Цахилгаан конденсатор. Конденсаторын төрлүүд. Яагаад конденсатор шууд гүйдэл дамжуулдаггүй, харин хувьсах гүйдлийг дамжуулдаг вэ? Конденсатороор ямар гүйдэл урсдаг

Ноёд оо, өнөөдрийн нийтлэлд би ийм сонирхолтой асуултыг авч үзэхийг хүсч байна хэлхээнд байгаа конденсатор АС . Энэ сэдэв нь цахилгаан эрчим хүчний хувьд маш чухал бөгөөд практикт конденсаторууд нь хувьсах гүйдэл бүхий хэлхээнд хаа сайгүй байдаг тул энэ тохиолдолд дохио өөрчлөгддөг хуулиудын талаар тодорхой ойлголттой байх нь маш их ач холбогдолтой юм. Бид өнөөдөр эдгээр хуулиудыг авч хэлэлцээд эцэст нь нэгийг нь шийдэх болно практик асуудалконденсатороор дамжих гүйдлийг тодорхойлох.

Эрхэм ээ, одоо бидний хувьд хамгийн сонирхолтой зүйл бол конденсатор нь ээлжит дохионы хэлхээнд байх тохиолдолд конденсатор дээрх хүчдэл ба конденсатороор дамжих гүйдэл хоорондоо хэрхэн хамааралтай болох явдал юм.

Яагаад шууд хувьсах вэ? Тийм ээ, зүгээр л конденсатор нь хэлхээнд байгаа учраас DCонцгүй. Конденсатор цэнэггүй болсон эхний мөчид л гүйдэл дамжин урсдаг. Дараа нь конденсатор цэнэглэгдсэн, тэгээд л болоо, гүйдэл байхгүй (тиймээ, тийм ээ, би конденсаторын цэнэг онолын хувьд хязгааргүй удаан үргэлжилдэг гэж хүмүүс аль хэдийн хашгирч эхэлснийг сонсож байна, энэ нь бас гоожих эсэргүүцэлтэй байж болно, гэхдээ Одоо бид үүнийг үл тоомсорлож байна). Цэнэглэгдсэн конденсатор байнгынодоогийн - Энэ яаж байна нээлттэй хэлхээ. Хэзээ бидэнд боломж байна хувьсагчодоогийн - энд бүх зүйл илүү сонирхолтой байдаг. Энэ тохиолдолд конденсатороор гүйдэл урсаж болох бөгөөд энэ тохиолдолд конденсатор нь ижил төстэй байх болно. эсэргүүцэлтодорхой тодорхой эсэргүүцэлтэй (хэрэв та одоохондоо бүх төрлийн фазын шилжилтийн талаар мартсан бол доороос илүү дэлгэрэнгүй). Бид ямар нэгэн байдлаар конденсатор дээрх гүйдэл ба хүчдэлийн хоорондын хамаарлыг олж авах хэрэгтэй.

Одоогийн байдлаар бид хувьсах гүйдлийн хэлхээнд зөвхөн конденсатор байдаг гэж таамаглах болно. Резистор эсвэл индуктор гэх мэт бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдгүйгээр. Хэлхээнд зөвхөн резисторууд байгаа тохиолдолд ийм асуудлыг маш энгийнээр шийддэг гэдгийг сануулъя: гүйдэл ба хүчдэл нь Ом-ийн хуулиар хоорондоо холбогддог. Энэ талаар бид нэг бус удаа ярьж байсан. Тэнд бүх зүйл маш энгийн: хүчдэлийг эсэргүүцэлээр хувааж, гүйдлийг авна. Гэхдээ конденсаторыг яах вэ? Эцсийн эцэст конденсатор бол резистор биш юм. Тэнд байгаа үйл явцын физик нь огт өөр тул гүйдэл ба хүчдэлийг хооронд нь ингэж холбох боломжгүй юм. Гэсэн хэдий ч үүнийг хийх ёстой, тиймээс бид үндэслэлтэй байхыг хичээцгээе.

Эхлээд буцъя. Алс хойно. Бүр маш хол. Энэ сайт дээрх миний хамгийн анхны нийтлэл. Энэ бол өнөөгийн хүч чадлын тухай нийтлэл байсныг хуучны хүмүүс санаж байгаа байх. Энэ нийтлэлд дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор урсах гүйдлийн хүч ба цэнэгийг холбосон нэг сонирхолтой илэрхийлэл байсан. Энэ бол яг илэрхийлэл юм

Одоогийн хүч чадлын тухай тэр нийтлэлд оруулга дууссан гэж хэн нэгэн маргаж магадгүй юм ΔqТэгээд Δt- зарим маш бага хэмжээний цэнэг ба энэ цэнэг дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор дамжих хугацаа. Гэсэн хэдий ч энд бид тэмдэглэгээг ашиглана dqТэгээд dt- дифференциалаар. Дараа нь ийм төлөөлөл хэрэгтэй болно. Хэрэв та матан зэрлэг байгальд гүнзгий орохгүй бол үндсэндээ dqТэгээд dtэндээс онцгой ялгаа байхгүй ΔqТэгээд Δt. Мэдээжийн хэрэг, гүнзгий мэдлэгтэй дээд математикхүмүүс энэ мэдэгдэлтэй маргаж болно, гэхдээ би яг одоо эдгээр зүйлд анхаарлаа хандуулахыг хүсэхгүй байна.

Тиймээс бид одоогийн хүч чадлын илэрхийлэлийг санаж байна. Одоо конденсаторын багтаамж нь хоорондоо хэрхэн холбоотой болохыг санацгаая ХАМТ, цэнэглэ q, тэр өөрөө өөртөө хуримтлуулсан, хурцадмал байдал УЭнэ тохиолдолд үүссэн конденсатор дээр. Хэрэв конденсатор ямар нэгэн цэнэг хуримтлуулсан бол түүний хавтан дээр хүчдэл зайлшгүй гарах болно гэдгийг бид санаж байна. Энэ талаар бид өмнө нь, энэ нийтлэлд ярьсан. Зөвхөн цэнэгийг хүчдэлтэй холбодог энэ томъёо бидэнд хэрэгтэй болно

Энэ томъёогоор конденсаторын цэнэгийг илэрхийлье.

Одоо конденсаторын цэнэгийн хувьд энэ илэрхийллийг одоогийн хүч чадлын өмнөх томъёонд орлуулах маш том уруу таталт гарч байна. Илүү сайн хараарай - тэгвэл одоогийн хүч, конденсаторын багтаамж, конденсатор дээрх хүчдэл хоорондоо уялдаатай байх болно! Энэ орлуулалтыг цаг алдалгүй хийцгээе:

Бидний багтаамж бол тоо хэмжээ юм тогтмол. Энэ нь тодорхойлогддог зөвхөн конденсатор өөрөө, түүний дотоод бүтэц, диэлектрик төрөл болон бусад зүйлс. Энэ бүхний талаар бид өмнөх нийтлэлүүдийн нэгэнд дэлгэрэнгүй ярьсан. Тиймээс хүчин чадал ХАМТконденсатор нь тогтмол байдаг тул дифференциал тэмдэг болгон аюулгүйгээр авч болно (эдгээр нь ижил дифференциалтай ажиллах дүрэм юм). Гэхдээ хурцадмал байдалтай УТа үүнийг хийж чадахгүй! Конденсатор дээрх хүчдэл цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөнө. Яагаад ийм зүйл болж байна вэ? Хариулт нь энгийн зүйл юм: конденсаторын ялтсуудаар гүйдэл урсах тусам цэнэг өөрчлөгдөх нь ойлгомжтой. Мөн цэнэгийн өөрчлөлт нь конденсатор дээрх хүчдэлийн өөрчлөлтөд хүргэнэ. Тиймээс хүчдэлийг цаг хугацааны тодорхой функц гэж үзэж болох бөгөөд дифференциал дороос салгах боломжгүй юм. Тиймээс, дээр дурдсан өөрчлөлтүүдийг хийсний дараа бид дараах оруулгыг авна.

Ноёд оо, би та бүхэнд баяр хүргэхээр яарч байна - бид конденсаторт хэрэглэсэн хүчдэл ба түүгээр урсах гүйдэлтэй холбоотой маш хэрэгтэй хэллэгийг хүлээн авлаа. Тиймээс, хэрэв бид хүчдэлийн өөрчлөлтийн хуулийг мэддэг бол зөвхөн деривативыг олох замаар конденсатороор дамжих гүйдлийн өөрчлөлтийн хуулийг хялбархан олох боломжтой.

Харин эсрэг тохиолдолд яах вэ? Бид конденсатороор дамжих гүйдлийн өөрчлөлтийн хуулийг мэддэг ба түүн дээрх хүчдэлийн өөрчлөлтийн хуулийг олохыг хүсч байна гэж бодъё. Математикийн мэдлэгтэй уншигчид энэ асуудлыг шийдэхийн тулд дээр бичсэн илэрхийллийг нэгтгэх нь хангалттай гэдгийг аль хэдийн таасан байх. Өөрөөр хэлбэл, үр дүн нь иймэрхүү харагдах болно.

