Бүх радио инженерчлэлд болон электрон тоног төхөөрөмжТранзистор 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 Мушенбрук өөрийн туршилтанд ашиглаж байсан үеэс эхлэлтэй. Тэрээр Лейден хотод амьдардаг байсан тул энэ савыг яагаад ингэж нэрлэсэнийг таахад хэцүү биш юм.
Үнэн хэрэгтээ энэ нь станиол гэсэн цагаан тугалган цаасаар дотор болон гадна доторлогоотой энгийн шилэн сав байв. 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 хүчдэлийг бий болгох чадвартай электрофор машин байв. Энэ бол Лейден савыг цэнэглэсэн газар юм. Физикийн сурах бичгүүдэд Мушенбрук гар барьж буй арван харуулын гинжээр лаагаа асгасан тохиолдлыг дүрсэлсэн байдаг.
Тэр үед үр дагавар нь эмгэнэлтэй болно гэдгийг хэн ч мэдээгүй. Цохилт нь нэлээд мэдрэмтгий байсан ч үхэлд хүргэсэнгүй. Лейдений савны багтаамж бага, импульс нь маш богино настай 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 хавтгай дөрвөлжин метр дэх хавтангийн талбай, d нь метр дэх ялтсуудын хоорондох зай, C нь фарад дахь багтаамж, ε нь орчны диэлектрик тогтмол юм. 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 конденсаторын цаасыг тусгаарлагч нэгдлүүд, ихэвчлэн трансформаторын тосоор шингээдэг. Энэхүү загвар нь хэдэн зуун микрофарад хүртэл багтаамжтай конденсатор хийх боломжтой болгодог. Конденсаторууд нь бусад диэлектрикүүдтэй 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 ч гэсэн хүчин чадал нь 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 эсвэл бүр полиэтилен тусгаарлагчаар мушгисан хоёр утас хэлбэрээр хийдэг. 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 бүтэлгүйтэв: 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" хүчин чадал нь 100,000 мкФ хүртэл, ажиллах хүчдэл 600 В хүртэл байдаг. 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 гэнэт цахилгаан тасарсан үед дискний ажлын хэсгээс соронзон толгойг арилгах явдал байв. 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 резинэн таглаатай нүх юм.
Тэд туйлшрал нь 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 чийдэнгүүд рүү шилжсэн боловч тэдэнд 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 яаж ажилдаг 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 сайн чанарын, өөрөөр хэлбэл гүйдэл багатай (өөрөө цэнэглэгддэг) унтраалга дахин дахин хаагдах нь анивчихад хүргэдэггүй. Дахин 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 туйлшралгүй төхөөрөмж бөгөөд үйлдвэрлэгчээс цэнэглэгддэг. 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 Дижитал цаг. Энэ тохиолдолд ионисторын гол параметр нь алдагдал багатай гүйдэл, өөрөө цэнэглэгддэг.
ионисторыг хамтад нь ашиглах нарны хавтан. Энэ нь мөн цэнэглэх нөхцлийн чухал биш, бараг хязгааргүй тооны цэнэгийн цэнэгийн 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 ажилладагийг хэлж чадсан. Хувьсах гүйдлийн хэлхээн дэх конденсаторын ажиллагааг өөр нийтлэлд авч үзэх болно.
Асуултанд: Конденсатор яагаад тогтмол гүйдэл дамжуулдаггүй, гэхдээ хувьсах гүйдлийг дамжуулдаг вэ? зохиогчийн өгсөн Сод15 содхамгийн сайн хариулт бол Конденсаторыг цэнэглэж 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 туйлшралыг өөрчилж, цэнэггүй болж, дараа нь цэнэглэгддэг. урвуу талгэх мэт - гүйдэл байнга урсдаг.
Зөвхөн дүүргэх хүртэл ус асгаж болох лонхтой 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 Толгойгоо оруул[шинэхэн]
Сайхан мэдээлэл өгсөнд баярлалаа залуусаа!!!
-аас хариу 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 нэмэгдэхэд энэ нь цэнэглэгддэг (өөрөө хуримтлагддаг цахилгаан эрчим хүч), хүчдэл хамгийн дээд түвшнээс буурч эхлэхэд хүчдэлийг тогтворжуулахын зэрэгцээ сүлжээнд энергийг буцааж өгдөг.
