Асуултанд: Конденсатор яагаад тогтмол гүйдэл дамжуулдаггүй, гэхдээ хувьсах гүйдлийг дамжуулдаг вэ? зохиогч өгсөн Сод15 содхамгийн сайн хариулт бол Конденсатор цэнэглэгдэж байх үед л гүйдэл урсдаг.
Тогтмол гүйдлийн хэлхээнд конденсатор харьцангуй хурдан цэнэглэгддэг бөгөөд үүний дараа гүйдэл буурч, бараг зогсдог.
Гинжинд Хувьсах гүйдлийнконденсатор цэнэглэгдсэн, дараа нь хүчдэл нь туйлшралыг өөрчилж, цэнэггүй болж, дараа нь цэнэглэгддэг. урвуу тал, гэх 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, дээд хэмжээнээс 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 - тэд 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 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 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 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 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 болно....
Ноёд оо, өнөөдрийн нийтлэлд би үүнийг анхаарч үзэхийг хүсч байна сонирхол Асуу, Хэрхэн Хувьсах гүйдлийн конденсатор. Энэ сэдэв нь цахилгаан эрчим хүчний хувьд маш чухал бөгөөд практикт конденсаторууд нь хувьсах гүйдэл бүхий хэлхээнд хаа сайгүй байдаг тул энэ тохиолдолд дохио өөрчлөгддөг хуулиудын талаар тодорхой ойлголттой байх нь маш их ач холбогдолтой юм. Өнөөдөр бид эдгээр хуулиудыг авч үзэх бөгөөд эцэст нь конденсатороор дамжих гүйдлийг тодорхойлох нэг практик асуудлыг шийдэх болно.
Ноёд оо, одоо бидний хувьд хамгийн сонирхолтой зүйл бол конденсатор нь ээлжлэн дохионы хэлхээнд байх тохиолдолд конденсатор дээрх хүчдэл ба конденсатороор дамжих гүйдэл хоорондоо хэрхэн хамааралтай болох явдал юм.
Яагаад шууд хувьсах вэ? Тийм ээ, зүгээр л конденсатор нь хэлхээнд байгаа учраас шууд гүйдэлонцгүй. Конденсатор цэнэггүй болсон эхний мөчид л гүйдэл түүгээр урсдаг. Дараа нь конденсатор цэнэглэгдсэн, тэгээд л болоо, гүйдэл байхгүй (тиймээ, тийм ээ, би конденсаторын цэнэг онолын хувьд хязгааргүй удаан үргэлжилдэг гэж хүмүүс аль хэдийн хашгирч эхэлснийг сонсож байна, энэ нь бас гоожих эсэргүүцэлтэй байж болно, гэхдээ Одоо бид үүнийг үл тоомсорлож байна). Цэнэглэгдсэн конденсатор байнгынОдоогийн - Энэ яаж байна нээлттэй хэлхээ. Хэзээ бидэнд боломж байна хувьсагчОдоогийн - энд бүх зүйл илүү сонирхолтой байдаг. Энэ тохиолдолд конденсатороор гүйдэл урсаж болох бөгөөд энэ тохиолдолд конденсатор нь ижил төстэй байх болно. эсэргүүцэлтодорхой тодорхой эсэргүүцэлтэй (хэрэв та одоохондоо бүх төрлийн фазын шилжилтийн талаар мартсан бол доороос илүү дэлгэрэнгүй). Бид ямар нэгэн байдлаар конденсатор дээрх гүйдэл ба хүчдэлийн хоорондын хамаарлыг олж авах хэрэгтэй.
Одоогийн байдлаар бид хувьсах гүйдлийн хэлхээнд зөвхөн конденсатор байдаг гэж таамаглах болно. Резистор эсвэл индуктор гэх мэт бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдгүйгээр. Хэлхээнд зөвхөн резисторууд байгаа тохиолдолд ийм асуудлыг маш энгийнээр шийддэг гэдгийг сануулъя: гүйдэл ба хүчдэл нь Ом-ийн хуулиар хоорондоо холбогддог. Энэ талаар бид нэг бус удаа ярьж байсан. Тэнд бүх зүйл маш энгийн: хүчдэлийг эсэргүүцэлээр хувааж, гүйдлийг авна. Гэхдээ конденсаторыг яах вэ? Эцсийн эцэст конденсатор бол резистор биш юм. Тэнд байгаа үйл явцын физик нь огт өөр тул гүйдэл ба хүчдэлийг хооронд нь ингэж холбох боломжгүй юм. Гэсэн хэдий ч үүнийг хийх ёстой, тиймээс бид үндэслэлтэй байхыг хичээцгээе.