Үндсэндээ эдгээр хоёр илэрхийлэл нь ижил зүйл юм. Эхнийх нь конденсатор дээрх хүчдэлийн өөрчлөлтийн хуулийг мэдэж, түүгээр дамжин өнгөрөх гүйдлийн өөрчлөлтийн хуулийг олохыг хүсч байгаа тохиолдолд, хоёр дахь нь конденсатороор дамжин гүйдэл хэрхэн өөрчлөгдөж байгааг мэдэх үед л хэрэглэгддэг. мөн бид хүчдэлийн өөрчлөлтийн хуулийг олохыг хүсч байна. Ноёд оо, энэ асуудлыг илүү сайн санахын тулд би та бүхэнд тайлбар зураг бэлдлээ. Үүнийг 1-р зурагт үзүүлэв.

Зураг 1 - Тайлбарын зураг

Энэ нь үндсэндээ дүгнэлтийг хураангуй хэлбэрээр дүрсэлсэн бөгөөд санахад тохиромжтой.

Ноёд оо, анхаарна уу - Үүссэн илэрхийлэл нь гүйдэл ба хүчдэлийн өөрчлөлтийн аливаа хуульд хүчинтэй байна.Синус, косинус, меандр болон бусад зүйл байх албагүй. Хэрэв танд ямар нэгэн уран зохиолд дурдаагүй, бүр бүрэн зэрлэг, хүчдэлийн өөрчлөлтийн хууль байгаа бол U(t), конденсаторт нийлүүлсэн бол та үүнийг ялгах замаар конденсатороор дамжих гүйдлийн өөрчлөлтийн хуулийг тодорхойлж болно. Үүний нэгэн адил, хэрэв та конденсатороор дамжих гүйдлийн өөрчлөлтийн хуулийг мэддэг бол би(t)дараа нь интегралыг олсны дараа та хүчдэл хэрхэн өөрчлөгдөхийг олж мэдэх боломжтой.

Тиймээс бид гүйдэл ба хүчдэлийг хооронд нь хэрхэн яаж холбохыг олж мэдэв. Гэхдээ зарим онцгой тохиолдлууд илүү сонирхолтой биш юм. Жишээлбэл, бид бүгдэд нь аль хэдийн дурласан хүний ​​хэрэг синусоидодоогийн Одоо үүнийг шийдье.

Хүчин чадалтай конденсатор дээрх хүчдэлийг үзье Cсинусын хуулийн дагуу ийм байдлаар өөрчлөгддөг

Энэ илэрхийлэл дэх үсэг бүрийн ард ямар физик хэмжигдэхүүн байгааг бид арай эрт дэлгэрэнгүй авч үзсэн. Энэ тохиолдолд одоогийн байдал хэрхэн өөрчлөгдөх вэ? Өмнө нь олж авсан мэдлэгээ ашиглан энэ илэрхийллийг тэнэг байдлаар ерөнхий томьёодоо орлуулж, деривативыг олъё.

Эсвэл ингэж бичиж болно

Ноёд оо, би та бүхэнд синус ба косинус хоёрын ялгаа нь нэг нь нөгөөгөөсөө 90 градусаар фазаар шилждэг гэдгийг сануулмаар байна. За, эсвэл математикийн хэлээр тайлбарлавал . Энэ илэрхийлэл хаанаас ирсэн нь тодорхойгүй байна уу? Google-ээс үзээрэй бууруулах томъёо. Энэ бол ашигтай зүйл, мэдэхэд гомдохгүй. Хэрэв та мэддэг бол илүү дээр юм тригонометрийн тойрог, энэ бүгдийг үүн дээр маш тодорхой харж болно.

Ноёд оо, би нэг зүйлийг нэн даруй тэмдэглэх болно. Би нийтлэлдээ дериватив олох, интеграл авах дүрмийн талаар ярихгүй. Та эдгээр зүйлийн талаар ядаж ерөнхий ойлголттой байгаа гэдэгт найдаж байна. Гэсэн хэдий ч, та үүнийг яаж хийхээ мэдэхгүй байсан ч би эдгээр завсрын тооцоололгүйгээр аливаа зүйлийн мөн чанар тодорхой байхаар материалыг танилцуулахыг хичээх болно. Тиймээс, одоо бид чухал дүгнэлтийг хүлээн авлаа - хэрэв конденсатор дээрх хүчдэл синусын хуулийн дагуу өөрчлөгдвөл түүгээр дамжин өнгөрөх гүйдэл косинусын хуулийн дагуу өөрчлөгдөнө. Өөрөөр хэлбэл конденсатор дээрх гүйдэл ба хүчдэл нь бие биентэйгээ харьцуулахад фазын хувьд 90 градусаар шилждэг. Үүнээс гадна бид гүйдлийн далайцын утгыг харьцангуй амархан олох боломжтой (эдгээр нь синусын өмнө гарч ирэх хүчин зүйлүүд юм). За, тэр оргил, гүйдэл хүрэх дээд тал нь. Таны харж байгаагаар энэ нь хүчин чадлаас хамаарна Cконденсатор, түүнд хэрэглэсэн хүчдэлийн далайц Ум ба давтамжууд ω . Өөрөөр хэлбэл, хэрэглэсэн хүчдэл их байх тусам конденсаторын багтаамж их байх ба хүчдэлийн өөрчлөлтийн давтамж их байх тусам конденсатороор дамжих гүйдлийн далайц их байх болно. Нэг талбарт конденсатороор дамжих гүйдэл ба конденсатор дээрх хүчдэлийг дүрсэлсэн графикийг байгуулъя. Тодорхой тоо байхгүй бол бид зөвхөн дүрийн чанарыг харуулах болно. Энэ графикийг 2-р зурагт үзүүлэв (зураг дээр дарж болно).

Зураг 2 - Конденсатороор дамжих гүйдэл ба конденсатор дээрх хүчдэл

2-р зурагт цэнхэр график нь конденсатороор дамжих синусоид гүйдэл, улаан график нь конденсатор дээрх синусоид хүчдэл юм. Энэ зурагнаас гүйдэл нь хүчдэлээс түрүүлж байгаа нь маш тодорхой харагдаж байна (гүйдлийн синусоидын оргилууд байрладаг) зүүн тийшхүчдэлийн синусоидын харгалзах оргилууд, өөрөөр хэлбэл тэд ирдэг эрт).

Одоо ажлаа урвуугаар нь хийцгээе. Одоогийн өөрчлөлтийн хуулийг бидэнд мэдэгдээрэй би(т)багтаамжтай конденсатороор дамжуулан C. Мөн энэ хууль бас синусоид байх болтугай

Энэ тохиолдолд конденсатор дээрх хүчдэл хэрхэн өөрчлөгдөхийг тодорхойлъё. Интегралтай ерөнхий томъёогоо ашиглая:

Өмнө нь бичсэн тооцоотой үнэмлэхүй зүйрлэвэл хурцадмал байдлыг ийм байдлаар илэрхийлж болно

Энд бид тригонометрийн сонирхолтой мэдээллийг дахин ашигласан . Бас дахин бууруулах томъёояагаад ийм болсон нь тодорхойгүй байвал танд туслах болно.

Эдгээр тооцооллоос бид ямар дүгнэлт хийж болох вэ? Дүгнэлт нь аль хэдийн хийсэнтэй ижил хэвээр байна: конденсатороор дамжих гүйдэл ба конденсатор дээрх хүчдэл нь бие биенээсээ 90 градусаар фазаар шилждэг. Түүнээс гадна тэд ямар нэг шалтгаанаар шилждэг. Одоогийн урагшаахүчдэл. Яагаад ийм байна вэ? Үүний цаад үйл явцын физик юу вэ? Үүнийг олж мэдье.

Үүнийг төсөөлөөд үз дээ цэнэггүйБид конденсаторыг хүчдэлийн эх үүсвэрт холбосон. Эхний мөчид конденсаторт ямар ч цэнэг байхгүй: цэнэггүй болсон. Тэгээд ямар ч цэнэг байхгүй тул хүчдэл байхгүй болно. Гэхдээ гүйдэл байдаг, энэ нь конденсаторыг эх үүсвэрт холбоход шууд гарч ирдэг. Та анзаарч байна уу, ноёд оо? Хүчдэл хараахан гараагүй байна (энэ нь нэмэгдэх цаг ирээгүй), гэхдээ аль хэдийн гүйдэл байна. Үүнээс гадна, холболтын яг энэ мөчид хэлхээний гүйдэл хамгийн их байна (цэнэглэгдсэн конденсатор нь хэлхээний богино холболттой үндсэндээ тэнцүү). Хүчдэл ба гүйдлийн хоорондох хоцрогдол маш их байна. Гүйдэл урсах үед цэнэг нь конденсаторын ялтсууд дээр хуримтлагдаж эхэлдэг, өөрөөр хэлбэл хүчдэл нэмэгдэж, гүйдэл аажмаар буурдаг. Хэсэг хугацааны дараа ялтсууд дээр маш их цэнэг хуримтлагдаж, конденсатор дээрх хүчдэл нь эх үүсвэрийн хүчдэлтэй тэнцүү болж, хэлхээний гүйдэл бүрэн зогсох болно.

