Бүх радио инженерчлэл, электрон төхөөрөмжүүдэд транзистор ба микро схемээс гадна конденсаторыг ашигладаг. Зарим хэлхээнд илүү олон, бусад нь цөөн байдаг боловч конденсаторгүй электрон хэлхээ бараг байдаггүй.
Үүний зэрэгцээ конденсаторууд нь төхөөрөмжүүдэд янз бүрийн ажлыг гүйцэтгэх боломжтой. Юуны өмнө эдгээр нь Шулуутгагч ба тогтворжуулагчийн шүүлтүүр дэх багтаамж юм. Конденсаторыг ашиглан өсгөгчийн үе шатуудын хооронд дохио дамжуулж, бага ба өндөр дамжуулалтын шүүлтүүрийг барьж, цаг хугацааны хоцрогдолд цаг хугацааны интервалыг тогтоож, янз бүрийн генератор дахь хэлбэлзлийн давтамжийг сонгоно.
Конденсаторууд нь 18-р зууны дунд үед Голландын эрдэмтэн Питер ван Мусшенбрук туршилтдаа ашигласан нь тэдний гарал үүслийг тодорхойлдог. Тэрээр Лейден хотод амьдардаг байсан тул энэ савыг яагаад ингэж нэрлэсэнийг таахад хэцүү биш юм.
Үнэндээ энэ бол ердийн зүйл байсан шилэн сав, дотор болон гадна талд цагаан тугалган цаасаар доторлогоотой - станиол. Энэ нь орчин үеийн хөнгөн цагааны нэгэн адил зориулалтаар ашиглагдаж байсан боловч хөнгөн цагааныг хараахан илрүүлээгүй байна.
Тэр үеийн цахилгаан эрчим хүчний цорын ганц эх үүсвэр нь хэдэн зуун киловольт хүртэл хүчдэл гаргах чадвартай электрофор машин байв. Энэ бол Лейден савыг цэнэглэсэн газар юм. Физикийн сурах бичгүүдэд Мушенбрук гар барьсан арван харуулын гинжээр лаагаа асгасан тохиолдлыг дүрсэлсэн байдаг.
Тэр үед үр дагавар нь эмгэнэлтэй байх болно гэдгийг хэн ч мэдээгүй. Цохилт нь нэлээд мэдрэмтгий байсан ч үхэлд хүргэсэнгүй. Лейдений савны багтаамж бага, импульс нь маш богино байсан тул гадагшлуулах чадал бага байсан тул энэ нь тийм ч ирээгүй.
Конденсатор хэрхэн ажилладаг вэ?
Конденсаторын загвар нь Лейден савнаас бараг ялгаагүй: диэлектрикээр тусгаарлагдсан ижил хоёр хавтан. Орчин үеийн загвар дээр яг ийм байна цахилгаан диаграммуудконденсаторуудыг үзүүлэв. 1-р зурагт хавтгай конденсаторын бүдүүвч загвар ба түүнийг тооцоолох томъёог үзүүлэв.
Зураг 1. Зэрэгцээ хавтантай конденсаторын загвар
Энд S нь ялтсуудын талбай юм квадрат метр, d - метр дэх ялтсуудын хоорондох зай, C - фарад дахь багтаамж, ε - орчны диэлектрик дамжуулалт. Томъёонд орсон бүх хэмжигдэхүүнийг SI системд зааж өгсөн болно. Энэ томъёо нь хамгийн энгийн хавтгай конденсаторын хувьд хүчинтэй: та хоёр металл хавтанг бие биенийхээ хажууд байрлуулж болно, үүнээс дүгнэлт гаргана. Агаар нь диэлектрик болж чаддаг.
Энэ томъёоноос харахад ялтсуудын талбай том, тэдгээрийн хоорондох зай бага байх тусам конденсаторын багтаамж их байх болно. Өөр геометр бүхий конденсаторын хувьд томъёо нь өөр байж болно, жишээлбэл, нэг дамжуулагчийн багтаамж эсвэл. Гэхдээ ялтсуудын талбайн багтаамж ба тэдгээрийн хоорондох зай нь хавтгай конденсаторынхтай ижил байна: талбай том байх тусам зай бага байх тусам багтаамж их байх болно.
Үнэн хэрэгтээ ялтсуудыг үргэлж хавтгай болгодоггүй. Олон конденсаторуудын хувьд, жишээлбэл, металл цаасан конденсаторуудын хувьд ялтсууд нь цаасан диэлектрикийн хамт металл хайрцаг шиг хэлбэртэй нягт бөмбөлөг болгон өнхрүүлсэн хөнгөн цагаан тугалган цаас юм.
Цахилгааны хүчийг нэмэгдүүлэхийн тулд нимгэн конденсатор цаасыг тусгаарлагч нэгдлүүд, ихэвчлэн трансформаторын тосоор шингээдэг. Энэхүү загвар нь хэдэн зуун микрофарад хүртэл багтаамжтай конденсатор хийх боломжтой болгодог. Конденсаторууд нь бусад диэлектриктэй ижил аргаар ажилладаг.
Томъёо нь S хавтангийн талбай ба хавтангийн хоорондох зайд ямар нэгэн хязгаарлалт агуулаагүй d. Хэрэв бид ялтсуудыг бие биенээсээ маш хол зайд байрлуулж, үүнтэй зэрэгцэн хавтангийн талбайг маш жижиг болгож чадна гэж үзвэл бага зэрэг хүчин чадалтай хэвээр байх болно. Ийм үндэслэл нь бие биенийхээ хажууд байрлах хоёр дамжуулагч хүртэл цахилгаан багтаамжтай байдаг.
Энэ нөхцөл байдал нь өндөр давтамжийн технологид өргөн хэрэглэгддэг: зарим тохиолдолд конденсаторыг зүгээр л хэвлэмэл хэлхээний хэлбэрээр хийдэг, эсвэл бүр хоёр утсыг полиэтилен тусгаарлагчаар эрчилсэн байдаг. Энгийн гоймонгийн утас эсвэл кабель нь багтаамжтай бөгөөд урт нь нэмэгдэх тусам нэмэгддэг.
С багтаамжаас гадна ямар ч кабель нь R эсэргүүцэлтэй байдаг. Эдгээр физик шинж чанарууд нь хоёулаа кабелийн уртын дагуу тархсан байдаг ба импульсийн дохиог дамжуулахдаа тэдгээр нь RC гинжин хэлхээний нэгдмэл байдлаар ажилладаг бөгөөд 2-р зурагт үзүүлэв.
