Расчёт реактивного сопротивления

Реактивное сопротивление катушки индуктивности.

Когда в катушке протекает переменный ток I, магнитное поле, в свою очередь, создает ЭДС, которая предотвращает изменение тока.
При увеличении тока ЭДС отрицательна и препятствует увеличению тока, при уменьшении — положительна и препятствует его уменьшению, тем самым обеспечивая сопротивление изменению тока в течение всего периода.

В результате созданного противодействия на выводах индуктора в противофазе образуется напряжение U, подавляющее равную ей по амплитуде и противоположного знака ЭДС.

Когда ток проходит через ноль, амплитуда ЭДС достигает максимального значения, что формирует временную разницу между током и напряжением в 1/4 периода.

Если к клеммам катушки индуктивности приложено напряжение U, ток не может начаться мгновенно из-за сокращения ЭДС, равной -U, поэтому ток в катушке индуктивности всегда будет отставать от напряжения на угол 90 °. Задержанный сдвиг тока называется положительным.

Запишем выражение для мгновенного значения напряжения u на основе ЭДС (ε), которое пропорционально индуктивности L и скорости изменения тока: u = -ε = L (di / dt).
Отсюда мы выражаем синусоидальный ток
.

Интеграл функции sin (t) будет -cos (t) или равной функцией sin (t-π / 2).
Дифференциал dt функции sin (ωt) выходит из знака интеграла для множителя 1 / ω.
Следовательно, получаем выражение для мгновенного значения тока
со смещением от функции напряжения на угол / 2 (90°).
Для эффективных значений U и I в этом случае можно написать
.

Следовательно, имеем зависимость синусоидального тока от напряжения по закону Ома, где в знаменателе вместо R выражение ωL, которое представляет собой реактивное сопротивление:

Реактивное сопротивление катушек индуктивности называется индуктивным.

Реактивное сопротивление конденсатора.

Электрический ток в конденсаторе — это часть или комбинация процессов зарядки и разрядки — накопление и выделение энергии электрическим полем между его пластинами.

В цепи переменного тока конденсатор будет заряжаться до определенного максимального значения, пока ток не изменится на противоположное. Следовательно, в моменты пикового значения напряжения на конденсаторе ток в нем будет нулевым. Следовательно, напряжение на конденсаторе и ток всегда будут иметь разницу во времени в четверть периода.

В результате ток в цепи будет ограничиваться падением напряжения на конденсаторе, которое создает реактивное сопротивление переменного тока, обратно пропорциональное скорости изменения тока (частоты) и емкости конденсатора.

Если к конденсатору приложить напряжение U, ток сразу же начнется с максимального значения, а затем уменьшится до нуля. В этот момент напряжение на его выводах увеличится от нуля до максимума. В результате напряжение на синфазных пластинах конденсатора отстает от тока на угол 90 °. Этот сдвиг называется отрицательным.

Ток в конденсаторе является производной функцией его заряда i = dQ / dt = C (du / dt).
Производная sin (t) будет cos (t) или равной ей функцией sin (t + π / 2).
Итак, для синусоидального напряжения u = Uampin (ωt) запишем выражение для мгновенного значения тока следующим образом:

i = UampωCsin (ωt + π / 2).

Следовательно, мы выражаем связь между эффективными значениями
.

Закон Ома гласит, что 1 / ωC есть не что иное, как реактивное сопротивление для синусоидального тока:

В технической литературе реактивное сопротивление конденсатора часто называют емкостным. Его можно использовать, например, при организации емкостных делителей в цепях переменного тока.

Применение на практике

Свойства конденсатора используются в конструкции различных фильтров. Действие емкостного сопротивления в этом случае зависит от способа подключения детали:

• Если его подключить параллельно нагрузке, вы получите фильтр, который отбрасывает высокие частоты. По мере их роста сопротивление конденсатора уменьшается. В результате нагрузка на высоких частотах отклоняется больше, чем на низких частотах.
• Если деталь соединена последовательно с нагрузкой, получается фильтр низких частот. Эта схема также не допускает прохождения постоянного напряжения.
• Еще одна область применения — отделение переменной составляющей от постоянной. Например, в финальных каскадах усилителей звука. Чем выше мощность, тем более низкую частоту может воспроизводить подключенный динамик.