Одоо энийг авъя цэнэглэгдсэнБид конденсаторыг эх үүсвэрээс салгаж, богино холболт хийдэг. Бид юу авах вэ? Гэхдээ практик дээр адилхан. Эхний мөчид гүйдэл хамгийн их байх бөгөөд конденсатор дээрх хүчдэл өөрчлөгдөөгүй хэвээр байх болно. Өөрөөр хэлбэл, гүйдэл дахин урагшилж, түүний дараа хүчдэл өөрчлөгддөг. Гүйдэл урсах тусам хүчдэл аажмаар буурч, гүйдэл бүрэн зогсоход мөн тэг болно.

Ялж буй үйл явцын физикийг илүү сайн ойлгохын тулд та дахин нэг удаа ашиглаж болно сантехникийн аналоги. Цэнэглэгдсэн конденсатор нь усаар дүүрэн сав байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Энэ савны ёроолд ус зайлуулах цорго байдаг. Энэ цоргыг нээцгээе. Бид үүнийг онгойлгоход шууд ус урсах болно. Мөн ус урсах тусам савны даралт аажмаар буурах болно. Өөрөөр хэлбэл, конденсатор дахь гүйдэл нь хүчдэлийн өөрчлөлтөөс давж гардагтай адил кранаас урсах ус нь даралтын өөрчлөлтөөс давж гардаг.

Үүнтэй төстэй үндэслэлийг синусоид дохионы хувьд гүйдэл ба хүчдэл нь синусын хуулийн дагуу өөрчлөгдөх үед, мөн ямар ч дохионы хувьд хийж болно. Гол нь ойлгомжтой байх гэж найдаж байна.

Жаахан ууцгаая практик тооцооконденсатороор дамжих хувьсах гүйдэл ба графикийг зурах.

Биднийг синусоид хүчдэлийн эх үүсвэртэй болгоё, үр дүнтэй утга нь 220 В, давтамж 50 Гц. За, өөрөөр хэлбэл бүх зүйл бидний залгууртай яг адилхан байна. -ийн багтаамжтай конденсатор 1 мкФ. Жишээлбэл, кино конденсатор K73-17, хамгийн ихдээ 400 В хүчдэлд зориулагдсан (мөн бага хүчдэлийн конденсаторыг 220 В сүлжээнд хэзээ ч холбож болохгүй), 1 мкФ хүчин чадалтай. Бид юу хийж байгаа талаар ойлголт өгөхийн тулд 3-р зурагт би энэ амьтны зургийг байрлуулсан болно (зураг авсан Даймонд баярлалаа)

Зураг 3 - Энэ конденсатороор дамжих гүйдлийг хайж байна

Энэ конденсатороор ямар гүйдлийн далайц урсах вэ гэдгийг тодорхойлж, гүйдэл ба хүчдэлийн графикийг зурах шаардлагатай.

Эхлээд бид залгуур дахь хүчдэлийн өөрчлөлтийн хуулийг бичих хэрэгтэй. Хэрэв санаж байвал далайцЭнэ тохиолдолд хүчдэлийн утга нь ойролцоогоор 311 В байна. Яагаад ийм болсон, хаанаас ирсэн, гаралтын хүчдэлийн өөрчлөлтийн хуулийг хэрхэн бичих талаар энэ нийтлэлээс уншиж болно. Бид үр дүнг нэн даруй танилцуулах болно. Тэгэхээр розетка дахь хүчдэл хуулийн дагуу өөрчлөгдөнө

Одоо бид өмнө нь олж авсан томъёог ашиглаж болох бөгөөд энэ нь гаралтын хүчдэлийг конденсатороор дамжих гүйдэлтэй холбох болно. Үр дүн нь иймэрхүү харагдах болно

Бид нөхцөл байдалд заасан конденсаторын багтаамж, хүчдэлийн далайцын утга, сүлжээний хүчдэлийн дугуй давтамжийг ерөнхий томъёонд орлуулсан. Үүний үр дүнд бүх хүчин зүйлийг үржүүлсний дараа бид одоогийн өөрчлөлтийн дараах хуультай болно.

Ингээд л болоо, ноёд оо. Конденсатороор дамжих гүйдлийн далайцын утга 100 мА-аас бага байна. Их үү, бага уу? Асуултыг зөв гэж нэрлэж болохгүй. Олон зуун ампер гүйдэл гарч ирдэг үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжийн стандартын дагуу энэ нь маш бага юм. Мөн гэр ахуйн цахилгаан хэрэгслийн хувьд, хэдэн арван ампер нь ховор биш юм - бас. Гэсэн хэдий ч ийм гүйдэл хүртэл хүмүүст маш их аюул учруулдаг! Үүнээс үзэхэд та 220 В сүлжээнд холбогдсон ийм конденсаторыг барьж авах ёсгүй. Гэсэн хэдий ч энэ зарчмаар унтрах конденсатор бүхий тэжээлийн хангамж гэж нэрлэгддэг төхөөрөмжийг үйлдвэрлэх боломжтой. За, энэ бол тусдаа нийтлэлийн сэдэв бөгөөд бид үүнийг энд хөндөхгүй.

Энэ бүхэн сайн, гэхдээ бид барих ёстой графикуудаа бараг мартсан. Бид үүнийг яаралтай засах хэрэгтэй! Тиймээс тэдгээрийг 4-р зураг, 5-р зурагт үзүүлэв. Зураг 4-т та залгуур дахь хүчдэлийн графикийг, мөн 5-р зурагт ийм залгуурт холбогдсон конденсатороор дамжих гүйдлийн өөрчлөлтийн хуулийг харж болно.

Зураг 4 - Гаралтын хүчдэлийн график

Зураг 5 - Конденсатороор дамжин өнгөрөх гүйдлийн график

Эдгээр зургуудаас харахад гүйдэл ба хүчдэл нь байх ёстой шигээ 90 градусаар өөрчлөгдсөн байна. Магадгүй уншигчдад нэг санаа байгаа байх - хэрэв конденсатороор гүйдэл урсаж, түүгээр бага зэрэг хүчдэл унавал түүгээр ч бас бага зэрэг хүч гарах ёстой. Гэсэн хэдий ч би танд анхааруулж байна - конденсаторын хувьд нөхцөл байдал туйлын байна тийм биш. Хэрэв бид хамгийн тохиромжтой конденсаторыг авч үзвэл гүйдэл урсаж, хүчдэл унасан ч түүн дээр ямар ч хүч гарахгүй. Яагаад? Яаж тэгэх вэ? Энэ тухай - дараагийн нийтлэлүүдэд. Өнөөдрийн хувьд энэ л байна. Уншсанд баярлалаа, амжилт хүсье, дараагийн удаа уулзъя!

Манайд нэгдээрэй

Тогтмол хүчдэл ба түүний матар дээрх хүчдэлийг 12 вольт болгож тохируул. Бид мөн 12 вольтын чийдэнг авдаг. Одоо бид цахилгаан тэжээлийн нэг мэдрэгч ба гэрлийн чийдэнгийн хооронд конденсатор оруулав.

Үгүй ээ, шатахгүй.

Гэхдээ хэрэв та үүнийг шууд хийвэл энэ нь гэрэлтэх болно:

Эндээс дараах дүгнэлт гарч байна. Тогтмол гүйдэл нь конденсатороор дамждаггүй!

Үнэнийг хэлэхэд, хүчдэл өгөх эхний мөчид гүйдэл секундын багахан хугацаанд урсдаг. Энэ бүхэн конденсаторын багтаамжаас хамаарна.

Хувьсах гүйдлийн хэлхээний конденсатор

Тиймээс конденсатороор хувьсах гүйдэл урсаж байгаа эсэхийг мэдэхийн тулд бидэнд генератор хэрэгтэй. Энэ давтамжийн генератор зүгээр л ажиллах болно гэж би бодож байна:

Миний хятад генератор маш сул тул бид чийдэнгийн ачааллын оронд энгийн 100 Ом-ыг ашиглах болно. Мөн 1 микрофарад багтаамжтай конденсаторыг авч үзье.

Бид иймэрхүү зүйлийг гагнаж, давтамж үүсгэгчээс дохио илгээдэг.