Зураг 2.
Зураг дээр бүх зүйл энгийн: энд хэлхээ, энд оролтын дохио, энд гаралтын дохио байна. Импульс нь танигдахын аргагүй гажсан боловч энэ нь зориудаар хийгдсэн байдаг тул хэлхээг угсарсан. Энэ хооронд бид импульсийн дохионд кабелийн багтаамжийн нөлөөллийн талаар ярьж байна. Кабелийн нөгөө үзүүрт импульсийн оронд иймэрхүү “хонх” гарч ирэх ба импульс богино байвал кабелийн нөгөө үзүүрт огт хүрэхгүй, бүрмөсөн алга болж магадгүй.
Түүхэн баримт
Атлантын далайг дамнасан кабель хэрхэн тавигдсан тухай түүхийг эргэн санах нь зүйтэй юм. 1857 онд хийсэн анхны оролдлого бүтэлгүйтсэн: телеграфын цэг, зураас (тэгш өнцөгт импульс) гажуудсан тул 4000 км урт шугамын нөгөө үзүүрт юу ч харагдахгүй байв.
1865 онд хоёр дахь оролдлого хийсэн. Энэ үед Английн физикч В.Томпсон урт шугамаар өгөгдөл дамжуулах онолыг боловсруулжээ. Энэ онолын үүднээс кабель тавих нь илүү амжилттай болсон дохиог хүлээн авсан;
Энэхүү шинжлэх ухааны эр зоригийнх нь төлөө хатан хаан Виктория эрдэмтэнд баатар цол олгож, Лорд Келвин цол хүртжээ. Энэ бол Ирландын эрэг дээрх кабель татах ажил эхэлсэн жижиг хотын нэр байв. Гэхдээ энэ бол зүгээр л үг бөгөөд одоо томъёоны сүүлчийн үсэг, тухайлбал ε орчны диэлектрик тогтмол руу буцъя.
Диэлектрикийн талаар бага зэрэг
Энэ ε нь томъёоны хуваарьт байгаа тул түүний өсөлт нь хүчин чадлыг нэмэгдүүлэхэд хүргэнэ. Агаар, лавсан, полиэтилен, фторопластик гэх мэт ихэнх диэлектрикийн хувьд энэ тогтмол нь вакуумтай бараг ижил байна. Гэхдээ үүнтэй зэрэгцэн диэлектрик тогтмол нь хамаагүй өндөр байдаг олон бодис байдаг. Агааржуулагчийг ацетон эсвэл спиртээр дүүргэвэл хүчин чадал нь 15...20 дахин нэмэгдэнэ.
Гэхдээ ийм бодисууд нь өндөр ε-ээс гадна нэлээд өндөр дамжуулалттай байдаг тул ийм конденсатор нь цэнэгийг сайн барьж чаддаггүй; Энэ хортой үзэгдлийг урсгал гүйдэл гэж нэрлэдэг. Тиймээс диэлектрикийн хувьд тусгай материалыг боловсруулж байгаа бөгөөд энэ нь конденсаторын өндөр багтаамжтай хүлээн зөвшөөрөгдөх алдагдлын гүйдлийг хангах боломжийг олгодог. Энэ нь тус бүр нь тодорхой нөхцөлд зориулагдсан конденсаторуудын төрөл, төрлийг тайлбарладаг зүйл юм.
Тэд хамгийн өндөр тусгай хүчин чадалтай (хүчин чадал / эзлэхүүний харьцаа). "Электролитийн" багтаамж нь 100,000 мкФ хүртэл, үйл ажиллагааны хүчдэл 600 В хүртэл. Ийм конденсатор нь зөвхөн бага давтамжтай, ихэвчлэн цахилгаан тэжээлийн шүүлтүүрт сайн ажилладаг. Электролитийн конденсаторыг зөв туйлшралаар холбодог.
Ийм конденсатор дахь электродууд нь металлын ислийн нимгэн хальс бөгөөд ийм конденсаторыг ихэвчлэн ислийн конденсатор гэж нэрлэдэг. Ийм электродуудын хоорондох агаарын нимгэн давхарга нь тийм ч найдвартай тусгаарлагч биш тул оксидын хавтангийн хооронд электролитийн давхаргыг нэвтрүүлдэг. Ихэнхдээ эдгээр нь хүчил эсвэл шүлтийн төвлөрсөн уусмал юм.
Зураг 3-т нэг ийм конденсаторыг үзүүлэв.
Зураг 3. Электролитийн конденсатор
Конденсаторын хэмжээг тооцоолохын тулд түүний хажууд энгийн шүдэнзний хайрцагны зургийг авчээ. Зураг дээр нэлээд том хүчин чадлаас гадна хүлцлийг хувиар харж болно: нэрлэсэн дүнгийн 70% -иас багагүй байна.
Компьютерууд том хэмжээтэй байсан бөгөөд компьютер гэж нэрлэгддэг байсан тэр үед ийм конденсаторууд нь дискний хөтчүүдэд (орчин үеийн HDD) байсан. Ийм хөтчүүдийн мэдээллийн багтаамж нь одоо зөвхөн инээмсэглэлийг бий болгож чадна: 350 мм диаметртэй хоёр диск дээр 5 мегабайт мэдээлэл хадгалагдсан бөгөөд төхөөрөмж өөрөө 54 кг жинтэй байв.
Зурагт үзүүлсэн суперконденсаторуудын гол зорилго нь соронзон толгойг арилгах явдал байв ажлын талбайцахилгаан эрчим хүчний гэнэтийн тасалдлын үед диск. Ийм конденсатор нь цэнэгээ хэдэн жилийн турш хадгалж чаддаг байсан бөгөөд үүнийг практик дээр туршиж үзсэн.
Доор бид конденсатор юу хийж чадахыг ойлгохын тулд электролитийн конденсатортай хэд хэдэн энгийн туршилт хийхийг санал болгож байна.
Хувьсах гүйдлийн хэлхээнд ажиллахын тулд туйлшралгүй электролитийн конденсаторыг үйлдвэрлэдэг боловч зарим шалтгааны улмаас тэдгээрийг авахад маш хэцүү байдаг. Энэ асуудлыг ямар нэгэн байдлаар даван туулахын тулд ердийн туйлын "электролит" -ийг эсрэг дарааллаар асаана: нэмэх-хасах-хасах-нэмэх.