В силовых фильтрах наряду с емкостным сопротивлением также используется свойство накопления и высвобождения заряда. В момент увеличения нагрузки емкость заряженного фильтра разряжается, обеспечивая дополнительную энергию. Он также подавляет пульсации и другие паразитные сигналы, пропуская их через себя и замыкаясь на общий поток. Таким образом обеспечивается сглаживание и поддержание напряжения на нагрузке в заданных пределах, а также устранение нежелательных межкаскадных соединений, вызывающих нестабильную работу.

Измерение сопротивления конденсаторов.

Катушка индуктивности в цепи переменного тока

Теперь возьмем индуктивность вместо конденсатора:

Выполняем все те же операции, что и конденсатор. Посмотрим на осциллограммы в цепи с индуктором:

Если вы помните, у нас получилась такая осциллограмма в цепи с конденсатором:

Вы видите разницу? На катушке индуктивности ток отстает от напряжения на 90 градусов, на P / 2 или, как говорится, на четверть периода (весь период у нас 2P или 360 градусов).

Хорошо хорошо хорошо…. Собираемся с мыслями. То есть в цепи с синусоидальным переменным током ток на конденсаторе опережает напряжение на 90 градусов, а на катушке индуктивности ток отстает от напряжения на 90 градусов? Ты прав.

Почему ток катушки отстает от напряжения?

Не будем углубляться в различные физические процессы и формулы, просто предположим, что сила тока не может резко увеличиваться на индукторе. Для этого проведем простой эксперимент. Как и в случае с конденсатором, мы резко подадим напряжение на катушку индуктивности и посмотрим, что случилось с силой тока.

Как видно, при сильном питающем напряжении катушки ток не имеет тенденции к такому резкому увеличению, а постепенно увеличивается, а точнее по экспоненте.

Напомним, как было с конденсатором:

Все с точностью до наоборот! Можно также сказать, что катушка — полная противоположность конденсатора 😉

И напоследок давайте себе частоту:

240 килогерц

34 килогерца

17 килогерц

10 килогерц

Производство?

По мере уменьшения частоты ток через катушку увеличивается.

Емкостное сопротивление конденсатора формула расчёта и последовательность соединения в цепи

Емкостное сопротивление конденсатора: величина, измеряемая в омах, создается непосредственно самим конденсатором, который включен в любую цепь. Он должен быть большим, то есть большим.

Если они питаются от переменного тока, в устройстве происходят процессы зарядки и последующей разрядки. Последнее происходит по запросу сети. Когда электрический ток включен, напряжение будет 0.

При этом само устройство начнет заряжаться, поэтому значение его напряжения будет постепенно увеличиваться. При необходимости при достижении максимального заряда конденсатор разряжается.

В статье, посвященной расчету сопротивления конденсатора, представлена ​​вся информация о процессе, о том, как происходит заряд-разряд. В качестве бонуса есть интересный загружаемый материал по теме и видео в конце статьи.

Формула сопротивления конденсатора.

Формула сопротивления

Формула вместимости отображается следующим образом:

• Сначала необходимо рассчитать угловую частоту. Для этого частоту тока, протекающего по цепи (в герцах), необходимо умножить на удвоенное число «пи».
• Затем полученное число нужно умножить на емкость конденсатора в фарадах.

Чтобы получить значение емкости в омах, разделите единицу на число, полученное умножением угловой частоты на емкость.

Из этой формулы следует, что чем больше емкость конденсатора или частота переменного тока, тем меньше его сопротивление. Когда частота равна нулю (постоянный ток), емкостное сопротивление станет бесконечно большим.

Очень большой конденсатор будет проводить ток в широком диапазоне частот.

Применение на практике

Свойства конденсатора используются в конструкции различных фильтров. Действие емкостного сопротивления в этом случае зависит от способа подключения детали:

• Если его подключить параллельно нагрузке, вы получите фильтр, который отбрасывает высокие частоты. По мере их роста сопротивление конденсатора уменьшается. В результате нагрузка на высоких частотах отклоняется больше, чем на низких частотах.
• Если деталь соединена последовательно с нагрузкой, получается фильтр низких частот. Эта схема также не допускает прохождения постоянного напряжения.
• Еще одна область применения — отделение переменной составляющей от постоянной. Например, в финальных каскадах усилителей звука. Чем выше мощность, тем более низкую частоту может воспроизводить подключенный динамик.

