кондензатор на зареждане и разреждане

С цел да се зарежда кондензатор, че е необходимо да го включите в DC верига. Фиг. 1 показва схема на зареждане на кондензатор. кондензатор С, е свързан с клемите на генератора. С клавишите помощ може да бъде затворена или отворена верига. Ние считаме, че в детайли процеса на зареждане кондензатор.

Генераторът има вътрешна съпротива. На закриването ключ кондензатор зарежда до напрежение между електродите, равни на д. г. а. Генератор: Uc = Е. Това линейно свързан към положителния полюс на генератора получава положителен заряд (+ р), а втората плоча получава отрицателен заряд (-q) равни по големина. Количеството на заряд Q е пряко пропорционална на капацитет С и напрежението в своите плаки: Q = CUC

Р Е. 1. зарежда кондензатор верига

С цел да се зарежда кондензатор плочи, е необходимо, че един от тях е придобит, а другият загубил определен брой електрони. Прехвърлянето на електрони от един електрод към другия се осъществява чрез външен кръг на електродвижещо напрежение на генератора, както и процесът на прехвърляне на такси по веригата не е нищо друго, тъй като електрически ток се нарича ток на зареждане зареждане аз капацитивен.

Зарядния ток потоци в Възвишавайте обикновено няколко хилядни от секундата до докато кондензатор напрежение достига стойност равна напр. г. а. генератор. Графиката на напрежение се покачва на кондензатор плочи в процеса на заряд, показан на фиг. 2а, което показва, че напрежението Uc повишава плавно, бързо на първо и след това по-бавно, докато тя е равна на напр. г. а. Генератор Е. След това напрежението на кондензатора остава постоянна.

Фиг. 2. Графиките на напрежение и ток по време на зареждане на кондензатор

Докато кондензатор се зарежда, токът зареждане протича през веригата. Планиране на ток за зареждане е показано на фиг. 2б. В началния момент зарядния ток е най-голямата, защото кондензатор напрежението все още е нула, а от закона на Ом таксата IO = E / R аз. тъй като целият е. г. а. генератор се прилага за устойчивост R Аз.

Тъй като кондензатор е заредена, т.е.. Д. Повишаване на стреса върху него, за зареждане ток се намалява. Когато стрес па кондензатора вече е на разположение, на напрежението в съпротивата ще бъде равна на разликата между д. г. а. генератор и напрежението в кондензатор, т.е. равно на Е - .. U S. Следователно заряд I = (E-UC) / R и

Това показва, че с увеличаване аз Uc намалява таксата и Uc = E зарядния ток става нула.

За закона на Ом за подробности виж тук: закона на Ом за вторична верига

Продължителността на процеса на зареждане на кондензатора зависи от два величие:

1) от генератор вътрешно съпротивление R Аз.

2) на кондензатор С.

Фиг. 2 показва графики интелигентни токове за кондензатор 10 microfarads: крива 1 съответства на процеса на зареждане на генератора с напр. г. а. Е = 100 V и с вътрешно съпротивление R I = 10 ома, крива 2 съответства на процеса на заряда от генератора със същия напр. . D е, но с по-малко вътрешно съпротивление: R I = 5 ома.

От сравнението на тези криви показва, че по-малките вътрешното съпротивление на генератор тапицерия ток в началния момент, повече и затова процесът на зареждане е по-бързо.

Фиг. 2. Графики зареждане течения в различни съпротивления

Фиг. 3 представя графики, сравняващи течения зареждане по време на зареждане от същия генератор напр. г. а. Е = 100 V и вътрешно съпротивление R I = 10 ома две кондензатори с различни капацитет 10 microfarads (крива 1) и 20 microfarads (крива 2).

Големината на първоначалното зареждане ток IO = такса E / Ri = 100/10 = 10 А е една и съща за двете кондензатори, защото на по-голям кондензатор капацитет се натрупва по-голямо количество ток, ток на зареждане трябва да се предаде по-дълго и процеса на зареждане е по-дълъг.