Хэрэв туйлын электролитийн конденсаторыг ээлжит гүйдлийн хэлхээнд холбовол эхлээд халааж, дараа нь дэлбэрэлт болно. Хуучин дотоодын конденсаторууд бүх чиглэлд тархсан бол импортын конденсаторууд нь чанга цохилтоос зайлсхийх боломжийг олгодог тусгай төхөөрөмжтэй байдаг. Дүрмээр бол энэ нь конденсаторын ёроолд байрлах хөндлөн ховил, эсвэл тэнд байрлах резинэн залгууртай нүх юм.
Тэд туйлшрал зөв байсан ч өндөр хүчдэлийн электролитийн конденсаторуудад үнэхээр дургүй байдаг. Тиймээс, өгөгдсөн конденсаторын хамгийн их хүчдэлтэй ойролцоо хүчдэл хүлээгдэж буй хэлхээнд "электролит" -ийг хэзээ ч хийж болохгүй.
Заримдаа зарим, бүр нэр хүндтэй форумд эхлэн суралцагчид "Диаграммд 470μF * 16V конденсатор харагдаж байна, гэхдээ надад 470μF * 50V байна, би үүнийг суулгаж болох уу?" Гэсэн асуулт асуудаг. Тийм ээ, мэдээжийн хэрэг та чадна, гэхдээ урвуу солих нь хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй.
Конденсатор нь энерги хуримтлуулах чадвартай
Энэ мэдэгдлийг ойлгоход тусална энгийн хэлхээ, Зураг 4-т үзүүлэв.
Зураг 4. Конденсатор бүхий хэлхээ
Энэ хэлхээний гол шинж чанар нь хангалттай том багтаамжтай C электролитийн конденсатор бөгөөд цэнэг ба цэнэгийн процесс нь удаан, бүр маш тодорхой явагддаг. Энэ нь ердийн гар чийдэнгийн чийдэнг ашиглан хэлхээний ажиллагааг нүдээр харах боломжийг олгодог. Эдгээр гар чийдэн нь орчин үеийн LED гэрлүүдэд удаан хугацаагаар байр сууриа өгсөн боловч тэдгээрт зориулсан гэрлийн чийдэн зарагдсан хэвээр байна. Тиймээс хэлхээг угсарч, энгийн туршилт хийх нь маш энгийн.
Магадгүй хэн нэгэн: "Яагаад? Эцсийн эцэст бүх зүйл ойлгомжтой, гэхдээ та бас тайлбарыг уншвал...” Энд эсэргүүцэх зүйл алга бололтой, гэхдээ ямар ч, бүр хамгийн их энгийн зүйлХэрэв түүний ойлголт гараараа ирсэн бол толгойд удаан хугацаагаар үлддэг.
Тиймээс хэлхээг угсарч байна. Энэ нь хэрхэн ажилладаг вэ?
Диаграммд үзүүлсэн SA шилжүүлэгчийн байрлалд конденсатор С нь хэлхээний R резистороор GB тэжээлийн эх үүсвэрээс цэнэглэгддэг: +GB __ R __ SA __ C __ -GB. Диаграм дахь цэнэглэх гүйдлийг iз индекс бүхий сумаар харуулав. Конденсаторыг цэнэглэх үйл явцыг Зураг 5-т үзүүлэв.
Зураг 5. Конденсаторыг цэнэглэх үйл явц
Зурагт конденсатор дээрх хүчдэл нь математикийн экспоненциал гэж нэрлэгддэг муруй шугамын дагуу нэмэгдэж байгааг харуулж байна. Цэнэглэх гүйдэл нь цэнэгийн хүчдэлийг шууд харуулдаг. Конденсатор дээрх хүчдэл нэмэгдэхийн хэрээр цэнэглэх гүйдэл багасна. Зөвхөн эхний мөчид энэ нь зурагт үзүүлсэн томъёотой тохирч байна.
Хэсэг хугацааны дараа конденсатор нь 0V-ээс тэжээлийн эх үүсвэрийн хүчдэл хүртэл, манай хэлхээнд 4.5V хүртэл цэнэглэгдэх болно. Бүх асуулт бол энэ хугацааг хэрхэн тодорхойлох, хэр удаан хүлээх, конденсатор хэзээ цэнэглэгдэх вэ?
Цагийн тогтмол "tau" τ = R*C
Энэ томьёо нь цуваа холболттой резистор ба конденсаторын эсэргүүцэл ба багтаамжийг зүгээр л үржүүлдэг. Хэрэв бид SI системийг үл тоомсорлохгүйгээр Ом дахь эсэргүүцэл ба Фарад дахь багтаамжийг орлуулах юм бол үр дүн нь секундын дотор гарна. Энэ нь конденсаторыг тэжээлийн эх үүсвэрийн хүчдэлийн 36.8% хүртэл цэнэглэхэд шаардагдах хугацаа юм. Үүний дагуу бараг 100% цэнэглэхэд 5*τ хугацаа шаардагдана.
Ихэнхдээ SI системийг үл тоомсорлож, тэдгээр нь Ом дахь эсэргүүцэл ба микрофарад дахь багтаамжийг томъёонд орлуулж, дараа нь цаг нь микросекунд байх болно. Манай тохиолдолд үр дүнг секундын дотор авах нь илүү тохиромжтой бөгөөд үүний тулд та микросекундуудыг саяар үржүүлэх, эсвэл илүү энгийнээр аравтын бутархайг зүүн тийш зургаан газар шилжүүлэх хэрэгтэй.
Зураг 4-т үзүүлсэн хэлхээний хувьд конденсаторын багтаамж 2000 μF, эсэргүүцэл нь 500 Ом эсэргүүцэлтэй байх үед хугацааны тогтмол нь τ = R*C = 500 * 2000 = 1,000,000 микросекунд буюу яг нэг секунд болно. Тиймээс конденсатор бүрэн цэнэглэгдэх хүртэл та ойролцоогоор 5 секунд хүлээх хэрэгтэй болно.
Хэрэв заасан хугацааны дараа SA шилжүүлэгчийг зөв байрлалд шилжүүлбэл конденсатор С нь EL чийдэнгээр дамждаг. Энэ мөчид богино анивчина, конденсатор цэнэггүй болж, гэрэл унтарна. Конденсаторын цэнэгийн чиглэлийг ip индекс бүхий сумаар харуулав. Мөн гадагшлуулах хугацааг τ хугацааны тогтмолоор тодорхойлно. Цэнэглэх графикийг Зураг 6-д үзүүлэв.