В силовых фильтрах наряду с емкостным сопротивлением также используется свойство накопления и высвобождения заряда. В момент увеличения нагрузки емкость заряженного фильтра разряжается, обеспечивая дополнительную энергию.

Он также подавляет пульсации и другие паразитные сигналы, пропуская их через себя и замыкаясь на общий поток.

Таким образом обеспечивается сглаживание и поддержание напряжения на нагрузке в заданных пределах, а также устранение нежелательных межкаскадных соединений, вызывающих нестабильную работу.

Измерение сопротивления конденсаторов.

Характеристики прибора

Самая важная особенность запоминающего устройства — это его емкость. Время зарядки зависит от этого, когда устройство подключено к источнику питания. Время разряда напрямую связано со значением сопротивления нагрузки: чем оно выше, тем быстрее происходит процесс возврата накопленной энергии. Эта способность определяется следующим выражением:

C = E * Eo * S / d, где E — относительная диэлектрическая проницаемость среды (эталонное значение), S — площадь пластин, d — расстояние между ними. Помимо емкости, конденсатор характеризуется рядом параметров, таких как:

• удельная емкость — определяет соотношение емкости и массы диэлектрика;
• рабочее напряжение — номинальное значение, которое может выдержать устройство при приложении к пластинам элементов;
• температурная стабильность — диапазон, в котором емкость конденсатора практически не меняется;
• сопротивление изоляции — характеризуется саморазрядом устройства и определяется током утечки;
• эквивалентное сопротивление — складывается из потерь, образующихся на выводах устройства и в диэлектрическом слое;
• абсорбция — процесс появления разности потенциалов на пластинах после разрядки прибора до нуля;
• емкостное сопротивление — снижение проводимости при подаче переменного тока;
• полярность — из-за физических свойств материала, используемого при изготовлении, конденсатор может правильно работать только в том случае, если на пластины приложен потенциал с определенным знаком;
• эквивалентная индуктивность — паразитный параметр, который появляется на контактах устройства и превращает конденсатор в колебательный контур.

Таблицы максимальных значений емкости.

Импеданс элемента

Общее сопротивление конденсатора (импеданс) переменному сигналу состоит из трех составляющих: емкостного, резистивного и индуктивного сопротивления. Все эти значения необходимо учитывать при проектировании схем, содержащих элемент памяти. В противном случае в электрической цепи с соответствующим трубопроводом конденсатор может вести себя как индуктивность и находиться в резонансе.

Общее сопротивление элемента выражается формулой Z = (R2 + (Xl-Xc) 2) ½, где

• XL — индуктивность;
• Xc — емкость;
• R — активный компонент.

Последняя возникает из-за появления электродвижущей силы (ЭДС) самоиндукции. Непостоянство тока приводит к изменению магнитного потока, что сохраняет постоянным ток самоиндукции ЭДС.

Это значение определяется индуктивностью L и частотой циркулирующих зарядов W. Xl = wL = 2 * p * f * L. Xc — емкостное сопротивление, зависящее от емкости C и от частоты тока f.

Xc = 1 / wC = ½ * p * f * C, где w — угловая частота.

Материал в теме — все про переменный конденсатор.

Разница между емкостными и индуктивными значениями называется реактивным сопротивлением конденсатора: X = Xl-Xc. По формулам видно, что с увеличением частоты f сигнала индуктивное значение начинает преобладать, при уменьшении емкостного значения. Следовательно, если:

• X> 0, элемент обладает индуктивными свойствами;
• X = 0, в резервуаре присутствует только активное значение;
• X <0, в элементе появляется емкостное сопротивление.

Активное сопротивление R связано с потерями мощности, преобразованием ее электрической энергии в тепло. Реактивный — с обменом энергии между переменным током и электромагнитным полем. Следовательно, импеданс можно найти по формуле Z = R + j * X, где j — мнимая единица.

Пример расчёта

Емкостное и индуктивное реактивные сопротивления являются реактивными, то есть такими, которые не потребляют энергию. Следовательно, закон Ома для участка цепи с емкостью имеет вид I = U / Xc, где ток и напряжение указывают действующие значения.