Эхлээд буцъя. Алс хойно. Бүр маш хол. Энэ сайт дээрх миний хамгийн анхны нийтлэл. Энэ бол өнөөгийн хүч чадлын тухай нийтлэл байсныг хуучны хүмүүс санаж байгаа байх. Энэ нийтлэлд дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор урсах гүйдлийн хүч ба цэнэгийг холбосон нэг сонирхолтой илэрхийлэл байсан. Энэ бол яг илэрхийлэл юм
Одоогийн хүч чадлын тухай тэр нийтлэлд оруулга дууссан гэж хэн нэгэн маргаж магадгүй юм ΔqТэгээд Δt- зарим маш бага хэмжээний цэнэг ба энэ цэнэг дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор дамжих хугацаа. Гэсэн хэдий ч энд бид тэмдэглэгээг ашиглана dqТэгээд dt- дифференциалаар. Бидэнд дараа нь ийм төлөөлөл хэрэгтэй болно. Хэрэв та матан зэрлэг байгальд гүнзгий орохгүй бол үндсэндээ dqТэгээд dtэндээс онцгой ялгаа байхгүй ΔqТэгээд Δt. Мэдээжийн хэрэг, дээд математикийн мэдлэгтэй хүмүүс энэ мэдэгдэлтэй маргаж болно, гэхдээ би яг одоо эдгээр зүйлд анхаарлаа төвлөрүүлэхийг хүсэхгүй байна.
Тиймээс бид одоогийн хүч чадлын илэрхийлэлийг санаж байна. Одоо конденсаторын багтаамж нь хоорондоо хэрхэн холбоотой болохыг санацгаая ХАМТ, цэнэглэ q, тэр өөрөө өөртөө хуримтлуулсан, хурцадмал байдал УЭнэ тохиолдолд үүссэн конденсатор дээр. Хэрэв конденсатор ямар нэгэн цэнэг хуримтлуулсан бол түүний хавтан дээр хүчдэл зайлшгүй гарах болно гэдгийг бид санаж байна. Энэ талаар бид өмнө нь, энэ нийтлэлд ярьсан. Зөвхөн цэнэгийг хүчдэлтэй холбодог энэ томъёо бидэнд хэрэгтэй болно
Энэ томъёогоор конденсаторын цэнэгийг илэрхийлье.
Одоо конденсаторын цэнэгийн хувьд энэ илэрхийллийг одоогийн хүч чадлын өмнөх томъёонд орлуулах маш том уруу таталт гарч байна. Илүү сайн хараарай - тэгвэл одоогийн хүч, конденсаторын багтаамж, конденсатор дээрх хүчдэл хоорондоо уялдаатай байх болно! Энэ орлуулалтыг цаг алдалгүй хийцгээе:
Бидний багтаамж бол тоо хэмжээ юм тогтмол. Энэ нь тодорхойлогддог зөвхөн конденсатор өөрөө, түүний дотоод бүтэц, диэлектрик төрөл болон бусад зүйлс. Энэ бүхний талаар бид өмнөх нийтлэлүүдийн нэгэнд дэлгэрэнгүй ярьсан. Тиймээс хүчин чадал ХАМТконденсатор нь тогтмол байдаг тул дифференциал тэмдэг болгон аюулгүйгээр авч болно (эдгээр нь ижил дифференциалтай ажиллах дүрэм юм). Гэхдээ хурцадмал байдалтай УТа үүнийг хийж чадахгүй! Цаг хугацааны явцад конденсатор дээрх хүчдэл өөрчлөгдөнө. Яагаад ийм зүйл болж байна вэ? Хариулт нь энгийн зүйл юм: конденсаторын ялтсуудаар гүйдэл урсах тусам цэнэг өөрчлөгдөх нь ойлгомжтой. Мөн цэнэгийн өөрчлөлт нь конденсатор дээрх хүчдэлийн өөрчлөлтөд хүргэнэ. Тиймээс хүчдэлийг цаг хугацааны тодорхой функц гэж үзэж болох бөгөөд дифференциал дороос салгах боломжгүй юм. Тиймээс, дээр дурдсан өөрчлөлтүүдийг хийсний дараа бид дараах оруулгыг авна.