Зураг 6. Конденсаторын цэнэгийн график
Конденсатор нь шууд гүйдэл дамжуулдаггүй
Зураг 7-д үзүүлсэн илүү энгийн диаграм нь энэ мэдэгдлийг баталгаажуулахад тусална.
Зураг 7. Тогтмол гүйдлийн хэлхээнд конденсатор бүхий хэлхээ
Хэрэв та SA унтраалгыг хаавал гэрлийн чийдэн богино хугацаанд анивчих бөгөөд энэ нь конденсатор С гэрлийн чийдэнгээр цэнэглэгдсэнийг илтгэнэ. Цэнэгийн графикийг мөн энд харуулав: унтраалга хаагдсан үед гүйдэл хамгийн их, конденсатор цэнэглэгдэх тусам буурч, хэсэг хугацааны дараа бүрэн зогсдог.
Хэрэв конденсатор нь сайн чанартай бол, i.e. гүйдэл багатай (өөрөө цэнэглэгддэг) унтраалга дахин дахин хаагдах нь анивчихад хүргэдэггүй. Өөр флэш авахын тулд конденсаторыг цэнэггүй болгох шаардлагатай болно.
Цахилгаан шүүлтүүр дэх конденсатор
Конденсаторыг ихэвчлэн шулуутгагчийн дараа байрлуулдаг. Ихэнх тохиолдолд Шулуутгагчийг бүрэн долгионоор хийдэг. Хамгийн түгээмэл Шулуутгагч хэлхээг 8-р зурагт үзүүлэв.
Зураг 8. Шулуутгагч хэлхээ
Хагас долгионы шулуутгагчийг ихэвчлэн ачаалал багатай тохиолдолд ихэвчлэн ашигладаг. Ийм Шулуутгагчийн хамгийн үнэ цэнэтэй чанар нь тэдний энгийн байдал юм: зөвхөн нэг диод ба трансформаторын ороомог.
Бүрэн долгионы Шулуутгагчийн хувьд шүүлтүүрийн конденсаторын багтаамжийг томъёогоор тооцоолж болно.
C = 1000000 * Po / 2*U*f*dU, энд C - конденсаторын багтаамж μF, Po - ачааллын хүч W, U - Шулуутгагч V гаралтын хүчдэл, f - ээлжлэн солих давтамж. хүчдэл Гц, dU нь долгионы V долгионы далайц юм.
1,000,000 тоологч дахь том тоо нь конденсаторын багтаамжийг Фарад системээс микрофарад болгон хувиргадаг. Хуваагч дахь хоёр нь Шулуутгагчийн хагас мөчлөгийн тоог илэрхийлнэ: хагас долгионы Шулуутгагчийн хувьд оронд нь нэг нь гарч ирнэ.
C = 1000000 * Po / U*f*dU,
гурван фазын Шулуутгагчийн хувьд томъёо нь C = 1000000 * Po / 3*U*f*dU хэлбэртэй байна.
Суперконденсатор - ионистор
Саяхан электролитийн конденсаторын шинэ анги гарч ирэв. Шинж чанараараа энэ нь батерейтай төстэй боловч хэд хэдэн хязгаарлалттай байдаг.
Ионистор нь богино хугацаанд, шууд утгаараа хэдхэн минутын дотор нэрлэсэн хүчдэлд цэнэглэгддэг тул үүнийг нөөц тэжээлийн эх үүсвэр болгон ашиглахыг зөвлөж байна. Үнэн хэрэгтээ ионистор бол туйлшралыг тодорхойлдог цорын ганц зүйл бол үйлдвэрлэгчээс цэнэглэгддэг төхөөрөмж юм. Ирээдүйд энэ туйлшралыг төөрөгдөлд оруулахгүйн тулд үүнийг + тэмдгээр тэмдэглэв.
Ионисторуудын ажиллах нөхцөл нь ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг. 70˚С-ийн температурт нэрлэсэн хүчдэлийн 0.8-ийн хүчдэлд баталгаатай бат бөх чанар нь 500 цагаас илүүгүй байна. Хэрэв төхөөрөмж нэрлэсэн хүчдэлийн 0.6-ийн хүчдэлд ажилладаг бөгөөд температур нь 40 градусаас хэтрэхгүй бол 40,000 цаг ба түүнээс дээш хугацаанд зөв ажиллах боломжтой.
Ионисторын хамгийн түгээмэл хэрэглээ нь нөөц тэжээлийн хангамжид байдаг. Эдгээр нь голчлон санах ойн чип эсвэл электрон цаг юм. Энэ тохиолдолд ионисторын гол параметр нь алдагдал багатай гүйдэл, өөрөө гадагшилдаг.
ионисторыг хамтад нь ашиглах нарны хавтан. Энэ нь мөн цэнэгийн нөхцлийн чухал биш, бараг хязгааргүй тооны цэнэгийн цэнэгийн гүйдлийн мөчлөгтэй холбоотой юм. Өөр нэг үнэ цэнэтэй шинж чанар бол ионистор нь засвар үйлчилгээ шаарддаггүй явдал юм.
Одоогийн байдлаар би электролитийн конденсаторууд, ялангуяа тогтмол гүйдлийн хэлхээнд хэрхэн, хаана ажилладаг талаар хэлж чадсан. Хувьсах гүйдлийн хэлхээнд конденсаторуудын ажиллагааг өөр нийтлэлд авч үзэх болно.
Асуултанд: Конденсатор яагаад тогтмол гүйдэл дамжуулдаггүй, гэхдээ хувьсах гүйдлийг дамжуулдаг вэ? зохиогчийн өгсөн Сод15 содхамгийн сайн хариулт Конденсатор цэнэглэгдэж байх үед л гүйдэл урсдаг.
Тогтмол гүйдлийн хэлхээнд конденсатор харьцангуй хурдан цэнэглэгддэг бөгөөд үүний дараа гүйдэл буурч, бараг зогсдог.
Хувьсах гүйдлийн хэлхээнд конденсаторыг цэнэглэж, дараа нь хүчдэл нь туйлшралыг өөрчилдөг, цэнэггүй болж, дараа нь эсрэг чиглэлд цэнэглэгддэг гэх 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.