именно поэтому конденсаторы используются в схемах для разделения не только постоянного и переменного токов, но также низких и высоких частот. В этом случае, чем меньше емкость, тем выше частота, по которой может проходить ток.

Если активный резистор подключен последовательно к конденсатору, полное сопротивление цепи составляет Z = (R 2 + Xc 2) ½.

При решении задачи можно рассмотреть практическое применение формул. Пусть — RC-цепь, состоящая из емкости C = 1 мкФ и сопротивления R = 5 кОм. Необходимо найти полное сопротивление этой секции и ток цепи, если частота сигнала f = 50 Гц, а амплитуда U = 50 В.

Читать: Все об электролитических конденсаторах.

• В первую очередь необходимо определить сопротивление конденсатора в цепи переменного тока на заданной частоте. Подставляя данные в формулу, получаем, что для частоты 50 Гц сопротивление будет
• Xc = 1 / (2 * p * F * C) = 1 / (2 * 3,14 * 50 * 1 * 10 −6) = 3,2 кОм.
• По закону Ома ток можно найти: I = U / Xc = 50/3200 = 15,7 мА.

Напряжение считается переменным по закону синуса, поэтому: U (t) = U * sin (2 * p * f * t) = 50 * sin (314 * t). Следовательно, ток будет I (t) = 15,7 * 10 -3 + sin (314 * t + p / 2). Используя полученные результаты, можно построить график тока и напряжения на этой частоте. Полное сопротивление участка цепи находим Z = (50002 + 32002) ½ = 5,936 Ом = 5,9 кОм.

Как смотреть силу тока в цепи через осциллограф

Чем резистор отличается от катушки индуктивности и конденсатора? Понятно, что функции выполнены, но это еще не все. Итак, давайте посмотрим на простейшую схему во всей электронике:

На схеме мы видим генератор частоты и резистор.

А также цифровой осциллограф:

С его помощью мы будем наблюдать за напряжением и током  .

Какие?

Сила тока?

Но разве осциллограф не предназначен для наблюдения за формой волны напряжения? Как мы увидим текущую форму волны? И все оказывается просто). Для этого достаточно запомнить правило шунтирования.

Кто не помнит — напомню. У нас есть обычный резистор:

Что произойдет, если через него протечет электрический ток?

На концах резистора у нас будет падение напряжения. То есть, если измерить мультиметром напряжение на его концах, мультиметр покажет значение в вольтах

А теперь главный вопрос: от чего зависит падение напряжения на резисторе? Закон Ома снова вступает в силу для участка цепи: I = U / R. Итак, U = IR. Мы видим зависимость от номинала самого резистора и от тока, протекающего в этот момент в цепи. Ты слышишь? ОТ СИЛЫ ТОКА! Так почему бы не воспользоваться таким замечательным свойством и не понаблюдать за силой тока через падение напряжения на самом резисторе? Ведь номинал резистора постоянный и почти не меняется при изменении тока 😉

Пример расчета емкостного сопротивления

Для расчета вам понадобится большая часть перечисленных физических величин. Они указаны на схеме и, в качестве примера, имеют следующие значения:

• частота f = 50 Гц (типовая домашняя сеть);
• емкость C = 33 нФ = 0,00000033 Ф = 3,3 * 10-8 Ф;

Пример диаграммы

Реагент будет рассчитан по приведенной выше формуле:

Xc = 1 / (2pfC).

В этом случае сопротивление конденсатора в цепи переменного тока составляет 96,5 кОм. Если записать все расчеты, получится следующее.

Пример расчета

Сама формула проста. Однако для выполнения вычислений необходимы знания школьного курса алгебры, т.е умение работать со степенями, дробями и другими алгоритмами в математике. На практике есть смысл немного схитрить. Чтобы каждый раз не отгораживать сложные вычисления, можно воспользоваться одним из онлайн-калькуляторов из Интернета. Такие ресурсы позволяют произвести сложный расчет и узнать некоторые другие параметры цепочки.

О реальном конденсаторе

Настоящий конденсатор имеет одновременно два резистора: активный и емкостной. Их следует считать включенными в серию.