Дараа нь тэр ажилдаа орно. Осциллограф гэж юу вэ, түүнд юу ашигладаг талаар эндээс уншина уу. Бид хоёр сувгийг нэг дор ашиглах болно. Нэг дэлгэц дээр хоёр дохио нэгэн зэрэг гарч ирнэ. Энд дэлгэцэн дээр та 220 вольтын сүлжээний хөндлөнгийн оролцоог харж болно. Санаа зовох хэрэггүй.

Бид үйлчилнэ хувьсах хүчдэлмөн мэргэжлийн электроникийн инженерүүдийн хэлснээр оролт гаралт дээрх дохиог ажиглаарай. Үүний зэрэгцээ.

Энэ бүхэн иймэрхүү харагдах болно:

Тэгэхээр, хэрэв бидний давтамж тэг байвал энэ нь тогтмол гүйдэл гэсэн үг юм. Өмнө нь харсанчлан конденсатор нь шууд гүйдэл дамжуулахыг зөвшөөрдөггүй. Үүнийг цэгцэлсэн бололтой. Гэхдээ 100 Герц давтамжтай синусоид түрхвэл юу болох вэ?

Осциллографын дэлгэц дээр би дохионы давтамж ба далайц зэрэг параметрүүдийг харуулсан. Ф давтамж юм Ма – далайц (эдгээр параметрүүдийг цагаан сумаар тэмдэглэсэн). Ойлголтод хялбар болгох үүднээс эхний суваг улаан, хоёр дахь сувгийг шараар тэмдэглэсэн байна.

Улаан синус долгион нь Хятадын давтамж үүсгэгчийн бидэнд өгч буй дохиог харуулж байна. Шар синус долгион нь ачааллын үед бид аль хэдийн авдаг зүйл юм. Манай тохиолдолд ачаалал нь резистор юм. За, үнэндээ энэ л байна.

Дээрх осциллограммаас харахад би генератороос 100 герц давтамжтай, 2 вольтын далайцтай синусоид дохио өгдөг. Эсэргүүцэл дээр бид ижил давтамжтай (шар дохио) дохиог аль хэдийн харж байгаа боловч түүний далайц нь 136 милливольт байна. Түүгээр ч барахгүй дохио нь бага зэрэг "саг" болж хувирав. Энэ нь "" гэж нэрлэгддэгтэй холбоотой юм. Дуу чимээ нь бага далайцтай, санамсаргүй хүчдэлийн өөрчлөлттэй дохио юм. Энэ нь радио элементүүдээс үүдэлтэй байж болно, эсвэл хүрээлэн буй орон зайгаас авсан хөндлөнгийн оролцоо байж болно. Жишээлбэл, резистор маш сайн "дуу чимээ гаргадаг". Энэ нь дохионы "шагги" нь синусоид ба дуу чимээний нийлбэр гэсэн үг юм.

Шар дохионы далайц багасч, шар дохионы график хүртэл зүүн тийш шилжсэн, өөрөөр хэлбэл, улаан дохионы өмнө буюу шинжлэх ухааны хэлээр энэ нь харагдаж байна. фазын шилжилт. Энэ нь дохио өөрөө биш харин урагшлах үе шат юм.Хэрэв дохио өөрөө урд байсан бол бид резистор дээрх дохио нь конденсатороор дамжуулж өгсөн дохионоос эрт гарч ирэх болно. Үр дүн нь ямар нэгэн цаг хугацаагаар аялах болно :-), энэ нь мэдээжийн хэрэг боломжгүй юм.

Фазын шилжилт- Энэ хэмжсэн хоёр хэмжигдэхүүний эхний үе шатуудын ялгаа. IN энэ тохиолдолдхүчдэл. Фазын шилжилтийг хэмжихийн тулд эдгээр дохиог өгөх нөхцөл байх ёстой ижил давтамж. Далайц нь ямар ч байж болно. Доорх зураг нь яг ийм фазын шилжилтийг харуулж байна, эсвэл үүнийг бас нэрлэдэг. фазын зөрүү:

Генератор дээрх давтамжийг 500 Герц хүртэл нэмэгдүүлье

Эсэргүүцэл аль хэдийн 560 милливольт хүлээн авсан. Фазын шилжилт багасна.

Бид давтамжийг 1 KiloHertz хүртэл нэмэгдүүлдэг

Гаралтын үед бид аль хэдийн 1 вольт байна.

Давтамжийг 5 килогерц болгож тохируулна уу

Далайц нь 1.84 вольт бөгөөд фазын шилжилт нь илт бага байна

10 килогерц хүртэл нэмэгдүүлнэ

Далайц нь оролттой бараг ижил байна. Фазын шилжилт нь мэдэгдэхүйц бага байна.

Бид 100 килогерц тогтоосон:

Фазын шилжилт бараг байхгүй. Далайц нь оролттой бараг ижил, өөрөөр хэлбэл 2 вольт.

Эндээс бид гүн гүнзгий дүгнэлт хийж байна:

Давтамж өндөр байх тусам конденсаторын хувьсах гүйдлийн эсэргүүцэл бага байх болно. Фазын шилжилт нь давтамж нэмэгдэх тусам бараг тэг болж буурдаг. Тодорхойгүй хугацаагаар асаалттай бага давтамжуудтүүний утга нь 90 градус буюуπ/2 .

Хэрэв та графикийн зүсмэлийг зурвал дараах зүйлийг авах болно.

Би хүчдэлийг босоо, давтамжийг хэвтээ байдлаар зурсан.

Тиймээс конденсаторын эсэргүүцэл нь давтамжаас хамаардаг болохыг бид олж мэдсэн. Гэхдээ энэ нь зөвхөн давтамжаас хамаардаг уу? 0.1 микрофарад багтаамжтай конденсаторыг авч үзье, өөрөөр хэлбэл нэрлэсэн утга нь өмнөхөөсөө 10 дахин бага бөгөөд ижил давтамжтайгаар дахин ажиллуулна.

Үнэт зүйлсийг харж, дүн шинжилгээ хийцгээе:

Шар дохионы далайцын утгыг ижил давтамжтай, гэхдээ конденсаторын өөр өөр утгатай харьцуулж үзээрэй. Жишээлбэл, 100 Герц давтамжтай, 1 мкФ конденсаторын үнэлгээтэй үед шар дохионы далайц 136 милливольт, ижил давтамжтай үед шар дохионы далайц, гэхдээ 0.1 мкФ конденсатортай аль хэдийн байсан. 101 милливольт (бодит байдал дээр интерференцийн улмаас бүр бага). 500 герц давтамжтай - 560 милливольт ба 106 милливольт, 1 килогерц давтамжтай - 1 вольт ба 136 милливольт гэх мэт.

Эндээс дүгнэлт нь өөрийгөө харуулж байна: Конденсаторын утга буурах тусам түүний эсэргүүцэл нэмэгддэг.

Физик болон математикийн хувиргалтыг ашиглан физикч, математикчид конденсаторын эсэргүүцлийг тооцоолох томьёог гаргаж авсан. Би танаас хайрлаж, ивээхийг хүсч байна:

Хаана, X Cконденсаторын эсэргүүцэл, Ом

P -тогтмол ба ойролцоогоор 3.14-тэй тэнцүү

Ф– давтамжийг герцээр хэмждэг

ХАМТ– Фарадаар хэмжигдэх багтаамж

Тэгэхээр энэ томьёоны давтамжийг тэг Герц дээр тавь. Тэг Герц давтамж нь шууд гүйдэл юм. Юу болох вэ? 1/0=хязгааргүй буюу маш өндөр эсэргүүцэл. Товчхондоо, эвдэрсэн хэлхээ.

Дүгнэлт

Урагшаа харахад энэ туршилтаар бид (өндөр нэвтрүүлэх шүүлтүүр) олж авсан гэж хэлж болно. Энгийн конденсатор ба резисторыг ашиглан ийм шүүлтүүрийг аудио төхөөрөмжийн хаа нэгтээ чанга яригч дээр ашигласнаар бид чанга яригчаас зөвхөн чанга дуугарах болно. Гэхдээ басс давтамжийг ийм шүүлтүүрээр чийгшүүлнэ. Конденсаторын эсэргүүцлийн давтамжаас хамаарах хамаарлыг радио электроникод, ялангуяа нэг давтамжийг дарж, нөгөөг нь дамжуулах шаардлагатай янз бүрийн шүүлтүүрт өргөн ашигладаг.

Конденсаторын талаар маш их зүйл бичсэн, одоо байгаа сая сая үгэнд хэдэн мянган үг нэмэх нь зүйтэй болов уу? Би нэмэх болно! Миний илтгэл хэрэг болно гэдэгт итгэж байна. Эцсийн эцэст үүнийг харгалзан үзэх болно.