-аас хариу бичих Толгойгоо оруул[шинэхэн]
Сайхан мэдээлэл өгсөнд баярлалаа залуусаа!!!
-аас хариу бичих Авотара[гуру]
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. .
-аас хариу бичих Угаах[гуру]
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.
-аас хариу бичих папилла[гуру]
цэвэр физикийн хувьд: конденсатор нь хэлхээний завсарлага юм, учир нь жийргэвч нь бие биендээ хүрдэггүй тул 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 гүйдэл дамжуулж чаддаг (түр зуурын процессын төгсгөлд конденсаторыг цэнэглэх эсвэл цэнэглэх үйл явц тохиолддог, конденсаторууд нь гүйдэл дамждаггүй, учир нь түүний ялтсууд хоорондоо тусгаарлагдсан байдаг); диэлектрик. Хувьсах гүйдлийн хэлхээнд энэ нь конденсаторыг циклээр цэнэглэх замаар хувьсах гүйдлийн хэлбэлзлийг гүйцэтгэдэг.
ба хувьсах гүйдлийн хувьд конденсатор нь хэлбэлзэх хэлхээний нэг хэсэг юм. 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 энэ нь муу жишээ боловч 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 :)
-аас хариу бичих Домог @[шинэхэн]
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 ээлжлэн солигддоггүй шинэ хэсгүүдэд зай гаргах, туйлшралын өөрчлөлтөөс болж кандер цэнэглэгдэж, цэнэггүй болдог....
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.
Мэргэжлийн электроникийн инженерүүдийн хэлснээр оролт гаралт дээр бид ээлжлэн хүчдэл тавьж дохиог ажиглана. 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. Энэ тохиолдолд хурцадмал байдал. 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. Хязгааргүй бага давтамжтай үед түүний хэмжээ 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.
Альтернатор нь синусоид хүчдэл үүсгэдэг. Түлхүүрийг хаах үед хэлхээнд юу болж байгааг харцгаая. Генераторын хүчдэл тэг байх үед бид эхний мөчийг авч үзэх болно.
Хугацааны эхний улиралд генераторын терминалуудын хүчдэл тэгээс эхлэн нэмэгдэж, конденсатор цэнэглэгдэж эхэлнэ. Хэлхээнд гүйдэл гарч ирэх боловч конденсаторыг цэнэглэх эхний мөчид түүний хавтан дээрх хүчдэл дөнгөж гарч ирсэн бөгөөд маш бага хэвээр байгаа ч хэлхээний гүйдэл (цэнэгийн гүйдэл) хамгийн их байх болно. Конденсаторын цэнэг нэмэгдэхийн хэрээр хэлхээний гүйдэл буурч, конденсатор бүрэн цэнэглэгдсэн үед тэг болно. Энэ тохиолдолд генераторын хүчдэлийг чанд дагаж мөрдөх конденсаторын хавтан дээрх хүчдэл нь энэ мөчид хамгийн их байх боловч эсрэг тэмдэгтэй, өөрөөр хэлбэл генераторын хүчдэл рүү чиглэсэн байна.
Цагаан будаа. 1. Багтаамжтай хэлхээний гүйдэл ба хүчдэлийн өөрчлөлт
Тиймээс гүйдэл нь цэнэггүй конденсатор руу хамгийн их хүчээр гүйдэг боловч конденсаторын ялтсууд цэнэгээр дүүрч, тэг болж буурч, бүрэн цэнэглэгдэх үед тэр даруй буурч эхэлдэг.
Энэ үзэгдлийг нэг нь дүүрсэн, нөгөө нь хоосон байгаа хоёр холбоо барих савыг холбосон хоолой дахь усны урсгалтай харьцуулж үзье (Зураг 2). Усны замыг хааж буй хавхлагыг татангуут ус нэн даруй зүүн савнаас өндөр даралтын дор хоолойгоор дамжин баруун хоосон сав руу урсах болно. Гэсэн хэдий ч нэн даруй хоолой дахь усны даралт нь савны түвшинг тэгшлэхээс шалтгаалан аажмаар суларч, тэг болж буурах болно. Усны урсгал зогсох болно.
Цагаан будаа. 2. Холбоо барих савыг холбосон хоолой дахь усны даралтын өөрчлөлт нь конденсаторыг цэнэглэх үед хэлхээний гүйдлийн өөрчлөлттэй төстэй.
Үүний нэгэн адил гүйдэл нь эхлээд цэнэггүй конденсатор руу урсаж, дараа нь цэнэглэгдэх үед аажмаар сулардаг.
Хугацааны 2-р улирлын эхэн үед генераторын хүчдэл эхлээд аажмаар эхэлж, дараа нь илүү хурдан, хурдан буурах үед цэнэглэгдсэн конденсатор генератор руу цэнэггүй болох бөгөөд энэ нь хэлхээнд цэнэгийн гүйдэл үүсгэдэг. Генераторын хүчдэл буурах тусам конденсатор илүү их цэнэггүй болж, хэлхээний цэнэгийн гүйдэл нэмэгддэг. Хугацааны энэ улирлын цэнэгийн гүйдлийн чиглэл нь тухайн үеийн эхний улирлын цэнэгийн гүйдлийн чиглэлийн эсрэг байна. Үүний дагуу тэг утгыг давсан одоогийн муруй одоо цагийн тэнхлэгийн доор байрлана.
Эхний хагас мөчлөгийн төгсгөлд генератор, түүнчлэн конденсатор дээрх хүчдэл хурдан тэг рүү ойртож, хэлхээний гүйдэл аажмаар хамгийн дээд хэмжээндээ хүрдэг. Хэлхээний гүйдлийн хэмжээ их байх тусам хэлхээний дагуу дамжих цэнэгийн хэмжээ их байх тусам конденсаторын хавтан дээрх хүчдэл, улмаар конденсаторын цэнэг яагаад гүйдэл хамгийн ихдээ хүрч байгаа нь тодорхой болно. хурдан буурдаг.
Хугацааны 3-р улирлын эхэн үед конденсатор дахин цэнэглэгдэж эхэлдэг боловч түүний хавтангийн туйл, генераторын туйл нь эсрэгээрээ өөрчлөгдөж, гүйдэл нь ижил чиглэлд урсах болно. , конденсатор цэнэглэгдэх үед буурч эхэлдэг Үеийн 3-р улирлын төгсгөлд генератор ба конденсатор дээрх хүчдэл хамгийн ихдээ хүрэх үед гүйдэл тэг болно.