Напряжение, подаваемое генератором на активный резистор, и ток, протекающий через активный резистор, находятся в фазе.

Напряжение, прикладываемое генератором к емкостному резистору, и ток, протекающий через емкостной резистор, сдвинуты по фазе на 90. Результирующее напряжение, приложенное генератором к конденсатору, можно определить по правилу параллелограмма.

На активном сопротивлении напряжение Uакт и ток I совпадают по фазе. На емкостном сопротивлении напряжение Uc отстает от тока I на 90. Результирующее напряжение, подаваемое генератором на конденсатор, определяется по правилу параллелограмма. Это результирующее напряжение отстает от тока I на угол, всегда меньше 90 .

Конденсатор в цепях электрического тока

Итак, мы более-менее разобрались, что такое конденсатор, но как устроен этот элемент, еще толком не разобрали.

Цепь постоянного тока

Проще говоря, конденсатор, или «кондер», как его обычно называют, представляет собой небольшой элемент, который, как и батарея, способен накапливать в себе определенный заряд, который готов к разрядке за несколько долей секунды

Интересно знать! В отличие от батареи, в конденсаторе нет источника электромагнитных полей.

Чтобы проводник разрядился, он должен замкнуть контакты напрямую или через цепь. Вроде бы все понятно, а вот как протекает ток в конденсаторе при подключении к сети.

• Начнем с постоянного тока и проведем небольшой эксперимент. Для этого нам понадобится сам конденсатор, источник постоянного тока на 12 Вольт и лампочка с проводами, даже на 12 Вольт.

Все элементы собраны в цепочку

• Соединяем все это вместе, как показано на фото выше, и видим, что ничего не происходит — свет не горит.

Подключение байпаса конденсатора

• Модифицируем положение «крокодила», чтобы позволить току обходить конденсатор. И тут! Свет горит! Почему это происходит?
• все просто, просто помните, что ток течет через конденсатор только тогда, когда он заряжается и разряжается, а напряжение всегда будет отставать от тока.
• Разряженный конденсатор похож на короткое замыкание в цепи: при подключении к источнику напряжения в первый момент нет напряжения, но есть ток, который в этот момент максимальный (вот и задержка).
• Ток протекает через конденсатор и начинает накапливать заряд, увеличивая его внутреннее напряжение, пока оно не совпадет с напряжением источника питания, и конденсатор не заполнит всю свою емкость.
• В этот момент ток перестает течь, и, поскольку конденсатор не может быть разряжен, лампа в результате не загорится.
• Этот процесс можно сравнить с водяной системой в виде сообщающегося сосуда, разделенного заслонкой, при этом одна часть пуста, а другая полна. Уберите препятствие, и вода будет стекать во второй сосуд до тех пор, пока давления не выровняются, то есть давление не упадет до нуля.
• Что произойдет, если конденсатор отключится от цепи и закорочен? Да все так же! Сначала ток будет максимальным при постоянном напряжении. Ток будет продолжаться, а напряжение будет следовать за ним, пока весь заряд не разрядится.
• Опять же, например, возьмем систему водоснабжения, состоящую из полного бака, который будет играть роль конденсатора, и крана на нем, через который можно будет сливать воду. Он открывает кран, и мы видим, что вода сразу начала течь, а давление (напряжение) будет постепенно уменьшаться по мере опорожнения емкости.

Такие же схемы характерны и для синусоидального тока, о котором мы сейчас и поговорим.

Примеры расчетов

Расчет реактивного сопротивления конденсатора 910пикофарад на частоте 1,1 мегагерца

Расчет реактивного сопротивления конденсатора 4,3 пикофарада на частоте 5,1 мегагерц

Расчет реактивного сопротивления конденсатора 5,1 пикофарад на частоте 6,2 мегагерца

Расчет реактивного сопротивления конденсатора 300 пикофарад на частоте 360 мегагерц

Расчет реактивного сопротивления конденсатора 1,2 нФ на частоте 1,5 килогерц

Расчет реактивного сопротивления конденсатора 8,2 нФ на частоте 10 килогерц

Расчет реактивного сопротивления конденсатора 1,3 пФ на частоте 1,6 мегагерц

Расчет реактивного сопротивления конденсатора емкостью 390 фарад на частоте 470 килогерц