Цахилгаан конденсатор гэж юу вэ

Орос хэлээр ярихад конденсаторыг "хадгалах төхөөрөмж" гэж нэрлэж болно. Энэ нь бүр ч ойлгомжтой. Түүгээр ч барахгүй энэ нэрийг манай хэлэнд яг ингэж орчуулдаг. Шилийг мөн конденсатор гэж нэрлэж болно. Зөвхөн энэ нь шингэнийг өөртөө хуримтлуулдаг. Эсвэл цүнх. Тиймээ, цүнх. Энэ нь бас хадгалах төхөөрөмж юм. Тэнд бидний оруулсан бүх зүйл хуримтлагддаг. Цахилгаан конденсатор үүнтэй ямар холбоотой вэ? Энэ нь шил, ууттай адилхан боловч зөвхөн цахилгаан цэнэгийг хуримтлуулдаг.

Зургийг төсөөлөөд үз дээ: гинж дамждаг цахилгаан гүйдэл, түүний замд резистор, дамжуулагч, бам, конденсатор (шил) гарч ирэв. Юу болох вэ? Таны мэдэж байгаагаар гүйдэл бол электронуудын урсгал бөгөөд электрон бүр нь цахилгаан цэнэгтэй байдаг. Тиймээс хэн нэгэн хэлхээгээр гүйдэл гүйж байна гэж хэлэхэд та хэлхээгээр хэдэн сая электрон урсаж байна гэж төсөөлдөг. Тэдний замд конденсатор гарч ирэхэд эдгээр электронууд хуримтлагддаг. Бид конденсатор руу илүү их электрон оруулах тусам түүний цэнэг их байх болно.

Асуулт гарч ирнэ: ийм байдлаар хичнээн электрон хуримтлагдаж болох вэ, конденсаторт хэд нь багтах вэ, хэзээ "хангалттай" болох вэ? Үүнийг олж мэдье. Ихэнхдээ цахилгааны энгийн үйл явцыг хялбаршуулсан тайлбарын хувьд ус, хоолойтой харьцуулах аргыг ашигладаг. Энэ аргыг бас ашиглацгаая.

Ус урсдаг хоолойг төсөөлөөд үз дээ. Хоолойн нэг төгсгөлд энэ хоолой руу усыг хүчээр шахдаг насос байдаг. Дараа нь хоолойн дундуур резинэн мембраныг оюун ухаанаар байрлуулна. Юу болох вэ? Мембран нь хоолой дахь усны даралтын нөлөөн дор сунаж, чангарч эхэлнэ (насосоор үүсгэгдсэн даралт). Энэ нь сунах, сунах, сунах, эцэст нь мембраны уян хатан хүч нь насосны хүчийг тэнцвэржүүлж, усны урсгал зогсох эсвэл мембран хагарах болно (Хэрэв энэ нь тодорхойгүй бол бөмбөлөгийг төсөөлөөд үз дээ. Хэт их шахагдсан бол тэсрэх)! Үүнтэй ижил зүйл тохиолддог цахилгаан конденсаторууд. Зөвхөн тэнд мембраны оронд ашигладаг цахилгаан орон, энэ нь конденсатор цэнэглэгдэх тусам нэмэгдэж, тэжээлийн эх үүсвэрийн хүчдэлийг аажмаар тэнцвэржүүлдэг.

Тиймээс конденсатор нь тодорхой хязгаарлагдмал цэнэгтэй байдаг бөгөөд энэ нь хуримтлагдах боломжтой бөгөөд үүнээс хэтэрсэн тохиолдолд энэ нь үүснэ. конденсатор дахь диэлектрик задрал энэ нь эвдэрч, конденсатор байхаа болино. Конденсатор хэрхэн ажилладагийг танд хэлэх цаг болсон байх.

Цахилгаан конденсатор хэрхэн ажилладаг вэ?

Сургуульд байхдаа конденсатор бол хоёр хавтан ба тэдгээрийн хоорондох хоосон зайнаас бүрддэг зүйл гэж хэлдэг байсан. Эдгээр ялтсуудыг конденсаторын хавтан гэж нэрлэдэг байсан бөгөөд конденсаторыг хүчдэлээр хангахын тулд тэдгээрт утсыг холбосон. Тиймээс орчин үеийн конденсаторууд нь тийм ч их ялгаатай биш юм. Тэд бүгд ялтсуудтай бөгөөд ялтсуудын хооронд диэлектрик байдаг. Диэлектрик байгаа тул конденсаторын шинж чанар сайжирсан. Жишээлбэл, түүний хүчин чадал.

Орчин үеийн конденсаторууд нь янз бүрийн төрлийн диэлектрикуудыг ашигладаг (доорх талаар дэлгэрэнгүй), тодорхой шинж чанарыг олж авахын тулд конденсаторын ялтсуудын хооронд чихмэл байдаг.

Үйл ажиллагааны зарчим

Үйл ажиллагааны ерөнхий зарчим нь маш энгийн: хүчдэлийг хэрэглэж, цэнэг нь хуримтлагддаг. Физик үйл явц, одоо болж байгаа зүйл нь таныг тийм ч их сонирхохгүй байх ёстой, гэхдээ та хүсвэл энэ тухай физикийн аль ч номноос электростатик хэсгээс уншиж болно.

DC хэлхээний конденсатор

Хэрэв бид конденсатораа оруулбал цахилгаан хэлхээ(Доорх зураг), амперметрийг цуваагаар холбож, хэлхээнд шууд гүйдэл хийнэ, дараа нь амперметрийн зүү богино хугацаанд эргэлдэж, дараа нь хөлдөж, 0А-г харуулна - хэлхээнд гүйдэл байхгүй. Юу болсон бэ?

Бид хэлхээнд гүйдэл хэрэглэхээс өмнө конденсатор хоосон (цэнэглэсэн) байсан бөгөөд гүйдэл хэрэглэх үед маш хурдан цэнэглэгдэж эхэлсэн бөгөөд цэнэглэгдсэн үед (конденсаторын ялтсуудын хоорондох цахилгаан орон нь тэжээлийн эх үүсвэрийг тэнцвэржүүлсэн) гэж бид таамаглах болно. ), дараа нь гүйдэл зогссон (энд конденсаторын цэнэгийн график байна).

Ийм учраас конденсатор нь шууд гүйдэл дамжуулахыг зөвшөөрдөггүй гэж хэлдэг. Үнэн хэрэгтээ энэ нь дамждаг, гэхдээ маш богино хугацаанд t = 3*R*C томъёогоор тооцоолж болно (Нэрлэсэн эзэлхүүний 95% хүртэл конденсаторыг цэнэглэх хугацаа. R нь хэлхээний эсэргүүцэл, C нь конденсаторын багтаамж) Тогтмол гүйдлийн хэлхээний гүйдэлд конденсатор ийм байдлаар ажилладаг Энэ нь хувьсах хэлхээнд огт өөрөөр ажилладаг!

Хувьсах гүйдлийн хэлхээний конденсатор

Хувьсах гүйдэл гэж юу вэ? Энэ нь электронууд эхлээд тийшээ "гүйж", дараа нь буцаж ирдэг. Тэдгээр. тэдний хөдөлгөөний чиглэл байнга өөрчлөгддөг. Дараа нь конденсатор бүхий хэлхээгээр хувьсах гүйдэл гүйж байвал түүний хавтан тус бүр дээр "+" цэнэг эсвэл "-" цэнэг хуримтлагдана. Тэдгээр. Хувьсах гүйдэл үнэхээр урсах болно. Энэ нь хувьсах гүйдэл нь конденсатороор "саадгүй" урсдаг гэсэн үг юм.

Энэ бүх үйл явцыг гидравлик аналогийн аргыг ашиглан загварчилж болно. Доорх зураг нь хувьсах гүйдлийн хэлхээний аналогийг харуулж байна. Поршен нь шингэнийг урагш хойш нь түлхэж өгдөг. Энэ нь импеллерийг нааш цааш эргүүлэхэд хүргэдэг. Энэ нь шингэний ээлжлэн урсах урсгал болж хувирдаг (бид ээлжит гүйдлийг уншдаг).

Одоо конденсаторын меделийг хүчний эх үүсвэр (поршений) болон импеллерийн хооронд мембран хэлбэрээр байрлуулж, юу өөрчлөгдөхийг шинжлэх болно.

Юу ч өөрчлөгдөхгүй юм шиг байна. Шингэн нь хэлбэлзэлтэй хөдөлгөөн хийдэгтэй адил, сэнс нь үүнээс болж хэлбэлздэгтэй адил үргэлжлүүлэн хэлбэлзэх болно. Энэ нь бидний мембран нь хувьсах урсгалд саад болохгүй гэсэн үг юм. Цахим конденсаторын хувьд ч мөн адил байх болно.

Баримт нь гинжин хэлхээнд ажилладаг электронууд конденсаторын ялтсуудын хоорондох диэлектрикийг (мембран) гаталдаггүй ч конденсаторын гаднах хөдөлгөөн нь хэлбэлзэлтэй байдаг (нааш цааш, өөрөөр хэлбэл). хувьсах гүйдлийн урсгал. Ээ!