Ноёд оо, би та бүхэнд баяр хүргэхээр яарч байна - бид конденсаторт хэрэглэсэн хүчдэл ба түүгээр урсах гүйдэлтэй холбоотой маш хэрэгтэй хэллэгийг хүлээн авлаа. Тиймээс, хэрэв бид хүчдэлийн өөрчлөлтийн хуулийг мэддэг бол зөвхөн деривативыг олох замаар конденсатороор дамжих гүйдлийн өөрчлөлтийн хуулийг хялбархан олох боломжтой.
Харин эсрэг тохиолдолд яах вэ? Бид конденсатороор дамжих гүйдлийн өөрчлөлтийн хуулийг мэддэг ба түүн дээрх хүчдэлийн өөрчлөлтийн хуулийг олохыг хүсч байна гэж бодъё. Математикийн мэдлэгтэй уншигчид энэ асуудлыг шийдэхийн тулд дээр бичсэн илэрхийллийг нэгтгэх нь хангалттай гэдгийг аль хэдийн таасан байх. Өөрөөр хэлбэл, үр дүн нь иймэрхүү харагдах болно.
Үнэн хэрэгтээ энэ хоёр илэрхийлэл нь ижил зүйл юм. Эхнийх нь конденсатор дээрх хүчдэлийн өөрчлөлтийн хуулийг мэдэж, түүгээр дамжин өнгөрөх гүйдлийн өөрчлөлтийн хуулийг олохыг хүсч байгаа тохиолдолд, хоёр дахь нь конденсатороор дамжин гүйдэл хэрхэн өөрчлөгдөж байгааг мэдэх үед л хэрэглэгддэг. мөн бид хүчдэлийн өөрчлөлтийн хуулийг олохыг хүсч байна. Ноёд оо, энэ асуудлыг илүү сайн санахын тулд би та бүхэнд тайлбар зураг бэлдлээ. Үүнийг 1-р зурагт үзүүлэв.
Зураг 1 - Тайлбарын зураг
Энэ нь үндсэндээ дүгнэлтийг хураангуй хэлбэрээр дүрсэлсэн бөгөөд санахад тохиромжтой.
Ноёд оо, анхаарна уу - Үүссэн илэрхийлэл нь гүйдэл ба хүчдэлийн өөрчлөлтийн аливаа хуульд хүчинтэй байна.Синус, косинус, меандр болон бусад зүйл байх албагүй. Хэрэв танд ямар ч уран зохиолд дурдаагүй, бүр бүрэн зэрлэг, хүчдэлийн өөрчлөлтийн хууль байгаа бол U(t), конденсаторт нийлүүлсэн бол та үүнийг ялгах замаар конденсатороор дамжих гүйдлийн өөрчлөлтийн хуулийг тодорхойлж болно. Үүний нэгэн адил, хэрэв та конденсатороор дамжих гүйдлийн өөрчлөлтийн хуулийг мэддэг бол би(t)Дараа нь интегралыг олсны дараа хүчдэл хэрхэн өөрчлөгдөхийг олж мэдэх боломжтой.
Тиймээс бид гүйдэл ба хүчдэлийг өөр хоорондоо хэрхэн яаж холбохыг олж мэдсэн, тэр ч байтугай тэдгээрийг өөрчлөх хамгийн галзуу сонголтууд ч бий. Гэхдээ зарим онцгой тохиолдлууд тийм ч сонирхолтой биш юм. Жишээлбэл, бид бүгдэд нь аль хэдийн дурласан хүний хэрэг синусоидОдоогийн Одоо үүнийг шийдье.
Хүчин чадалтай конденсатор дээрх хүчдэлийг үзье Cсинусын хуулийн дагуу ийм байдлаар өөрчлөгддөг
Энэ илэрхийлэл дэх үсэг бүрийн ард ямар физик хэмжигдэхүүн байгааг бид бага зэрэг өмнө дэлгэрэнгүй авч үзсэн. Энэ тохиолдолд одоогийн байдал хэрхэн өөрчлөгдөх вэ? Өмнө нь олж авсан мэдлэгээ ашиглан энэ илэрхийллийг тэнэг байдлаар ерөнхий томьёодоо орлуулж, деривативыг олъё.
Эсвэл ингэж бичиж болно
Ноёд оо, би та бүхэнд синус ба косинус хоёрын ялгаа нь нэг нь нөгөөгөөсөө 90 градусаар фазаар шилждэг гэдгийг сануулмаар байна. За, эсвэл математикийн хэлээр тайлбарлавал 
. Энэ илэрхийлэл хаанаас ирсэн нь тодорхойгүй байна уу? Google-ээс үзээрэй бууруулах томъёо. Энэ бол ашигтай зүйл, мэдэхэд гомдохгүй. Хэрэв та мэддэг бол илүү дээр юм тригонометрийн тойрог, энэ бүгдийг үүн дээр маш тодорхой харж болно.
