаторные блоки питания с гасящим конденсатором удобны своей простотой, имеют малые габариты и вес, но не всегда применимы из-за гальванической связи выходной цепи с сетью 220 В. В бестрансформаторном источнике питания линии переменного тока соединены последовательно…
• — Принципиальная электрическая схема Цифровой широкодиапазонный измеритель емкости показан на рисунке. Принцип работы прибора заключается в измерении ширины импульса автогенератора, в цепь временной задержки которого включен измеряемый конденсатор.