Тиймээс конденсатор нь ээлжит гүйдлийг дамжуулж, шууд гүйдлийг блоклодог. Энэ нь дохионы тогтмол гүйдлийн бүрэлдэхүүн хэсгийг арилгах шаардлагатай үед, жишээлбэл, аудио өсгөгчийн гаралт/оролт дээр эсвэл зөвхөн үзэх шаардлагатай үед маш тохиромжтой. хувьсах хэсэгдохио (тогтмол хүчдэлийн эх үүсвэрийн гаралтын долгион).

Конденсаторын урвал

Конденсатор эсэргүүцэлтэй байна! Зарчмын хувьд энэ нь маш өндөр эсэргүүцэлтэй резистор шиг шууд гүйдэл дамжин өнгөрөхгүй гэж үзэж болно.

Хувьсах гүйдэл бол өөр асуудал юм - энэ нь дамждаг, гэхдээ конденсаторын эсэргүүцлийг мэдэрдэг:

f - давтамж, C - конденсаторын багтаамж. Хэрэв та томьёог анхааралтай ажиглавал гүйдэл тогтмол байвал f = 0, дараа нь (цэргийн математикчид намайг уучлаарай!) X c = гэдгийг харах болно. хязгааргүй.Мөн конденсатороор шууд гүйдэл байхгүй.

Гэхдээ хувьсах гүйдлийн эсэргүүцэл нь түүний давтамж, конденсаторын багтаамжаас хамааран өөрчлөгдөнө. Гүйдлийн давтамж ба конденсаторын багтаамж өндөр байх тусам энэ гүйдлийг эсэргүүцэх чадвар бага байх болно. Хүчдэл хурдан өөрчлөгдөнө
хүчдэл, конденсатороор дамжин өнгөрөх гүйдэл их байх тусам давтамж нэмэгдэх тусам Xc-ийн бууралтыг тайлбарлаж байна.

Дашрамд хэлэхэд конденсаторын өөр нэг онцлог нь хүч чадлыг гаргахгүй, халаахгүй байх явдал юм! Тиймээс энэ нь заримдаа резистор утаа гарах үед хүчдэлийг багасгахад ашиглагддаг. Жишээлбэл, сүлжээний хүчдэлийг 220 В-оос 127 В хүртэл бууруулах. Бас нэг зүйл:

Конденсатор дахь гүйдэл нь түүний терминалуудад хэрэглэсэн хүчдэлийн хурдтай пропорциональ байна

Конденсаторыг хаана ашигладаг вэ?

Тиймээ, тэдгээрийн шинж чанар шаардлагатай газар (тогтмол гүйдэл нэвтрүүлэхгүй байх, цахилгаан эрчим хүчийг хуримтлуулах, давтамжаас хамааран эсэргүүцлийг өөрчлөх чадвар), шүүлтүүр, хэлбэлзлийн хэлхээ, хүчдэлийн үржүүлэгч гэх мэт.

Ямар төрлийн конденсаторууд байдаг вэ?

Аж үйлдвэр маш их үйлдвэрлэдэг янз бүрийн төрөлконденсаторууд. Тэд тус бүр нь тодорхой давуу болон сул талуудтай байдаг. Зарим нь гүйдэл багатай, бусад нь том хүчин чадалтай, бусад нь өөр зүйлтэй байдаг. Эдгээр үзүүлэлтүүдээс хамааран конденсаторыг сонгоно.

Радио сонирхогчид, ялангуяа бидэн шиг анхлан суралцагчид нэг их санаа зовдоггүй, юу олж чадах талаар бооцоо тавьдаг. Гэсэн хэдий ч та байгальд ямар үндсэн төрлийн конденсатор байдгийг мэдэх хэрэгтэй.

Зураг дээр конденсаторыг маш уламжлалт байдлаар салгаж байгааг харуулж байна. Би үүнийг өөрийн үзэмжээр эмхэтгэсэн бөгөөд хувьсах конденсаторууд байгаа эсэх, ямар төрлийн байнгын конденсаторууд байдаг, нийтлэг конденсаторуудад ямар диэлектрик ашигладаг нь шууд тодорхой болсон тул надад таалагдаж байна. Ерөнхийдөө радио сонирхогчдод хэрэгтэй бүх зүйл.

Эдгээр нь алдагдал багатай, жижиг хэмжээтэй, бага индукцтэй, өндөр давтамж, тогтмол гүйдэл, импульсийн болон хувьсах гүйдлийн хэлхээнд ажиллах чадвартай.

Эдгээр нь 2-оос 20,000 pF-ийн өргөн хүрээний хүчдэл, хүчин чадлаар үйлдвэрлэгддэг бөгөөд загвараас хамааран 30 кВ хүртэлх хүчдэлийг тэсвэрлэх чадвартай. Гэхдээ ихэнхдээ та 50 В хүртэлх хүчдэлтэй керамик конденсаторуудыг олох болно.

Үнэнийг хэлэхэд, тэднийг одоо суллаж байгаа эсэхийг би мэдэхгүй. Гэхдээ өмнө нь гялтгануурыг ийм конденсаторуудад диэлектрик болгон ашигладаг байсан. Конденсатор нь өөрөө нэг багц гялтгануур хавтангаас бүрдэх бөгөөд тус бүр дээр ялтсуудыг хоёр талдаа нааж, дараа нь ийм ялтсуудыг "багц" болгон цуглуулж, хайрцагт хийжээ.

Тэд ихэвчлэн хэдэн мянгаас хэдэн арван мянган пикофорадын багтаамжтай байсан бөгөөд 200 В-оос 1500 В хүртэлх хүчдэлийн мужид ажилладаг байв.

Цаас конденсатор

Ийм конденсаторууд нь диэлектрикийн хувьд конденсаторын цаас, хавтан хэлбэрээр хөнгөн цагаан туузтай байдаг. Хөнгөн цагаан тугалган цаасны урт туузыг хооронд нь хавчуулсан цаасыг өнхрүүлж, орон сууцанд хийнэ. Энэ л башир арга юм.

Ийм конденсаторууд нь олон мянган пикофорадаас 30 микрофорад хүртэлх хүчин чадалтай бөгөөд 160-1500 В хүчдэлийг тэсвэрлэх чадвартай.

Тэднийг одоо аудиофилууд үнэлдэг гэсэн цуу яриа байдаг. Би гайхсангүй - тэд бас нэг талт дамжуулагч утастай ...

Зарчмын хувьд диэлектрикийн хувьд полиэфир бүхий энгийн конденсаторууд. 50 В-оос 1500 В хүртэл ажиллах хүчдэлд багтаамжийн хүрээ нь 1 nF-ээс 15 мФ хүртэл байна.

Энэ төрлийн конденсаторууд нь маргаангүй хоёр давуу талтай. Нэгдүгээрт, тэдгээрийг зөвхөн 1% -ийн маш бага хүлцэлтэйгээр хийж болно. Тиймээс, хэрэв энэ нь 100 pF гэж хэлбэл түүний багтаамж нь 100 pF +/- 1% байна. Хоёр дахь нь тэдний ажиллах хүчдэл 3 кВ хүртэл (ба багтаамж нь 100 пФ-аас 10 мФ хүртэл) хүрч чаддаг.

Электролитийн конденсатор

Эдгээр конденсаторууд нь зөвхөн шууд эсвэл импульсийн гүйдлийн хэлхээнд холбогдох боломжтой гэдгээрээ бусад бүх конденсаторуудаас ялгаатай. Тэд туйлтай. Тэдэнд нэмэх ба хасах тал бий. Энэ нь тэдний дизайнтай холбоотой юм. Хэрэв ийм конденсаторыг урвуугаар асаавал энэ нь хавдах болно. Өмнө нь тэд хөгжилтэй, гэхдээ аюултай байдлаар дэлбэрчээ. Хөнгөн цагаан, танталаар хийсэн электролитийн конденсаторууд байдаг.

Хөнгөн цагааны электролитийн конденсаторууд нь бараг цаасан конденсатор шиг бүтээгдсэн бөгөөд цорын ганц ялгаа нь ийм конденсаторын ялтсууд нь цаас, хөнгөн цагаан тууз юм. Цаасыг электролитээр шингээж, диэлектрикийн үүрэг гүйцэтгэдэг хөнгөн цагаан туузан дээр нимгэн исэл давхаргыг хэрэглэнэ. Хэрэв та ийм конденсаторт ээлжит гүйдэл өгөх эсвэл гаралтын туйлшрал руу буцаавал электролит буцалж, конденсатор ажиллахгүй болно.

Электролитийн конденсаторууд нь нэлээд том хүчин чадалтай тул жишээлбэл, Шулуутгагч хэлхээнд ихэвчлэн ашиглагддаг.

Энэ л байх. Тайлбарын ард поликарбонат, полистирол болон бусад олон төрлийн диэлектрик бүхий конденсаторууд үлдсэн байна. Гэхдээ энэ нь илүүц байх болно гэж би бодож байна.

Үргэлжлүүлэхээр...

