Învinuire și de descărcare de gestiune condensator

Pentru a încărca condensator, este necesar să-l includă în circuitul de curent continuu. Fig. 1 prezintă o diagramă a unui condensator de încărcare. Condensatorul C este conectat la bornele generatorului. Cu cheia de ajutor poate fi închis sau deschis circuitul. Considerăm în detaliu procesul de încărcare condensator.

Generatorul are o rezistență internă. La închiderea comutatorului condensator încărcat la o tensiune între electrozi egal cu e. d. a. Generator: Uc = E. Această linie conectată la borna pozitivă a generatorului primește o sarcină pozitivă (+ q), iar a doua placă primește o sarcină negativă (-q) egal în mărime. Cantitatea de încărcare q este direct proporțională cu capacitatea C și tensiunea peste plăcile sale: q = Cuc

P IS. 1. Circuitul de încărcare condensator

Pentru a încărca plăcile condensatorului, este necesar ca unul dintre ei este dobândit, iar celălalt a pierdut un anumit număr de electroni. Transferul de electroni de la un electrod la altul are loc printr-un circuit de forță electromotoare externă a generatorului, iar procesul de mutare a taxelor de-a lungul lanțului nu este nimic, ca un curent electric numit capacitiv de încărcare taxa de curent I.

Încărcarea fluxurilor de curent în Înălțați de obicei câteva miimi de secundă, atâta timp cât tensiunea condensator atinge o valoare egală cu e. d. a. Generator. Graficul tensiunii crește pe plăcile condensatorului în procesul de încărcare prezentat în Fig. 2a, care arată că tensiunea Uc crește lin, rapid la început și apoi mai încet, până când acesta este egal cu e. d. a. Generatorul E. După aceea, tensiunea pe condensator rămâne constantă.

Fig. 2. Graficele de tensiune și curent în timpul încărcării condensatorului

Atâta timp cât condensatorul este încărcat, curentul de încărcare curge prin circuit. Programarea unui curent de încărcare prezentat în Fig. 2b. La momentul inițial curent de încărcare este cel mai mare, deoarece ei tensiunea condensatorului este încă zero, iar prin legea lui Ohm taxa IO = E / R i. deoarece întregul e. d. a. Generatorul este aplicat la o rezistență R i.

Deoarece condensatorul este încărcat, adică. E. Creșterea stresului pe ea, pentru curent de încărcare scade. Atunci când stresul pas condensator este deja disponibil, căderea de tensiune pe rezistența va fi egală cu diferența dintre e. d. a. generatorului și tensiunea la bornele condensatorului, adică egal cu E - .. U s. Prin urmare, taxa i = (E-Uc) / R i

Acest lucru arată că, odată cu creșterea i Uc scade taxa și Uc = E curentul de încărcare devine zero.

Despre legea lui Ohm pentru detalii vezi aici: legea lui Ohm pentru subcircuit

Durata procesului de încărcare a condensatorului depinde de două măreție:

1) de la generatorul intern de rezistență R i.

2) a condensatorului C.

Fig. 2 prezintă grafice curenții inteligente pentru condensator 10 microfarazi: Curba 1 corespunde procesului de încărcare a generatorului cu e. d. a. E = 100 V și cu R rezistența internă i = 10 ohmi, curba 2 corespunde procesului de taxa de la generator cu același e. . D s, dar cu o rezistență internă mai mică: R i = 5 ohmi.

Din compararea acestor curbe arată că mai mică rezistența internă a generatorului de curent de putere asieta la momentul inițial, mai mult, și, prin urmare, procesul de încărcare este mai rapid.

Fig. 2. Graficele de încărcare curenții la diferite rezistențe

Fig. 3 prevede grafice care compară curenții de încărcare în timpul încărcării de la același generator de e. d. a. E = 100 V și rezistența R internă i = 10 ohm doi condensatori de diferite capacitate 10 microfarazi (curba 1) și 20 microfarazi (curba 2).

Magnitudinea inițială de încărcare IO curent = încărcare E / Ri = 100/10 = 10 A este aceeași pentru ambele condensatoare, din cauza mai mare capacitate de condensator se acumulează o cantitate mai mare de energie electrică, curentul de încărcare ar trebui să treacă mai mult și procesul său de încărcare este mai lungă.