Ноёд оо, би нэг зүйлийг нэн даруй тэмдэглэх болно. Би нийтлэлдээ дериватив олох, интеграл авах дүрмийн талаар ярихгүй. Та эдгээр зүйлийн талаар ядаж ерөнхий ойлголттой байгаа гэдэгт найдаж байна. Гэсэн хэдий ч, та үүнийг яаж хийхээ мэдэхгүй байсан ч би эдгээр завсрын тооцоололгүйгээр аливаа зүйлийн мөн чанар тодорхой байхаар материалыг танилцуулахыг хичээх болно. Тиймээс одоо бид чухал дүгнэлтийг хүлээн авлаа - хэрэв конденсатор дээрх хүчдэл синусын хуулийн дагуу өөрчлөгдвөл түүгээр дамжин өнгөрөх гүйдэл косинусын хуулийн дагуу өөрчлөгдөнө. Өөрөөр хэлбэл конденсатор дээрх гүйдэл ба хүчдэл нь бие биентэйгээ харьцуулахад фазын хувьд 90 градусаар шилждэг. Үүнээс гадна бид гүйдлийн далайцын утгыг харьцангуй амархан олох боломжтой (эдгээр нь синусын өмнө гарч ирэх хүчин зүйлүүд юм). За, тэр оргил, гүйдэл хүрэх дээд тал нь. Таны харж байгаагаар энэ нь хүчин чадлаас хамаарна Cконденсатор, түүнд хэрэглэсэн хүчдэлийн далайц Ум ба давтамжууд ω . Өөрөөр хэлбэл, хэрэглэсэн хүчдэл их байх тусам конденсаторын багтаамж их байх ба хүчдэлийн өөрчлөлтийн давтамж их байх тусам конденсатороор дамжих гүйдлийн далайц их байх болно. Конденсатороор дамжих гүйдэл ба конденсатор дээрх хүчдэлийг нэг талбарт дүрсэлсэн графикийг бүтээцгээе. Одоогоор тодорхой тоо гараагүй, зөвхөн чанарыг л харуулж байна. Энэ графикийг 2-р зурагт үзүүлэв (зураг дээр дарж болно).
Зураг 2 - Конденсатороор дамжих гүйдэл ба конденсатор дээрх хүчдэл
2-р зурагт цэнхэр график нь конденсатороор дамжих синусоид гүйдэл, улаан график нь конденсатор дээрх синусоид хүчдэл юм. Энэ зурагнаас гүйдэл нь хүчдэлээс түрүүлж байгаа нь маш тодорхой харагдаж байна (гүйдлийн синусоидын оргилууд байрладаг) Зүүн талд ньхүчдэлийн синусоидын харгалзах оргилууд, өөрөөр хэлбэл тэд ирдэг эрт).
Одоо ажлыг урвуу байдлаар хийцгээе. Одоогийн өөрчлөлтийн хуулийг бидэнд мэдэгдээрэй би(т)багтаамжтай конденсатороор дамжуулан C. Мөн энэ хууль бас синусоид байх болтугай
Энэ тохиолдолд конденсатор дээрх хүчдэл хэрхэн өөрчлөгдөхийг тодорхойлъё. Интегралтай ерөнхий томъёогоо ашиглая:
Өмнө нь бичсэн тооцоотой үнэмлэхүй зүйрлэвэл хурцадмал байдлыг ийм байдлаар илэрхийлж болно
Энд бид тригонометрийн сонирхолтой мэдээллийг дахин ашигласан 
. Бас дахин бууруулах томъёояагаад ийм болсон нь тодорхойгүй байвал танд туслах болно.
Эдгээр тооцооллоос бид ямар дүгнэлт хийж болох вэ? Дүгнэлт нь аль хэдийн хийсэнтэй ижил хэвээр байна: конденсатороор дамжих гүйдэл ба конденсатор дээрх хүчдэл нь бие биенээсээ 90 градусаар фазаар шилждэг. Түүнээс гадна тэд ямар нэг шалтгаанаар шилждэг. Одоогийн урагшаахүчдэл. Яагаад ийм байгаа юм бэ? Үүний цаад үйл явцын физик юу вэ? Үүнийг олж мэдье.