Хоёрдугаар хэсэгт би конденсаторын ердийн хэрэглээний жишээг харуулахаар төлөвлөж байна.

Энэ нь электролитийн конденсаторуудын тухай ярьсан. Тэдгээрийг ихэвчлэн тогтмол гүйдлийн хэлхээнд, шулуутгагч дахь шүүлтүүрийн сав болгон ашигладаг. Түүнчлэн транзисторын каскад, тогтворжуулагч, транзистор шүүлтүүрийн цахилгаан хангамжийн хэлхээг салгахад тэдэнгүйгээр хийж чадахгүй. Үүний зэрэгцээ, нийтлэлд дурдсанчлан, тэд шууд гүйдэл дамжуулдаггүй бөгөөд тэд ээлжит гүйдэлтэй ажиллахыг огт хүсдэггүй.

Хувьсах гүйдлийн хэлхээнд зориулсан туйл биш конденсаторууд байдаг бөгөөд тэдгээрийн олон төрөл нь үйл ажиллагааны нөхцөл нь маш олон янз байдаг гэдгийг харуулж байна. Параметрүүдийн өндөр тогтвортой байдал шаардлагатай, давтамж нь хангалттай өндөр байх тохиолдолд агаар, керамик конденсаторыг ашигладаг.

Ийм конденсаторуудын параметрүүд нь шаардлагад нийцдэг. Юуны өмнө энэ нь өндөр нарийвчлал (бага хүлцэл), түүнчлэн TKE багтаамжийн температурын бага коэффициент юм. Дүрмээр бол ийм конденсаторыг радио төхөөрөмжийг хүлээн авах, дамжуулах осцилляторын хэлхээнд байрлуулна.

Хэрэв давтамж бага бол, жишээлбэл, давтамж гэрэлтүүлгийн сүлжэээсвэл аудио давтамжийн хувьд цаасан болон металл цаасан конденсаторыг ашиглах бүрэн боломжтой.

Цаасан диэлектрик бүхий конденсаторууд нь нимгэн металл тугалган цаас, ихэвчлэн хөнгөн цагаанаар хийсэн доторлогоотой байдаг. Хавтануудын зузаан нь 5...10 мкм-ийн хооронд хэлбэлздэг бөгөөд энэ нь конденсаторын загвараас хамаарна. Хавтануудын хооронд тусгаарлагч найрлагаар шингээсэн конденсатор цаасаар хийсэн диэлектрик байдаг.

Конденсаторын ажиллах хүчдэлийг нэмэгдүүлэхийн тулд цаасыг хэд хэдэн давхаргаар хийж болно. Энэ багцыг бүхэлд нь хивсэнцэр шиг өнхрүүлж, дугуй эсвэл тэгш өнцөгт хэлбэртэй биед байрлуулна. Энэ тохиолдолд мэдээжийн хэрэг ялтсуудаас дүгнэлт гаргадаг боловч ийм конденсаторын бие нь юу ч холбоогүй болно.

Цаас конденсаторыг бага давтамжийн хэлхээнд өндөр ажиллах хүчдэл, мэдэгдэхүйц гүйдэлд ашигладаг. Ийм түгээмэл хэрэглээний нэг бол идэвхжүүлэх явдал юм гурван фазын моторнэг фазын сүлжээнд .

Металл цаасан конденсаторуудад ялтсуудын үүргийг конденсаторын цаасан дээр вакуумаар цацсан ижил хөнгөн цагааны нимгэн давхарга гүйцэтгэдэг. Хэмжээ нь хамаагүй бага боловч конденсаторуудын загвар нь цаасан конденсаторуудтай ижил байдаг. Хоёр төрлийн хэрэглээний хамрах хүрээ нь ойролцоогоор ижил байна: шууд, импульсийн болон ээлжит гүйдлийн хэлхээ.

Цаас болон металл цаасан конденсаторуудын дизайн нь багтаамжаас гадна эдгээр конденсаторуудад ихээхэн хэмжээний индукцийг өгдөг. Энэ нь тодорхой давтамжтайгаар цаасан конденсатор нь резонансын хэлбэлзлийн хэлхээ болж хувирдаг. Тиймээс ийм конденсаторыг зөвхөн 1 МГц-ээс ихгүй давтамжтайгаар ашигладаг. ЗХУ-д үйлдвэрлэсэн цаас, металл цаасан конденсаторыг 1-р зурагт үзүүлэв.

Зураг 1.

Эртний металл цаасан конденсаторууд нь эвдэрсэний дараа өөрөө эдгээх шинж чанартай байсан. Эдгээр нь MBG ба MBGCh төрлийн конденсаторууд байсан боловч одоо тэдгээрийг K10 эсвэл K73 төрлийн керамик эсвэл органик диэлектрик бүхий конденсатороор сольсон.

Зарим тохиолдолд, жишээлбэл, аналог хадгалах төхөөрөмж, эсвэл бусад тохиолдолд дээж авах төхөөрөмж (SSD) -д конденсатор, ялангуяа бага алдагдалтай гүйдэлд тусгай шаардлага тавьдаг. Дараа нь диэлектрикүүд нь өндөр эсэргүүцэлтэй материалаар хийгдсэн конденсаторууд аврах ажилд ирдэг. Юуны өмнө эдгээр нь фторопластик, полистирол, полипропилен конденсатор юм. Гялтгануур, керамик, поликарбонат конденсаторууд нь тусгаарлагчийн эсэргүүцэл багатай байдаг.

Эдгээр ижил конденсаторуудыг ашигладаг импульсийн хэлхээнүүдөндөр тогтвортой байдал шаардлагатай үед. Юуны өмнө янз бүрийн хугацааны саатал, тодорхой хугацааны импульс үүсгэх, түүнчлэн янз бүрийн генераторуудын ажиллах давтамжийг тохируулах зориулалттай.

Хэлхээний цаг хугацааны параметрүүдийг илүү тогтвортой болгохын тулд зарим тохиолдолд илүү өндөр хүчдэлтэй конденсаторуудыг ашиглахыг зөвлөж байна: хүчдэлтэй хэлхээнд 400 эсвэл бүр 630 В-ын ажиллах хүчдэлтэй конденсатор суурилуулахад буруу зүйл байхгүй. 12V. Ийм конденсатор нь мэдээжийн хэрэг илүү их зай эзэлнэ, гэхдээ бүхэл бүтэн хэлхээний тогтвортой байдал нэмэгдэх болно.

Конденсаторын цахилгаан багтаамжийг Фарад F (F) -ээр хэмждэг боловч энэ утга нь маш том байна. Дэлхийн хүчин чадал 1F-ээс хэтрэхгүй гэдгийг хэлэхэд хангалттай. Ямар ч байсан физикийн сурах бичигт яг ийм зүйл бичсэн байдаг. 1 Фарад нь q цэнэг нь 1 кулон байх үед конденсаторын ялтсууд дээрх потенциалын зөрүү (хүчдэл) 1V байх багтаамж юм.

Саяхан хэлсэн зүйлээс харахад Фарад нь маш том утга учир практикт жижиг нэгжүүдийг ихэвчлэн ашигладаг: микрофарад (μF, μF), нанофарад (nF, nF) ба пикофарад (pF, pF). Эдгээр утгыг Зураг 2 дахь хүснэгтэд үзүүлсэн дэд олон ба олон угтварыг ашиглан олж авдаг.

Зураг 2.

Орчин үеийн эд ангиуд улам бүр багасч байгаа тул тэдгээрийн дээр бүрэн тэмдэглэгээ хийх боломжгүй байдаг тэмдэг. Эдгээр бүх системийг хүснэгт хэлбэрээр, тэдгээрийн тайлбарыг Интернетээс олж болно. SMD суурилуулах зориулалттай конденсаторууд нь ихэвчлэн ямар ч тэмдэглэгээгүй байдаг. Тэдний параметрүүдийг сав баглаа боодол дээр уншиж болно.

Хувьсах гүйдлийн хэлхээнд конденсаторууд хэрхэн ажилладагийг олж мэдэхийн тулд хэд хэдэн энгийн туршилт хийхийг санал болгож байна. Үүний зэрэгцээ зарим нь тусгай шаардлагаконденсаторуудад хамаарахгүй. Хамгийн түгээмэл цаасан эсвэл металл цаасан конденсаторууд нь нэлээд тохиромжтой.

Конденсатор нь хувьсах гүйдэл дамжуулдаг

Үүнийг өөрийн нүдээр харахын тулд 3-р зурагт үзүүлсэн энгийн хэлхээг угсрах нь хангалттай юм.

Зураг 3.