Хугацааны сүүлийн улиралд хүчдэл буурч, тэг болж буурч, хэлхээн дэх чиглэлээ өөрчилсөн гүйдэл нь хамгийн их утгад хүрдэг. Энэ нь үе дуусч, дараа нь дараагийнх нь эхэлж, өмнөхийг яг давтах гэх мэт.
Тэгэхээр, генераторын хувьсах хүчдэлийн үйл ажиллагааны дор конденсаторыг нэг удаа (хугацааны эхний ба гуравдугаар улирал) хоёр удаа цэнэглэж, хоёр удаа (хугацааны хоёр ба дөрөвдүгээр улиралд) цэнэггүй болгодог.Гэхдээ ээлжлэн солигдох нь хэлхээгээр цэнэглэх, цэнэглэх гүйдэл дамжих бүрд дагалддаг тул бид дүгнэж болно.
Та дараах энгийн туршилтыг ашиглан үүнийг шалгаж болно. 4-6 микрофарад багтаамжтай конденсаторыг 25 Вт-ын цахилгаан чийдэнгээр дамжуулан хувьсах гүйдлийн сүлжээнд холбоно. Гэрэл асч, хэлхээ тасрах хүртэл унтрахгүй. Энэ нь хувьсах гүйдэл нь багтаамжтай хэлхээгээр дамждаг болохыг харуулж байна. Гэсэн хэдий ч энэ нь мэдээжийн хэрэг конденсаторын диэлектрикээр дамждаггүй, гэхдээ цаг мөч бүрт энэ нь конденсаторын цэнэгийн гүйдэл эсвэл цэнэгийн гүйдлийг илэрхийлдэг.
Бидний мэдэж байгаагаар диэлектрик нь нөлөөн дор туйлширдаг цахилгаан орон, энэ нь конденсатор цэнэглэгдэх үед гарч ирдэг бөгөөд конденсатор цэнэггүй болсон үед түүний туйлшрал алга болдог.
Энэ тохиолдолд түүний дотор үүссэн хэвийсэн гүйдэл бүхий диэлектрик нь ээлжит гүйдлийн хэлхээний нэг төрлийн үргэлжлэл болж, шууд гүйдлийн хэлхээг тасалдаг. Гэхдээ нүүлгэн шилжүүлэлтийн гүйдэл нь зөвхөн конденсаторын диэлектрик дотор үүсдэг тул хэлхээний дагуу цэнэгийн дамжуулалт үүсдэггүй.
Конденсаторын хувьсах гүйдлийн эсэргүүцэл нь конденсаторын багтаамжийн утга ба гүйдлийн давтамжаас хамаарна.
Конденсаторын багтаамж их байх тусам конденсаторыг цэнэглэх, цэнэггүй болгох үед хэлхээгээр дамжих цэнэгийн хэмжээ их байх тул хэлхээний гүйдэл их байх болно. Хэлхээний гүйдлийн өсөлт нь түүний эсэргүүцэл буурсаныг харуулж байна.
Тиймээс, Багтаамж нэмэгдэхийн хэрээр хэлхээний хувьсах гүйдлийн эсэргүүцэл буурдаг.
Өсөлт нь хэлхээгээр дамжих цэнэгийн хэмжээг нэмэгдүүлдэг, учир нь конденсаторын цэнэг (түүнчлэн цэнэг) нь бага давтамжтай харьцуулахад хурдан явагдах ёстой. Үүний зэрэгцээ нэгж хугацаанд шилжүүлсэн цэнэгийн хэмжээ нэмэгдэх нь хэлхээний гүйдэл нэмэгдэж, улмаар түүний эсэргүүцлийн бууралттай тэнцүү байна.
Хэрэв бид ямар нэгэн байдлаар хувьсах гүйдлийн давтамжийг аажмаар бууруулж, гүйдлийг тогтмол болгож бууруулбал хэлхээнд холбогдсон конденсаторын эсэргүүцэл аажмаар нэмэгдэж, гарч ирэх үед хязгааргүй том (нээлттэй хэлхээ) болно.
Тиймээс, Давтамж нэмэгдэхийн хэрээр конденсаторын хувьсах гүйдлийн эсэргүүцэл буурдаг.
Хувьсах гүйдлийн ороомгийн эсэргүүцлийг индуктив гэж нэрлэдэгтэй адил конденсаторын эсэргүүцлийг ихэвчлэн багтаамж гэж нэрлэдэг.
Тиймээс, Хүчин чадал нь их байх тусам хэлхээний багтаамж, түүнийг нийлүүлэх гүйдлийн давтамж бага байх болно.
Багтаамжийг Xc-ээр тэмдэглэж, омоор хэмждэг.
Гүйдлийн давтамж ба хэлхээний багтаамжаас багтаамжийн хамаарлыг Xc = 1/ томъёогоор тодорхойлно.ωС, энд ω - 2-ын үржвэртэй тэнцүү дугуй давтамжπ е, Фарад дахь хэлхээний С багтаамж.
Конденсатор нь одоогийн эх үүсвэрийн энергийг зарцуулдаггүй тул индуктив урвалын нэгэн адил багтаамжийн урвал нь реактив шинж чанартай байдаг.
Багтаамжтай хэлхээний томъёо нь I = U / Xc бөгөөд I ба U нь гүйдэл ба хүчдэлийн үр дүнтэй утгууд юм; Xc нь хэлхээний багтаамж юм.
Бага давтамжийн гүйдэлд өндөр эсэргүүцэл үзүүлж, өндөр давтамжийн гүйдлийг амархан дамжуулдаг конденсаторын шинж чанарыг холбооны төхөөрөмжийн хэлхээнд өргөн ашигладаг.
Жишээлбэл, конденсаторын тусламжтайгаар хэлхээний үйл ажиллагаанд шаардлагатай өндөр давтамжийн гүйдлээс тогтмол гүйдэл ба бага давтамжийн гүйдлийг салгахад хүрдэг.
Хэлхээний өндөр давтамжийн хэсэг рүү бага давтамжийн гүйдлийн замыг хаах шаардлагатай бол жижиг конденсаторыг цувралаар холбодог. Энэ нь бага давтамжийн гүйдэлд маш сайн эсэргүүцэл үзүүлдэг бөгөөд нэгэн зэрэг өндөр давтамжийн гүйдлийг амархан дамжуулдаг.