Үүнийг төсөөлөөд үз дээ цэнэггүйБид конденсаторыг хүчдэлийн эх үүсвэрт холбосон. Эхний мөчид конденсаторт ямар ч цэнэг байхгүй: цэнэггүй болсон. Тэгээд ямар ч цэнэг байхгүй тул хүчдэл байхгүй болно. Гэхдээ гүйдэл байдаг, энэ нь конденсаторыг эх үүсвэрт холбоход шууд гарч ирдэг. Та анзаарч байна уу, ноёд оо? Хүчдэл хараахан гараагүй байна (энэ нь нэмэгдэх цаг ирээгүй), гэхдээ аль хэдийн гүйдэл байна. Үүнээс гадна, холболтын яг энэ мөчид хэлхээний гүйдэл хамгийн их байна (цэнэглэгдсэн конденсатор нь хэлхээний богино холболттой үндсэндээ тэнцүү). Хүчдэл ба гүйдлийн хоорондох хоцрогдол маш их байна. Гүйдэл урсах үед конденсаторын ялтсууд дээр цэнэг хуримтлагдаж эхэлдэг, өөрөөр хэлбэл хүчдэл нэмэгдэж, гүйдэл аажмаар буурдаг. Хэсэг хугацааны дараа ялтсууд дээр маш их цэнэг хуримтлагдаж, конденсатор дээрх хүчдэл нь эх үүсвэрийн хүчдэлтэй тэнцүү болж, хэлхээний гүйдэл бүрэн зогсох болно.
Одоо энийг авъя цэнэглэгдсэнБид конденсаторыг эх үүсвэрээс салгаж, богино холболт хийдэг. Бид юу авах вэ? Гэхдээ практикт адилхан. Эхний мөчид гүйдэл хамгийн их байх бөгөөд конденсатор дээрх хүчдэл өөрчлөгдөөгүй хэвээр байх болно. Өөрөөр хэлбэл, гүйдэл дахин урагшилж, түүний дараа хүчдэл өөрчлөгддөг. Гүйдэл урсах тусам хүчдэл аажмаар буурч эхлэх бөгөөд гүйдэл бүрэн зогсоход мөн тэг болно.
Ялж буй үйл явцын физикийг илүү сайн ойлгохын тулд та дахин нэг удаа ашиглаж болно сантехникийн аналоги. Цэнэглэгдсэн конденсатор нь усаар дүүрэн сав байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Энэ савны ёроолд ус зайлуулах цорго байдаг. Энэ цоргыг нээцгээе. Бид үүнийг онгойлгоход шууд ус урсах болно. Мөн ус урсах тусам савны даралт аажмаар буурах болно. Өөрөөр хэлбэл, конденсатор дахь гүйдэл нь хүчдэлийн өөрчлөлтөөс давж гардаг шиг кранаас урсах ус нь даралтын өөрчлөлтөөс давж гардаг.
Үүнтэй төстэй үндэслэлийг синусоид дохионы хувьд гүйдэл ба хүчдэл нь синусын хуулийн дагуу өөрчлөгдөх үед, мөн ямар ч дохионы хувьд хийж болно. Гол нь ойлгомжтой байх гэж найдаж байна.
Жаахан ууцгаая практик тооцооконденсатороор дамжих хувьсах гүйдэл ба графикийг зурах.
Биднийг синусоид хүчдэлийн эх үүсвэртэй болгоё, үр дүнтэй утга нь 220 В, давтамж 50 Гц. За, өөрөөр хэлбэл бүх зүйл бидний залгууртай яг адилхан байна. -ийн багтаамжтай конденсатор 1 мкФ. Жишээлбэл, кино конденсатор K73-17, хамгийн ихдээ 400 В хүчдэлд зориулагдсан (мөн бага хүчдэлийн конденсаторыг 220 В сүлжээнд хэзээ ч холбож болохгүй), 1 мкФ хүчин чадалтай. Бид юу хийж байгаа талаар ойлголт өгөхийн тулд 3-р зурагт би энэ амьтны зургийг байрлуулсан болно (зураг авсан Даймонд баярлалаа)
Зураг 3 - Энэ конденсатороор дамжих гүйдлийг хайж байна
Энэ конденсатороор ямар гүйдлийн далайц гүйхийг тодорхойлж, гүйдэл ба хүчдэлийн графикийг зурах шаардлагатай.