Хувьсах гүйдлийн үед хүчдэл 0-ээс ихсэх үед конденсатор цэнэглэгддэг, хамгийн ихээс 0 хүртэл буурч, цэнэггүй болж, энергийг сүлжээнд буцааж өгдөг, туйлшрал өөрчлөгдөхөд бүх зүйл яг адилхан тохиолддог боловч өөр туйлтай байдаг. .
-аас хариу 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 биш харин ердийн багтаамжийн нэгжээр хэмждэг - фарадууд (микрофарад, пикофарад).
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 дамжуулагч гүйдлээс ялгаатай нь шилжилтийн гүйдэл гэж нэрлэдэг боловч шилжилтийн гүйдэл нь Максвеллийн тэгшитгэлтэй холбоотой электродинамикийн ойлголт юм. , хийсвэрлэлийн огт өөр түвшин.
-аас хариу папилла[гуру]
цэвэр физикийн хувьд: конденсатор нь хэлхээний тасалдал, 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 гүйдэл дамжуулж чаддаг (түр зуурын процессын төгсгөлд конденсаторыг цэнэглэх эсвэл цэнэглэх нь тохиолддог, конденсаторууд нь гүйдэл дамждаггүй, учир нь түүний ялтсууд тусгаарлагдсан байдаг); диэлектрик. Хувьсах гүйдлийн хэлхээнд энэ нь конденсаторыг циклээр цэнэглэх замаар хувьсах гүйдлийн хэлбэлзлийг явуулдаг.
ба хувьсах гүйдлийн хувьд конденсатор нь хэлбэлзэх хэлхээний нэг хэсэг юм. Энэ нь цахилгаан эрчим хүчийг хадгалах төхөөрөмжийн үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд ороомогтой хослуулан 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 Домог @[шинэхэн]
конденсатор нь хувьсах гүйдэл болон тогтмол гүйдлийн аль алинд нь ажилладаг, учир нь энэ нь шууд гүйдлээр цэнэглэгддэг бөгөөд энэ энергийг хаашаа 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 болно....
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 хамгийн эхний мөчид гүйдэл секундын багахан хугацаанд урсдаг. Энэ бүхэн конденсаторын багтаамжаас хамаарна.
Хувьсах гүйдлийн хэлхээний конденсатор
Тиймээс, гоожиж байгаа эсэхийг мэдэхийн тулд Хувьсах гүйдлийнконденсатороор дамжуулан 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. Анхаарах хэрэггүй.
Бид үйлчилнэ Хувьсах гүйдлийн 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 тэгээд л болоо.
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 баригдсан 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
Резистор 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 утгатай харьцуулж үзээрэй. Жишээлбэл, 100 Герц давтамжтай, 1 мкФ конденсаторын утгад 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. Хайрлаж, хүндэлнэ үү:
Хаана, X Cнь конденсаторын 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 тохиолдох 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. Тийм ээ, 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, түүний замд резистор, дамжуулагч, бам, конденсатор (шил) гарч ирэв. Юу тохиолдох 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 хуримтлагдах вэ, конденсаторт хэд нь багтах вэ, хэзээ "хангалттай" болох вэ? Үүнийг олж мэдье. Маш олон удаа энгийн цахилгаан үйл явцын хялбаршуулсан тайлбарын хувьд ус, хоолойтой харьцуулалтыг 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 тохиолдох 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. Хэрэв энэ нь хэт их шахагдсан бол тэсрэх)! Үүнтэй ижил зүйл тохиолддог цахилгаан конденсаторууд. Зөвхөн тэнд мембраны оронд цахилгаан талбарыг ашигладаг бөгөөд 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?
Сургууль дээр тэд конденсатор бол хоёр хавтан ба тэдгээрийн хоорондох хоосон зайнаас бүрддэг зүйл гэж хэлсэн. 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, цэнэгийг хуримтлуулдаг. Одоо болж байгаа физик процессууд таныг нэг 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 болов?
Бид хэлхээнд гүйдэл хэрэглэхээс өмнө конденсатор хоосон (цэнэглэгдсэн) байсан бөгөөд гүйдэл хэрэглэх үед маш хурдан цэнэглэгдэж эхэлсэн бөгөөд цэнэглэгдсэн үед (конденсаторын ялтсуудын хоорондох цахилгаан орон нь конденсаторыг тэнцвэржүүлдэг) гэж бид таамаглах болно. тэжээлийн эх үүсвэр), дараа нь гүйдэл зогссон (энд конденсаторын цэнэгийн график байна).
