A feltöltési és kisütési kapacitás

Annak érdekében, hogy a kondenzátor feltöltődik, meg kell venni azt a DC áramkörben. Ábra. Az 1. ábra egy diagram, egy kondenzátor töltés. A C kondenzátor van csatlakoztatva a generátor terminálok. Segítségével kulcs lehet zárt vagy nyitott áramkör. Úgy véljük, részletesen kondenzátor töltési folyamatot.

A generátor belső ellenállása. A záró kapcsoló kondenzátort feltölt egy feszültséget az elektródák között egyenlő e. d. a. generátor: Uc = E. Ezt bélés csatlakozik a pozitív kapcsa a generátor kap a pozitív töltés (+ q), és a második lap kap negatív töltés (-q) egyenlő nagyságú. A töltés mennyisége q egyenesen arányos a C kapacitás és a feszültség a lemezek: q = CUC

P. 1. A töltőáramkör

Annak érdekében, hogy a kondenzátor feltöltődik lemezek, az szükséges, hogy az egyikük szerzett, és a többi elveszett egy bizonyos elektronok száma. Az elektronok átvitelét az egyik elektróda a másik zajlik egy külső körön keresztül elektromotoros erő a generátor, és a folyamat a mozgó töltésekre a lánc semmi, ahogy az áram nevű kapacitív töltőáram I díjat.

Töltés áram folyik Exalt tipikusan néhány ezredmásodperccel a mindaddig, amíg a kondenzátor feszültsége el nem éri azt a pl. d. a. generátort. A grafikon a feszültség emelkedik a kondenzátor lemezeket a folyamat töltési ábrán látható. 2a, ami azt mutatja, hogy az UC feszültség növeli simán, először gyorsan, majd egyre lassabban, amíg egyenlő e. d. a. generátor E. Ezt követően a kondenzátor feszültsége állandó marad.

Ábra. 2. A grafikonok a feszültség és az áram a töltés közben a kondenzátor

Mindaddig, amíg a kondenzátor feltöltődik, a töltési áram folyik át az áramkört. Ütemezése töltőáramot ábrán látható. 2b. A kezdeti pillanatban töltőáram akkor a legnagyobb, mert a kondenzátor feszültsége is nulla, és Ohm törvénye a töltés io = E / R i. mivel a teljes e. d. a. generátort alkalmazunk az R ellenállás i.

Mivel a kondenzátor feltöltődik, azaz a. E. növekvő stressz rajta, a töltőáram csökken. Amikor a stressz pas a kondenzátor már elérhető, a feszültségesést az ellenállás egyenlő lesz a különbség e. d. a. generátor és a kondenzátor feszültsége, azaz egyenlő E - .. U s. Ezért töltés i = (E-UC) / R i

Ez azt mutatja, hogy a növekvő i Uc csökkenti a díjat és Uc = E töltőáram zérus legyen.

Mintegy Ohm törvénye a részleteket lásd itt: Ohm-törvény részáramkörnek

Az időtartam a töltési folyamat a kondenzátor két dologtól függ nagyság:

1) a generátorról belső ellenállása R i.

2) A C kondenzátor

Ábra. A 2. ábrán grafikonok smart áramok számára kondenzátor 10 uF: 1. görbe megfelel a töltési folyamat a generátor e. d. a. E = 100 V, és a belső ellenállás R i = 10 Ohm, a 2. görbe felel meg a folyamat a töltés a generátorból az azonos e. . D s, de egy kisebb belső ellenállás: R i = 5 ohm.

Összehasonlítva az ezen görbék azt mutatják, hogy minél kisebb a belső ellenállása áramfejlesztő berendezés áram a kezdeti pillanatban több, ezért a töltési folyamat gyorsabb.

Ábra. 2. A grafikonok töltőáram különböző ellenállások

Ábra. A 3. összehasonlító gráfot töltőáram töltés közben ugyanarról a generátor e. d. a. E = 100 V, és a belső ellenállása R i = 10 ohm két kondenzátor különböző kapacitív 10 uF (1. görbe) és 20 uF (2-es görbe).

Nagysága a kezdeti töltőáram io = töltés E / Ri = 100/10 = 10 jelentése ugyanaz mindkét kondenzátorok miatt nagyobb kapacitású kondenzátor halmozódik nagyobb mennyiségű villamos energia, a töltőáram kell eltelnie a hosszabb és a töltési folyamat sokkal hosszabb.