Эхлээд бид залгуур дахь хүчдэлийн өөрчлөлтийн хуулийг бичих хэрэгтэй. Хэрэв та санаж байвал далайцЭнэ тохиолдолд хүчдэлийн утга нь ойролцоогоор 311 В байна. Яагаад ийм болсон, хаанаас ирсэн, гаралтын хүчдэлийн өөрчлөлтийн хуулийг хэрхэн бичих талаар энэ нийтлэлээс уншиж болно. Бид үр дүнг нэн даруй танилцуулах болно. Тэгэхээр розетка дахь хүчдэл хуулийн дагуу өөрчлөгдөнө
Одоо бид өмнө нь олж авсан томъёог ашиглаж болох бөгөөд энэ нь гаралтын хүчдэлийг конденсатороор дамжих гүйдэлтэй холбох болно. Үр дүн нь иймэрхүү харагдах болно
Бид нөхцөл байдалд заасан конденсаторын багтаамж, хүчдэлийн далайц, сүлжээний хүчдэлийн дугуй давтамжийг ерөнхий томъёонд орлуулсан. Үүний үр дүнд бүх хүчин зүйлийг үржүүлсний дараа бид одоогийн өөрчлөлтийн дараах хуультай болно.
Ингээд л болоо, ноёд оо. Конденсатороор дамжих гүйдлийн далайцын утга 100 мА-аас бага байна. Их үү, бага уу? Асуултыг зөв гэж нэрлэж болохгүй. Олон зуун ампер гүйдэл гарч ирдэг үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжийн стандартаар энэ нь маш бага юм. Тийм ба төлөө гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл, тэнд хэдэн арван ампер нь ховор биш юм - бас. Гэсэн хэдий ч ийм гүйдэл хүртэл хүмүүст маш их аюул учруулдаг! Үүнээс үзэхэд та 220 В сүлжээнд холбогдсон ийм конденсаторыг барьж авах ёсгүй. Гэсэн хэдий ч энэ зарчмаар унтрах конденсатор бүхий цахилгаан хангамж гэж нэрлэгддэг төхөөрөмжийг үйлдвэрлэх боломжтой. За, энэ бол тусдаа нийтлэлийн сэдэв бөгөөд бид үүнийг энд хөндөхгүй.
Энэ бүхэн сайн, гэхдээ бид барих ёстой графикуудаа бараг мартсан. Бид үүнийг яаралтай засах хэрэгтэй! Тиймээс тэдгээрийг Зураг 4, Зураг 5-д үзүүлэв. Зураг 4-т та залгуур дахь хүчдэлийн графикийг ажиглаж болно, 5-р зурагт - ийм залгуурт холбогдсон конденсатороор дамжин гүйдлийн өөрчлөлтийн хуулийг харж болно.
Зураг 4 - Гаралтын хүчдэлийн график
Зураг 5 - Конденсатороор дамжин өнгөрөх гүйдлийн график
Эдгээр зургуудаас харахад гүйдэл ба хүчдэл нь 90 градусаар шилжих ёстой. Магадгүй уншигчдад нэг санаа байгаа байх - хэрэв конденсатороор гүйдэл урсаж, түүгээр бага зэрэг хүчдэл унавал түүгээр ч бас бага зэрэг хүч гарах ёстой. Гэсэн хэдий ч би танд анхааруулж байна - конденсаторын хувьд нөхцөл байдал туйлын байна тийм биш. Хэрэв бид хамгийн тохиромжтой конденсаторыг авч үзвэл гүйдэл урсаж, хүчдэл унасан ч түүн дээр ямар ч хүч гарахгүй. Яагаад? Яаж тэгэх вэ? Үүний тухай - дараагийн нийтлэлүүдэд. Өнөөдрийн хувьд энэ л байна. Уншсанд баярлалаа, амжилт хүсье, дараагийн удаа уулзъя!
Манайд нэгдээрэй
Альтернатор нь синусоид хүчдэл үүсгэдэг. Түлхүүрийг хаах үед хэлхээнд юу болж байгааг харцгаая. Генераторын хүчдэл тэг байх эхний мөчийг бид 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 татахад л хангалттай бөгөөд ус нь нэн даруй зүүн савнаас өндөр даралтын дор хоолойгоор дамжин баруун хоосон сав руу урсана. 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 нь 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, Нөлөөллийн дор Хувьсах гүйдлийн хүчдэлГенератор нь конденсаторыг нэг хугацаанд хоёр удаа цэнэглэж (хугацааны эхний ба гуравдугаар улиралд) 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 конденсаторыг цэнэглэх үед үүссэн цахилгаан талбайн нөлөөн дор туйлширч, конденсатор цэнэггүй болоход 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 шилжүүлэх гүйдэл нь зөвхөн конденсаторын диэлектрик дотор үүсдэг тул хэлхээгээр дамжуулан 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 гүйдлийг тэсвэрлэх чадвартай бөгөөд 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 төхөөрөмжүүдэд 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 илт итгэл үнэмшилтэй байсан ч, цахилгаан- тогтмол ч биш, хувьсах ч 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 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. Конденсаторын 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. Конденсатор бүрэн цэнэглэгдэх 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 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 байх 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 чиглэлд 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.