Ийм учраас конденсатор нь шууд гүйдэл дамжуулахыг зөвшөөрдөггүй гэж хэлдэг. Үнэндээ алддаг, гэхдээ маш их богино хугацаа, t = 3*R*C (конденсаторыг нэрлэсэн эзэлхүүний 95% хүртэл цэнэглэх хугацаа. R нь хэлхээний эсэргүүцэл, C нь конденсаторын багтаамж) томъёогоор тооцоолж болно. DC хэлхээ. 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 нь конденсаторын ялтсуудын хоорондох диэлектрикийг (мембран) хөндлөн огтолдоггүй ч конденсаторын гаднах хөдөлгөөн нь хэлбэлзэлтэй байдаг (нааш, нааш цааш), өөрөөр хэлбэл. хувьсах гүйдлийн урсгал. Ээ!
Тиймээс конденсатор нь ээлжит гүйдлийг дамжуулж, шууд гүйдлийг блоклодог. Энэ нь дохионы тогтмол гүйдлийн бүрэлдэхүүн хэсгийг, жишээлбэл, аудио өсгөгчийн гаралт/оролт дээр эсвэл зөвхөн дохионы хувьсах хэсгийг харахыг хүссэн үед маш тохиромжтой. хүчдэлийн эх үүсвэр).
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 энэ нь хүчийг суллахгүй, халаахгүй байх явдал юм! Тиймээс заримдаа резистор тамхи татдаг хүчдэлийг багасгахад ашигладаг. Жишээлбэл, сүлжээний хүчдэлийг 220 В-оос 127 В хүртэл бууруулах. Мөн цааш нь:
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 бага алдагдалтай гүйдэл, 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 пФ хүртэл янз бүрийн хүчдэл, хүчин чадлаар үйлдвэрлэгддэг бөгөөд загвараас хамааран 30 кВ хүртэлх хүчдэлийг тэсвэрлэдэг. Гэхдээ ихэнхдээ та 50В 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 хүчин чадалтай байсан бөгөөд 200 В-оос 1500 В хүртэлх хүчдэлийн мужид ажилладаг байв.
Цаас конденсатор
Ийм конденсаторууд нь диэлектрикийн хувьд конденсатор 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.
Одоо тэднийг 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 конденсатор руу ээлжлэн гүйдэл өгөх юм уу гаралтын туйлшрал дээр эргүүлэх юм бол электролит буцалж, конденсатор ажиллахгүй болно.
Электролитийн конденсаторууд нь нэлээд том хүчин чадалтай тул жишээлбэл, Шулуутгагч хэлхээнд ихэвчлэн ашиглагддаг.
Энэ л байх. Хөшигний ард поликарбонат, полистирол, магадгүй бусад олон төрлийн диэлектрик бүхий конденсаторууд үлдсэн. Гэхдээ энэ нь илүүц байх болно гэж би бодож байна.
Үргэлжлэл бий...
Хоёрдугаар хэсэгт би конденсаторын ердийн хэрэглээний жишээг харуулахаар төлөвлөж байна.
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. Энэхүү 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 бүр ч хачирхалтай баримтыг "нотолж" чадна: хэрэв конденсаторт харьцангуй муу тусгаарлагч шинж чанартай диэлектрикийг илүү сайн тусгаарлагч болох өөр диэлектрикээр сольсон бол конденсаторын шинж чанар өөрчлөгдөж, хувьсах гүйдэл дамжих болно. конденсатороор дамжин өнгөрөхөд саад болохгүй, харин эсрэгээр нь хөнгөвчлөх болно. 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 тодорхой утгатай физик өмч, бид үүнийг хүчин чадал гэж нэрлэдэг. Энэ өмч нь ялтсууд дээр цахилгаан цэнэгийг хуримтлуулах чадвараас бүрдэнэ. Цахилгаан гүйдлийн эх үүсвэрийг цахилгаан цэнэгийг хэлхээнд шахдаг насостой 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 цэнэгээ нэг тавган дээр тавиад нөгөөгөөсөө 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 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 хэмжээ 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 гүйдэл яагаад урсдаг вэ? Энэ нь антенн болон эсрэг жингийн утас эсвэл газар хоорондын багтаамжтай учраас урсдаг. Антен дахь гүйдэл нь энэ конденсатор, энэ конденсаторын цэнэг ба цэнэгийн гүйдлийг илэрхийлдэг.