Хэрэв өндөр давтамжийн гүйдэл, жишээлбэл, радио станцын цахилгаан хэлхээнд орохоос урьдчилан сэргийлэх шаардлагатай бол одоогийн эх үүсвэртэй зэрэгцээ холбогдсон том конденсаторыг ашигладаг. Энэ тохиолдолд өндөр давтамжийн гүйдэл нь радио станцын тэжээлийн хэлхээг тойрч, конденсатороор дамждаг.
Хувьсах гүйдлийн хэлхээнд идэвхтэй эсэргүүцэл ба конденсатор
Практикт хэлхээ нь багтаамжтай цуваа байх тохиолдол ихэвчлэн байдаг. Энэ тохиолдолд хэлхээний нийт эсэргүүцлийг томъёогоор тодорхойлно
Тиймээс, Хувьсах гүйдлийн идэвхтэй ба багтаамжийн эсэргүүцэлээс бүрдэх хэлхээний нийт эсэргүүцэл нь энэ хэлхээний идэвхтэй ба багтаамжийн эсэргүүцлийн квадратуудын нийлбэрийн квадрат язгууртай тэнцүү байна.
I = U/Z энэ хэлхээнд Ом-ын хууль хүчинтэй хэвээр байна.
Зураг дээр. Зураг 3-т багтаамж ба идэвхтэй эсэргүүцэл агуулсан хэлхээний гүйдэл ба хүчдэлийн хоорондох фазын хамаарлыг тодорхойлсон муруйг үзүүлэв.
Цагаан будаа. 3. Конденсатор ба идэвхтэй эсэргүүцэлтэй хэлхээний гүйдэл, хүчдэл, хүч
Зураг дээрээс харахад энэ тохиолдолд гүйдэл нь хүчдэлийг дөрөвний нэгээр биш харин бага хэмжээгээр хүргэдэг, учир нь идэвхтэй эсэргүүцэл нь хэлхээний цэвэр багтаамж (реактив) шинж чанарыг зөрчсөн тул фазын бууралт нотлогддог. ээлж. Одоо хэлхээний терминал дээрх хүчдэлийг хоёр бүрэлдэхүүн хэсгийн нийлбэрээр тодорхойлно: хэлхээний багтаамжийг даван туулах хүчдэлийн реактив бүрэлдэхүүн хэсэг u c ба түүний идэвхтэй эсэргүүцлийг даван туулах хүчдэлийн идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсэг.
Хэлхээний идэвхтэй эсэргүүцэл их байх тусам гүйдэл ба хүчдэлийн хоорондох фазын шилжилт бага байх болно.
Хэлхээн дэх эрчим хүчний өөрчлөлтийн муруй (3-р зургийг үз) хугацаанд хоёр удаа сөрөг шинж тэмдгийг олж авсан бөгөөд энэ нь бидний мэдэж байгаагаар хэлхээний реактив шинж чанарын үр дагавар юм. Хэлхээний реактив бага байх тусам гүйдэл ба хүчдэлийн хоорондох фазын шилжилт бага байх ба гүйдлийн эх үүсвэр илүү их хүч зарцуулдаг.
Үүнийг туршилтаар хялбархан баталж болно. Та чийдэнг конденсатороор дамжуулан хувьсах гүйдлийн тэжээлд холбосноор гэрлийн чийдэнг асааж болно. Чанга яригч эсвэл гар утас нь хүлээн авагчтай шууд биш, харин конденсатороор холбогдсон бол үргэлжлүүлэн ажиллах болно.
Конденсатор нь диэлектрикээр тусгаарлагдсан хоёр ба түүнээс дээш металл хавтангаас бүрдэнэ. Энэ диэлектрик нь хамгийн сайн тусгаарлагч болох гялтгануур, агаар эсвэл керамик юм. Тогтмол гүйдэл нь ийм тусгаарлагчаар дамжих боломжгүй нь мэдээжийн хэрэг юм. Гэхдээ яагаад хувьсах гүйдэл түүгээр дамждаг вэ? Жишээлбэл, шаазан булны хэлбэртэй ижил керамик нь хувьсах гүйдлийн утсыг төгс тусгаарлаж, гялтгануур нь хувьсах гүйдлээр зөв ажилладаг цахилгаан индүү болон бусад халаалтын төхөөрөмжүүдийн тусгаарлагчийн үүргийг төгс гүйцэтгэдэг тул энэ нь илүү хачирхалтай санагдаж байна.
Зарим туршилтаар бид үүнээс ч илүүг "нотолж" чадна хачирхалтай баримт: Хэрэв харьцангуй муу тусгаарлагч шинж чанартай диэлектрикийг илүү сайн тусгаарлагч болох өөр диэлектрикээр сольсон бол конденсаторын шинж чанар өөрчлөгдөх бөгөөд ингэснээр конденсатороор хувьсах гүйдэл дамжуулахад хэцүү биш байх болно. эсрэгээрээ хөнгөвчилсөн. Жишээлбэл, хэрэв та цаасан диэлектрик бүхий конденсатороор дамжуулан гэрлийн чийдэнг хувьсах гүйдлийн хэлхээнд холбож, дараа нь цаасыг ийм маш сайн тусгаарлагчаар солих юм бол; ижил зузаантай шил эсвэл шаазан шиг чийдэн нь илүү тод асч эхэлнэ. Ийм туршилт нь хувьсах гүйдэл нь зөвхөн конденсатороор дамждаггүй, харин диэлектрик нь илүү сайн тусгаарлагчтай байх тусмаа амархан дамждаг гэсэн дүгнэлтэд хүргэнэ.
Гэсэн хэдий ч ийм туршилтуудын илэрхий итгэл үнэмшилтэй байсан ч цахилгаан гүйдэл - шууд эсвэл ээлжлэн биш - конденсатороор дамждаггүй. Конденсаторын ялтсуудыг тусгаарлах диэлектрик нь гүйдлийн замд найдвартай хаалт болж өгдөг, энэ нь ээлжлэн эсвэл шууд. Гэхдээ энэ нь конденсатор холбогдсон бүх хэлхээнд гүйдэл байхгүй гэсэн үг биш юм.