Конденсаторын талаар маш их зүйл бичсэн, одоо байгаа сая сая үгэнд хэдэн мянган үг нэмэх нь зүйтэй болов уу? Би нэмэх болно! Миний илтгэл хэрэг болно гэдэгт итгэж байна. Эцсийн эцэст үүнийг харгалзан үзэх болно.
Цахилгаан конденсатор гэж юу вэ
Орос хэлээр ярихад конденсаторыг "хадгалах төхөөрөмж" гэж нэрлэж болно. Энэ нь бүр ч ойлгомжтой. Түүгээр ч барахгүй энэ нэрийг манай хэлэнд яг ингэж орчуулдаг. Шилийг мөн конденсатор гэж нэрлэж болно. Зөвхөн энэ нь шингэнийг өөртөө хуримтлуулдаг. Эсвэл цүнх. Тиймээ, цүнх. Энэ нь бас хадгалах төхөөрөмж юм. Тэнд бидний оруулсан бүх зүйл хуримтлагддаг. Цахилгаан конденсатор үүнтэй ямар холбоотой вэ? Энэ нь шил, ууттай адилхан боловч зөвхөн цахилгаан цэнэгийг хуримтлуулдаг.
Зургийг төсөөлөөд үз дээ: цахилгаан гүйдэл нь хэлхээгээр дамжин өнгөрч, резистор ба дамжуулагчууд түүний зам дагуу нийлж, конденсатор (шил) гарч ирнэ. 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 дээгүүр 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 цахилгаан конденсаторуудад тохиолддог. 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?
Сургуульд байхдаа конденсатор бол хоёр хавтан ба тэдгээрийн хоорондох хоосон зайнаас бүрддэг зүйл гэж хэлдэг байсан. Эдгээр ялтсуудыг конденсаторын хавтан гэж нэрлэдэг байсан бөгөөд конденсаторыг хүчдэлээр хангахын тулд тэдгээрт утсыг холбосон. Тиймээс орчин үеийн конденсаторууд нь тийм ч их ялгаатай биш юм. Тэд бүгд ялтсуудтай бөгөөд ялтсуудын хооронд диэлектрик байдаг. Диэлектрик байгаа тул конденсаторын шинж чанар сайжирсан. Жишээлбэл, түүний хүчин чадал.
Орчин үеийн конденсаторууд нь янз бүрийн төрлийн диэлектрикуудыг ашигладаг (доорх талаар дэлгэрэнгүй), тодорхой шинж чанарыг олж авахын тулд конденсаторын ялтсуудын хооронд чихмэл байдаг.
Үйл ажиллагааны зарчим
Үйл ажиллагааны ерөнхий зарчим нь маш энгийн: хүчдэлийг хэрэглэж, 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 нэвтрүүлэхийг 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, хэрэв конденсатор бүхий хэлхээгээр хувьсах гүйдэл гүйвэл 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 сэнсний хооронд мембран хэлбэрээр байрлуулж, юу өөрчлөгдөхийг шинжье.
Юу ч өөрчлөгдөхгүй юм шиг байна. Шингэн нь хэлбэлзэлтэй хөдөлгөөн хийдэгтэй адил, сэнс нь үүнээс болж хэлбэлздэгтэй адил үргэлжлүүлэн хэлбэлзэх болно. Энэ нь бидний мембран нь хувьсах урсгалд саад болохгүй гэсэн үг юм. Цахим конденсаторын хувьд ч мөн адил байх болно.
Баримт нь гинжин хэлхээнд ажилладаг электронууд конденсаторын ялтсуудын хоорондох диэлектрикийг (мембран) гаталдаггүй ч конденсаторын гаднах хөдөлгөөн нь хэлбэлзэлтэй (нааш, нааш) байдаг. 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 харах шаардлагатай 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 хүч чадлыг гаргахгүй, халаахгүй байх явдал юм! Тиймээс энэ нь заримдаа резистор утаа гарах үед хүчдэлийг багасгахад ашиглагддаг. Жишээлбэл, сүлжээний хүчдэлийг 220 В-оос 127 В хүртэл бууруулах. 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 байгаа эсэх нь шууд тодорхой болсон тул надад таалагдаж байна хувьсах конденсатор, ямар төрлийн байнгын конденсаторууд байдаг ба нийтлэг конденсаторуудад ямар диэлектрик ашигладаг. 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 50 В хүртэлх хүчдэлтэй керамик конденсаторуудыг олох болно.