Эхлээд та параллель холбогдсон C1 ба C2 конденсаторуудаар дэнлүүг асаах хэрэгтэй. Дэнлүү гэрэлтэх болно, гэхдээ тийм ч тод биш. Хэрэв бид одоо өөр C3 конденсатор нэмбэл чийдэнгийн гэрэл мэдэгдэхүйц нэмэгдэх бөгөөд энэ нь конденсаторууд хувьсах гүйдлийн дамжуулалтыг эсэргүүцэж байгааг харуулж байна. Түүнээс гадна, зэрэгцээ холболт, өөрөөр хэлбэл Багтаамжийг нэмэгдүүлэх нь энэ эсэргүүцлийг бууруулдаг.

Эндээс дүгнэлт: багтаамж их байх тусам конденсаторын хувьсах гүйдлийн эсэргүүцэл бага байх болно. Энэ эсэргүүцлийг багтаамж гэж нэрлэдэг бөгөөд томъёонд Xc гэж тэмдэглэнэ. Xc нь гүйдлийн давтамжаас хамаарна, энэ нь өндөр байх тусам Xc бага байна. Үүнийг бага зэрэг дараа хэлэлцэх болно.

Өөр нэг туршилтыг эхлээд бүх хэрэглэгчдийг салгасны дараа цахилгаан тоолуур ашиглан хийж болно. Үүнийг хийхийн тулд та гурван 1 μF конденсаторыг зэрэгцээ холбож, тэдгээрийг цахилгаан залгуурт холбох хэрэгтэй. Мэдээжийн хэрэг та маш болгоомжтой байх хэрэгтэй, эсвэл бүр стандарт залгуурыг конденсатор руу гагнах хэрэгтэй. Конденсаторуудын ажиллах хүчдэл дор хаяж 400 В байх ёстой.

Энэ холболтын дараа тоолуур байгаа эсэхийг шалгахад хангалттай, гэхдээ тооцооллын дагуу ийм конденсатор нь 50 Вт-ын чадалтай улайсгасан чийдэнтэй тэнцэх чадвартай байдаг. Асуулт нь яагаад тоолуур эргэхгүй байна вэ? Үүнийг мөн дараагийн өгүүллээр хэлэлцэх болно.

Яагаад конденсатор шууд гүйдэл дамжуулдаггүй, харин хувьсах гүйдлийг дамжуулдаг вэ?

1. Конденсатор нь гүйдэл дамжуулдаггүй; энэ нь зөвхөн цэнэглэж, цэнэггүй болгодог
   Тогтмол гүйдлийн үед конденсатор нэг удаа цэнэглэгддэг бөгөөд дараа нь хэлхээнд ашиггүй болдог.
   Импульсийн гүйдэл дээр хүчдэл нэмэгдэх үед энэ нь цэнэглэгддэг (цахилгаан энергийг хуримтлуулдаг), хамгийн дээд түвшний хүчдэл буурч эхлэхэд хүчдэлийг тогтворжуулахын зэрэгцээ сүлжээнд энергийг буцааж өгдөг.
   Хувьсах гүйдлийн үед хүчдэл 0-ээс ихсэх үед конденсатор цэнэглэгддэг, дээд хэмжээнээс 0 хүртэл буурч, цэнэггүй болж, энергийг сүлжээнд буцааж өгдөг, туйлшрал өөрчлөгдөхөд бүх зүйл яг адилхан тохиолддог боловч өөр туйлтай байдаг. .
2. Конденсатор цэнэглэгдэж байх үед л гүйдэл урсдаг.
   Тогтмол гүйдлийн хэлхээнд конденсатор харьцангуй хурдан цэнэглэгддэг бөгөөд үүний дараа гүйдэл буурч, бараг зогсдог.
   Хувьсах гүйдлийн хэлхээнд конденсатор цэнэглэгддэг, дараа нь хүчдэл нь туйлшрал өөрчлөгдөж, цэнэггүй болж, дараа нь цэнэглэгддэг. урвуу талгэх мэт - гүйдэл байнга урсдаг.
   Зөвхөн дүүргэх хүртэл ус асгаж болох савтай гэж төсөөлөөд үз дээ. Хэрэв хүчдэл тогтмол байвал банк дүүрч, дараа нь гүйдэл зогсох болно. Хэрэв хүчдэл нь хувьсах юм бол саванд ус асгаж - асгаж - дүүргэх гэх мэт.
3. конденсатор нь хувьсах гүйдэл болон тогтмол гүйдлийн аль алинд нь ажилладаг, учир нь энэ нь шууд гүйдлээр цэнэглэгддэг бөгөөд энэ энергийг хаана ч шилжүүлж чадахгүй тул цэнэггүй болгохын тулд туйлшралыг өөрчлөхийн тулд шилжүүлэгчээр дамжуулан урвуу салбарыг хэлхээнд холбодог; Хувьсгал бүрт ээлжлэхгүйгээр шинэ хэсгүүдэд зай гаргах, туйлшралын өөрчлөлтөөс болж candrum цэнэглэгдэж, цэнэггүй болно....
4. Сайхан мэдээлэл өгсөнд баярлалаа залуусаа!!!
5. цэвэрхэн бие махбодийн хувьд: конденсатор - хэлхээнд завсарлага байна, учир нь түүний жийргэвч нь бие биендээ хүрдэггүй, тэдгээрийн хооронд диэлектрик байдаг. мөн бидний мэдэж байгаагаар диэлектрикууд цахилгаан гүйдэл дамжуулдаггүй. тиймээс шууд гүйдэл түүгээр дамжихгүй.
   Хэдийгээр...
   Тогтмол гүйдлийн хэлхээнд байгаа конденсатор нь хэлхээнд холбогдсон үед (конденсаторыг цэнэглэх эсвэл цэнэглэх үед) гүйдэл хийж болно. шилжилтийн үйл явцконденсатороор гүйдэл гүйдэггүй, учир нь түүний ялтсууд нь диэлектрикээр тусгаарлагдсан байдаг. Хувьсах гүйдлийн хэлхээнд энэ нь конденсаторыг циклээр цэнэглэх замаар хувьсах гүйдлийн хэлбэлзлийг гүйцэтгэдэг.

   ба хувьсах гүйдлийн хувьд конденсатор нь нэг хэсэг юм хэлбэлзлийн хэлхээ. Энэ нь хадгалах төхөөрөмжийн үүрэг гүйцэтгэдэг цахилгаан эрчим хүчба ороомогтой хослуулан тэдгээр нь төгс зэрэгцэн оршиж, цахилгаан энергийг соронзон энерги болгон хувиргаж, өөрийн омега = 1/sqrt(C*L)-тэй тэнцэх хурд/давтамжтай байдаг.

   жишээ: аянга гэх мэт үзэгдэл. Би сонссон гэж бодож байна. Хэдийгээр муу жишээ, дэлхийн гадаргуу дээрх агаар мандлын агаарын үрэлтийн улмаас цахилгаанжуулалтаар цэнэглэгддэг. гэхдээ конденсаторын нэгэн адил эвдрэл нь зөвхөн эвдрэл гэж нэрлэгддэг хүчдэлд хүрэх үед л тохиолддог.

   Энэ чамд тусалсан эсэхийг мэдэхгүй байна :)

6. Конденсатор нь үнэндээ гүйдэл өөрөө дамжин өнгөрөхийг зөвшөөрдөггүй. Конденсатор нь эхлээд ялтсууд дээрээ цэнэгийг хуримтлуулдаг - нэг хавтан дээр илүүдэл электрон, нөгөө талд нь дутагдалтай байдаг - дараа нь тэдгээрийг гадагшлуулдаг бөгөөд үр дүнд нь гадаад хэлхээнд электронууд нааш цааш гүйдэг. нэг тавагнаас холдож, хоёр дахь руу гүйж, дараа нь буц. Өөрөөр хэлбэл, гадаад хэлхээнд электронуудын нааш цааш хөдөлгөөнийг баталгаажуулдаг, гэхдээ конденсатор дотор биш;
   Нэг вольтын хүчдэлд конденсаторын хавтан хэдэн электрон хүлээн авах боломжтойг конденсаторын багтаамж гэж нэрлэдэг боловч үүнийг ихэвчлэн триллион электроноор хэмждэггүй, харин конденсаторын ердийн нэгжүүд - фарад (микрофарад, пикофарад) -аар хэмждэг.
   Тэд конденсатороор гүйдэл урсдаг гэж хэлэхэд энэ нь зүгээр л хялбаршуулсан зүйл юм. Бүх зүйл конденсатороор гүйдэл урсаж байгаа мэт тохиолддог боловч үнэндээ гүйдэл нь зөвхөн конденсаторын гаднаас урсдаг.
   Хэрэв бид физикийн талаар гүнзгийрвэл конденсаторын ялтсуудын хоорондох талбайн энергийн дахин хуваарилалтыг цэнэгийн хөдөлгөөн болох дамжуулах гүйдлээс ялгаатай нь нүүлгэн шилжүүлэх гүйдэл гэж нэрлэдэг боловч шилжилтийн гүйдэл нь Максвеллийн тэгшитгэлтэй холбоотой электродинамикийн ойлголт юм. , хийсвэрлэлийн огт өөр түвшин.