Фиг. 3. Графики зареждане течения в различни контейнери

Деактивиране зарежда кондензатор от генератора и закрепване на плочите на нейната устойчивост.

На плочите на кондензатор има напрежение U S, SO затворена верига протича ток, наречен малко капацитивен разряден ток аз.

Текущи потоци от положителния електрод на кондензатор през резистор към отрицателния електрод. Това съответства на прехода на излишните електрони от отрицателния електрод на положителните, където липсва. Процесът въпрос за няколко кадъра, докато възможностите на двата електрода са равни, т.е. потенциалната разлика между тях, става равна на нула: .. Uc = 0.

Фиг. 4, намаляване на напрежението графика, показваща в кондензатора по време на изпълнението на стойността на Uc = 100 V до нула, напрежението намалява бързо при първия и след това по-бавно.

Фиг. 4Ь показва графика на разряден ток се променя. Силата на разряден ток зависи от стойността съпротивление R и закона на Ом и прехапа = Uc / R

Фиг. 4. графиките на напрежението и тока, когато кондензатор освобождаване

В началния момент, когато напрежението PA големите кондензатор плочи, силата на тока на освобождаване е най-големият и намалява с намаляването на Uc и разряден ток по време на изпълнението. Uc = 0 Когато токът разряд спира.

продължителност разряд зависи:

1) на кондензатора С

2) големината на съпротивление R. кондензатор се изхвърля.

По-голямата съпротивлението отговорност R. ще настъпи по-бавно. Това е така, защото, когато голяма устойчивост сила на тока на освобождаване е малък и размера на разходите по кондензатор плочи се намалява бавно.

Това може да бъде показано на графиките на тока на същия кондензатор с капацитет от 10 microfarads освобождаване и се зарежда до напрежение от 100 V в продължение на две различни стойности на съпротивление (Фигура 5.) крива 1 - при R = 40 ома, и orazr = Uc на / R = 100/40 = 2,5 а и крива 2 - при 20 ома и orazr = 100/20 = 5 А.

Фиг. 5. графиките на токове изпразване на различни съпротивления

Освобождаването от отговорност е по-бавен и ако капацитет е голям. Оказва се, това е така, защото, когато един по-голям капацитет на кондензатор плочи имат по-голямо количество електроенергия (зарежда повече) и по-дълъг период от време ще отнеме да се отцеди обвинението. Това ясно показва графики на течения газоразрядни за капацитет Райна две кондензатори за сметка на същото напрежение от 100 V и разреждане с съпротивление R = 40 ома (крива 1 на фигура 6. -. За 10 microfarad кондензатор и крива 2 - кондензатор 20 ICF).

Фиг. 6. графиките на токове газоразрядни в различни контейнери

Сред горните методи може да се заключи, че във веригата с кондензатор ток тече само по време на зареждане и разреждане, когато напрежението на плаките варира.

Причината е, че когато стойността на напрежението промяна на таксата върху плочите, а това изисква движение на такса по веригата, т.е.. Д. Веригата трябва да премине електрически ток. А зарежда кондензатор не преминава постоянен ток като диелектрик между неговите плочи отваря веригата.

В процеса на зареждане енергията на кондензаторни магазини, получаването на генератора. При изпълнение кондензатор електрическо поле цялата енергия се превръща в топлинна енергия, т.е.. Д. Тя продължава да се нагрява резистентност, чрез което се освобождава кондензатор. Колкото по-голям капацитет и напрежението в неговите пластини, толкова по-голяма енергия на електрическо поле кондензатор. Енергията, притежавана от кондензатор С зарежда до напрежение U, е равна на: W = W С = С U 2/2

Пример. Кондензатор С = 10 PF се зарежда до напрежение U = 500 V. Определяне на енергията, която се освобождава по правило за устойчивост на топлина, чрез което се освобождава кондензатор.

Решение. През целия разряд енергия, съхранявана кондензатор отива в топлина. Следователно, W = W С = С 2 U / 2 = (10 х 10 -6 х 500) / 2 = 1.25 джаула.