Үнэнийг хэлэхэд, тэднийг одоо суллаж байгаа эсэхийг би мэдэхгүй. Гэхдээ өмнө нь гялтгануурыг ийм конденсаторуудад диэлектрик болгон ашигладаг байсан. Конденсатор нь өөрөө нэг багц гялтгануур хавтангаас бүрдэх бөгөөд тус бүр дээр ялтсуудыг хоёр талдаа нааж, дараа нь ийм ялтсуудыг "багц" болгон цуглуулж, хайрцагт хийжээ.
Тэд ихэвчлэн хэдэн мянгаас хэдэн арван мянган пикофорадын хүчин чадалтай байсан бөгөөд 200 В-оос 1500 В хүртэлх хүчдэлийн мужид ажилладаг байв.
Цаас конденсатор
Ийм конденсаторууд нь диэлектрикийн хувьд конденсаторын цаас, хавтан хэлбэрээр хөнгөн цагаан туузтай байдаг. Хөнгөн цагаан тугалган цаасны урт туузыг хооронд нь хавчуулсан цаасыг өнхрүүлж, орон сууцанд хийнэ. Энэ л башир арга юм.
Ийм конденсаторууд нь олон мянган пикофорадаас 30 микрофорад хүртэлх хүчин чадалтай бөгөөд 160-1500 В хүчдэлийг тэсвэрлэх чадвартай.
Тэднийг одоо аудиофилууд үнэлдэг гэсэн цуу яриа байдаг. Би гайхсангүй - тэд бас нэг талт дамжуулагч утастай ...
Зарчмын хувьд диэлектрикийн хувьд полиэфир бүхий энгийн конденсаторууд. 50 В-оос 1500 В хүртэл ажиллах хүчдэлд багтаамжийн хүрээ нь 1 nF-ээс 15 мФ хүртэл байна.
Энэ төрлийн конденсаторууд нь маргаангүй хоёр давуу талтай. Нэгдүгээрт, тэдгээрийг зөвхөн 1% -ийн маш бага хүлцэлтэйгээр хийж болно. Тиймээс, хэрэв энэ нь 100 pF гэж хэлбэл түүний багтаамж нь 100 pF +/- 1% байна. Хоёр дахь нь тэдний ажиллах хүчдэл 3 кВ хүртэл (ба багтаамж нь 100 пФ-аас 10 мФ хүртэл) хүрч чаддаг.
Электролитийн конденсатор
Эдгээр конденсаторууд нь зөвхөн шууд эсвэл импульсийн гүйдлийн хэлхээнд холбогдох боломжтой гэдгээрээ бусад бүх конденсаторуудаас ялгаатай. Тэд туйлтай. Тэдэнд нэмэх ба хасах тал бий. Энэ нь тэдний дизайнтай холбоотой юм. Хэрэв ийм конденсаторыг урвуугаар асаавал энэ нь хавдах болно. Өмнө нь тэд хөгжилтэй, гэхдээ аюултай байдлаар дэлбэрчээ. Хөнгөн цагаан, танталаар хийсэн электролитийн конденсаторууд байдаг.
Хөнгөн цагааны электролитийн конденсаторууд нь бараг цаасан конденсатор шиг бүтээгдсэн бөгөөд цорын ганц ялгаа нь ийм конденсаторын ялтсууд нь цаас, хөнгөн цагаан тууз юм. Цаасыг электролитээр шингээж, диэлектрикийн үүрэг гүйцэтгэдэг хөнгөн цагаан туузан дээр нимгэн исэл давхаргыг хэрэглэнэ. Хэрэв та ийм конденсаторт ээлжит гүйдэл хэрэглэх эсвэл гаралтын туйлшрал руу буцаавал электролит буцалж, конденсатор ажиллахгүй болно.
Электролитийн конденсаторууд нь нэлээд том хүчин чадалтай тул жишээлбэл, Шулуутгагч хэлхээнд ихэвчлэн ашиглагддаг.
Энэ л байх. Тайлбарын ард поликарбонат, полистирол болон бусад олон төрлийн диэлектрик бүхий конденсаторууд үлдсэн байна. Гэхдээ энэ нь илүүц байх болно гэж би бодож байна.
Үргэлжлэл бий...
Хоёрдугаар хэсэгт би конденсаторын ердийн хэрэглээний жишээг харуулахаар төлөвлөж байна.