Fig. 3. Graficele de încărcare curenți la diferite recipiente

Dezactivați condensatorul încărcat de la generator și atașați plăcile la rezistența sa.

Pe plăcile condensatorului are o tensiune U s, deci un circuit închis fluxurile de curent, numit bit curent de scurgere capacitiv i.

Fluxurile curente de la electrodul pozitiv al condensatorului prin rezistență la electrodul negativ. Aceasta corespunde tranziției în exces a electronilor de la electrodul negativ la pozitiv, în cazul în care acestea lipsesc. Procesul vine la un număr de cadre până potențialele ambii electrozi sunt egale, adică, potențialul devine diferența între acestea egală cu zero: .. Uc = 0.

Fig. 4, o scădere de tensiune grafic care arată pe condensator în timpul descărcării valorii Uc = 100 V la zero, tensiunea scade rapid la început și apoi mai lent.

Fig. 4b prezintă un grafic de descărcare în schimbările actuale. Puterea curentului de descărcare depinde de valoarea rezistenței R și legea lui Ohm i bit = Uc / R

Fig. 4. Graficele de tensiune și curent atunci când condensator de descărcare

La momentul inițial, când tensiunea PA mari plăcile condensatorului, intensitatea curentului de descărcare este de asemenea cea mai mare, și scade odată cu scăderea Uc și curentul de evacuare în timpul descărcării. Uc = 0 Când curentul de descărcare se oprește.

Durata de descărcare depinde de:

1) a condensatorului C

2) magnitudinea condensatorului R. rezistență este descărcată.

Cea mai mare rezistența R. descărcare se va produce mai lent. Acest lucru se datorează faptului că, atunci când o forță de rezistență mare a curentului de descărcare este mic, iar cantitatea de încărcare de pe plăcile condensatorului este redusă lent.

Acest lucru poate fi demonstrat în graficele ale curentului de descărcare de același condensator având o capacitate de 10 microfarazi și încărcat la o tensiune de 100 V pentru două valori diferite ale rezistenței (Figura 5.) Curba 1 - la R = 40 ohmi, i orazr = Uc on / R = 100/40 = 2,5 A și curba 2 - la 20 ohmi i orazr = 100/20 = 5 A.

Fig. 5. Graficele curenti de descarcare, la diferite rezistențe

Descarcarea este mai lent și în cazul în care capacitatea este mare. Se pare că acest lucru se datorează faptului că, atunci când o capacitate mai mare de pe plăcile condensatorului au o cantitate mai mare de energie electrică (taxa mai mult) și o perioadă mai lungă de timp, se va lua pentru a drena taxa. Acest lucru arată clar grafice ale curenților de descărcare pentru capacitate Raina două condensatoare încărcate la aceeași tensiune de 100 V și descărcarea cu rezistență R = 40 ohmi (curba 1 din Fig. 6. - Pentru 10 condensator microfarazi și curba 2 - în paralel cu condensatorul 20 ICF).

Fig. 6. Graficele curenti de descarcare la diferite recipiente

Printre procedeele de mai sus se poate concluziona că, în circuitul cu curentul condensator curge numai în timpul încărcării și descărcării când tensiunea pe plăcile variază.

Motivul este că, atunci când valoarea tensiunii de modificare a taxei pe plăcile, iar acest lucru necesită deplasarea de-a lungul lanțului de încărcare, de ex., E. Lanțul trebuie să treacă un curent electric. Un condensator încărcat nu trece curent DC ca dielectric între plăcile sale se deschide circuitul.

În procesul de încărcare a energiei de magazine de condensatoare, la primirea acestuia de la generator. Când descărcarea condensatorului câmp electric toată energia este transformată în energie termică, adică. E. Se merge la căldură rezistență, prin care este descărcat condensatorul. Cu cât mai mare capacitate și tensiunea peste plăcile sale, cu atât mai mare energia condensatorului câmp electric. Energia posedată de un condensator C încărcat la o tensiune de U, este egală cu: W = W c = C U 2/2

Exemplu. Condensatorul C = 10 pF este încărcat până la o tensiune de U = 500 V. Se determină energia care este eliberată într-o regulă de rezistență la căldură, prin care este evacuat condensatorul.

Decizie. Pe parcursul întregului condensator de energie stocată de descărcare merge în căldură. Prin urmare, W = W c = C 2 U / 2 = (10 x 10 -6 x 500) / 2 = 1.25 jouli.