Ábra. 3. A grafikonok töltőáram különböző konténerek

Kikapcsolja a feltöltött kondenzátor a generátor, és csatolja a lemezeket az ellenállása.

A lemezeket a kondenzátor van egy feszültség U s, így egy zárt áramkör áram folyik, az úgynevezett bites kapacitív kisülési áram i.

Áram folyik a pozitív elektród a kondenzátor ellenálláson keresztül a negatív elektróda. Ez megfelel az átmenet a felesleges elektronok a negatív elektród a pozitív, ahol ezek hiányoznak. A folyamat jön keretek számának, amíg a potenciálok mindkét elektróda egyenlő, azaz, a potenciális különbség közöttük válik egyenlő nullával: .. Uc = 0.

Ábra. 4, egy grafikon, amely feszültség csökkenés a kondenzátor során a kisülési értékének Uc = 100 V nulla, a feszültség csökken először gyorsan, majd egyre lassabban.

Ábra. 4b ábra grafikonja a kisülési áram változásokat. Az erőssége a kisülési áram függ az ellenállás értéke R és Ohm törvénye i bit = Uc / R

Ábra. 4. A grafikonok a feszültség és az áram, ha a kisülés kondenzátor

A kezdeti pillanatban, amikor a feszültség PA legnagyobb kondenzátor lemezeket, az ereje a kisülési áram is a legnagyobb, és együtt csökken Uc és a kisülési áram ellátása közben. Uc = 0 Ha a kisülési áram leáll.

mentesítés időtartama függ:

1) A C kondenzátor

2) a nagysága a rezisztencia R. kondenzátor lemerült.

Minél nagyobb az ellenállás R. mentesítési fog bekövetkezni lassabban. Ez azért van, mert ha egy nagy ellenállási erő a kisülési áram kicsi, és az összeget a kondenzátor töltésének lemezeken csökken lassan.

Ez kimutatható a grafikonok a kisülési áram az azonos kondenzátor, amelynek kapacitása 10 pF és betöltjük egy 100 V feszültséggel két különböző értéket az ellenállás (5. ábra) Az 1 görbe - az R = 40 Ohm, i orazr = Uc on / R = 100/40 = 2,5 A és 2 görbe - 20 ohm i orazr = 100/20 = 5 A.

Ábra. 5. A grafikonok a kisütési áram különböző ellenállások

A mentesítés lassabb, ha a kondenzátor nagy. Kiderült, ez azért van, mert ha egy nagyobb kapacitású kondenzátor lemezek nagyobb mennyiségű villamos energia (drágábban), és hosszabb ideig fog tartani, hogy engedje le a töltést. Ez egyértelműen azt mutatják, grafikonok a kisülési áram kapacitás Raina két kondenzátor terhelik az azonos feszültség 100 V és kisütés az R ellenállással = 40 Ohm (1 görbe a 6. ábra -. 10 microfarad kondenzátor, és a görbe 2 - kondenzátor 20 ICF).

Ábra. 6. A grafikonok a kisütési áram különböző konténerek

Az előző eljárások közül a következtetés vonható le, hogy az áramkörben a kondenzátor folyik áram csak a töltési és kisütési, amikor a feszültség a lemezeken változik.

Ennek oka, hogy amikor a feszültség változás értéke a töltés a lemezeken, és ez megköveteli mozgása ellenében a lánc mentén, azaz. E. A lánc át kell mennie egy elektromos áram. A feltöltött kondenzátor nem halad egyenáramú, a dielektromos közötti lemezek nyitja az áramkört.

A folyamat során a töltés a kondenzátor tárolja az energiát, a befogadó azt a generátort. Amikor kisütés kondenzátor elektromos mező összes energia alakul át hőenergiává, azaz a. E. Magától hő ellenállást, amelyen keresztül a kondenzátor lemerült. Minél nagyobb a kapacitás, és a feszültség a lemezek, annál nagyobb az energia az elektromos mező kondenzátor. Az energia birtokában egy C kondenzátort bemérjük egy feszültség U, egyenlő: W = W C = C U 2/2

Példa. Kondenzátor C = 10 pF feltöltődik egy feszültség U = 500 V Határozzuk meg az energia, amely megjelent a szabály hőállóság, amelyen keresztül a kondenzátor távozik.

Határozat. Az egész mentesítés tárolt energia kondenzátor megy hővé. Ezért, W = W C = C 2 U / 2 = (10 x 10 -6 x 500) / 2 = 1,25 joule.