Конденсатор нь бидний багтаамж гэж нэрлэдэг тодорхой физик шинж чанартай байдаг. Энэ өмч нь ялтсууд дээр цахилгаан цэнэгийг хуримтлуулах чадвараас бүрдэнэ. Цахилгаан гүйдлийн эх үүсвэрийг цахилгаан цэнэгийг хэлхээнд шахдаг шахуургатай зүйрлэж болно. Хэрэв гүйдэл тогтмол байвал цахилгаан цэнэгийг нэг чиглэлд байнга шахдаг.
Тогтмол гүйдлийн хэлхээнд конденсатор хэрхэн ажиллах вэ?
Манай "цахилгаан шахуурга" нь цэнэгийг нэг хавтан дээр шахаж, нөгөө хавтангаас шахах болно. Конденсаторын ялтсууд дээрх цэнэгийн тооны тодорхой зөрүүг барих чадварыг түүний багтаамж гэж нэрлэдэг. Багтаамж их байх тусам нэг хавтан дээр нөгөөтэй харьцуулахад илүү их цахилгаан цэнэг байж болно.
Одоогийн байдлаар гүйдэл асаалттай, конденсатор цэнэглэгдээгүй байна - түүний хавтан дээрх цэнэгийн тоо ижил байна. Гэхдээ гүйдэл асаалттай байна. "Цахилгаан насос" ажиллаж эхлэв. Тэр цэнэгүүдийг нэг тавган дээр тавиад нөгөө талаас нь шахаж эхлэв. Хэлхээнд цэнэгийн хөдөлгөөн эхэлмэгц гүйдэл гүйж эхэлдэг гэсэн үг юм. Конденсаторыг бүрэн цэнэглэх хүртэл гүйдэл гүйнэ. Энэ хязгаарт хүрсэний дараа гүйдэл зогсох болно.
Тиймээс хэрэв тогтмол гүйдлийн хэлхээнд конденсатор байгаа бол түүнийг хаасны дараа конденсаторыг бүрэн цэнэглэхэд шаардагдах хугацаанд гүйдэл гүйх болно.
Хэрэв конденсаторыг цэнэглэж буй хэлхээний эсэргүүцэл харьцангуй бага бол цэнэглэх хугацаа маш богино байна: энэ нь секундын өчүүхэн хэсэг үргэлжилдэг бөгөөд үүний дараа гүйдлийн урсгал зогсдог.
Хувьсах гүйдлийн хэлхээнд нөхцөл байдал өөр байна. Энэ хэлхээнд "насос" нь цахилгаан цэнэгийг нэг чиглэлд эсвэл нөгөө чиглэлд шахдаг. Конденсаторын нэг хавтан дээр нөгөө хавтан дээрх тоотой харьцуулахад бараг л илүүдэл цэнэгийг бий болгосноор насос нь тэдгээрийг эсрэг чиглэлд шахаж эхэлдэг. Цэнэгүүд нь хэлхээнд тасралтгүй эргэлддэг бөгөөд энэ нь дамжуулагч бус конденсатор байгаа хэдий ч дотор нь гүйдэл байх болно - конденсаторын цэнэг ба цэнэгийн гүйдэл.
Энэ гүйдлийн хэмжээ юунаас хамаарах вэ?
Гүйдлийн хэмжигдэхүүн гэж бид дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор нэгж хугацаанд урсах цахилгаан цэнэгийн тоог хэлнэ. Конденсаторын багтаамж их байх тусам түүнийг дүүргэхийн тулд илүү их цэнэг шаардагдах бөгөөд энэ нь хэлхээний гүйдэл илүү хүчтэй болно гэсэн үг юм. Конденсаторын багтаамж нь ялтсуудын хэмжээ, тэдгээрийн хоорондох зай, тэдгээрийг тусгаарлах диэлектрикийн төрөл, диэлектрикийн тогтмол байдлаас хамаарна. Шаазан нь цааснаас илүү диэлектрик дамжуулалттай байдаг тул конденсатор дахь цаасыг шаазангаар солих үед шаазан нь цааснаас илүү сайн тусгаарлагч боловч хэлхээний гүйдэл нэмэгддэг.
Гүйдлийн хэмжээ нь түүний давтамжаас хамаарна. Давтамж өндөр байх тусам гүйдэл их байх болно. Бид жишээ нь 1 литрийн багтаамжтай савыг хоолойгоор усаар дүүргэж, тэндээс шахаж гаргадаг гэж төсөөлөхөд яагаад ийм зүйл болдгийг ойлгоход хялбар байдаг. Хэрэв энэ үйл явц секундэд нэг удаа давтагдвал хоолойгоор секундэд 2 литр ус урсах болно: нэг чиглэлд 1 литр, нөгөө талдаа 1 литр ус урсах болно. Гэхдээ хэрэв бид үйл явцын давтамжийг хоёр дахин нэмэгдүүлбэл: бид савыг секундэд 2 удаа дүүргэж, хоослох юм бол секундэд 4 литр ус хоолойгоор дамжин урсах бөгөөд энэ нь савны ижил хүчин чадалтай процессын давтамжийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. хоолойгоор урсах усны хэмжээ зохих өсөлт.
Дээр дурдсан бүх зүйлээс дараахь дүгнэлтийг гаргаж болно: цахилгаан гүйдэл - шууд эсвэл ээлжлэн биш - конденсатороор дамждаггүй. Гэхдээ хувьсах гүйдлийн эх үүсвэрийг конденсатор руу холбосон хэлхээнд энэ конденсаторын цэнэг ба цэнэгийн гүйдэл урсдаг. Конденсаторын багтаамж их байх тусам гүйдлийн давтамж их байх тусам энэ гүйдэл илүү хүчтэй байх болно.
Хувьсах гүйдлийн энэ шинж чанарыг радио инженерчлэлд маш өргөн ашигладаг. Радио долгионы ялгаралт нь мөн үүн дээр суурилдаг. Үүнийг хийхийн тулд бид дамжуулагч антенн дахь өндөр давтамжийн ээлжит гүйдлийг өдөөдөг. Гэхдээ энэ нь хаалттай хэлхээ биш учраас антенн дотор яагаад гүйдэл урсдаг вэ? Антен ба эсрэг жингийн утас эсвэл газар хоорондын багтаамж байдаг тул энэ нь урсдаг. Антен дахь гүйдэл нь энэ конденсатор, энэ конденсаторын цэнэг ба цэнэгийн гүйдлийг илэрхийлдэг.