Расчет реактивного сопротивления конденсатора емкостью 1нофарад на частоте 1,2 килогерц

Расчет реактивного сопротивления конденсатора 43 пикофарад на частоте 51 мегагерц

Вас могут заинтересовать и другие калькуляторы из группы «Электротехнические и радиотехнические калькуляторы»:

Калькулятор резистивно-емкостной цепи

Калькулятор сопротивления параллельно

Калькулятор параллельной индуктивности

Калькулятор емкости последовательного конденсатора

Калькулятор импеданса индуктора

Калькулятор взаимной индукции

Калькулятор взаимной индуктивности параллельная индуктивность

Калькулятор взаимной индукции — последовательное соединение индукторов

Калькулятор импеданса параллельной RC-цепи

Калькулятор импеданса параллельной LC-цепи

Калькулятор импеданса параллельной цепи RL

Калькулятор импеданса параллельного RLC

Калькулятор импеданса серии RC

Калькулятор импеданса серии LC

Калькулятор импеданса серии RL

Калькулятор импеданса последовательного RLC

Калькулятор батареи

Калькулятор литий-полимерных батарей для дронов

Калькулятор индуктивности однослойной катушки

Калькулятор индуктивности плоской катушки для устройств радиочастотной идентификации (RFID) и беспроводной связи ближнего радиуса действия (NFC)

Калькулятор для расчета параметров коаксиальных кабелей

Светодиодный калькулятор. Расчет ограничивающих резисторов для одиночных светодиодов и светодиодных матриц

Калькулятор цветовой маркировки резисторов

Калькулятор максимальной дальности действия РЛС

Калькулятор зависимости однозначной дальности определения дальности действия РЛС от периода следования импульсов

Калькулятор радара горизонта и прямой видимости

Калькулятор радиогоризонта

Калькулятор эффективной площади антенны

Симметричный вибратор

Частота паразитных субгармоник (наложения спектров) для выборки

Калькулятор мощности постоянного тока

Калькулятор мощности переменного тока

Калькулятор преобразования ВА в ватты

Калькулятор мощности трехфазного переменного тока

Калькулятор для преобразования алгебраической формы комплексного числа в тригонометрическую

Калькулятор гармонических искажений

Калькулятор закона Ома и Джоуля — Ленца

Калькулятор времени передачи данных

Калькулятор внутреннего сопротивления батареи или аккумулятора

Калькуляторы Электрические и радио калькуляторы

Характеристики прибора

Самая важная особенность запоминающего устройства — это его емкость. Время зарядки зависит от этого, когда устройство подключено к источнику питания. Время разряда напрямую связано со значением сопротивления нагрузки: чем оно выше, тем быстрее происходит процесс возврата накопленной энергии. Эта способность определяется следующим выражением:

C = E * Eo * S / d, где E — относительная диэлектрическая проницаемость среды (эталонное значение), S — площадь пластин, d — расстояние между ними. Помимо емкости, конденсатор характеризуется рядом параметров, таких как:

• удельная емкость — определяет соотношение емкости и массы диэлектрика;
• рабочее напряжение — номинальное значение, которое может выдержать устройство при приложении к пластинам элементов;
• температурная стабильность — диапазон, в котором емкость конденсатора практически не меняется;
• сопротивление изоляции — характеризуется саморазрядом устройства и определяется током утечки;
• эквивалентное сопротивление — складывается из потерь, образующихся на выводах устройства и в диэлектрическом слое;
• абсорбция — процесс появления разности потенциалов на пластинах после разрядки прибора до нуля;
• емкостное сопротивление — снижение проводимости при подаче переменного тока;
• полярность — из-за физических свойств материала, используемого при изготовлении, конденсатор может правильно работать только в том случае, если на пластины приложен потенциал с определенным знаком;
• эквивалентная индуктивность — паразитный параметр, который появляется на контактах устройства и превращает конденсатор в колебательный контур.

Таблицы максимальных значений емкости.

Емкость в цепи переменного тока

Сопротивление резистора — формула для расчета

Когда на конденсатор подается постоянное напряжение, он постепенно заряжается до максимальной разности потенциалов между его пластинами. После этого ток через электронный компонент прекратится и, если не считать незначительной утечки, будет равен нулю. Следовательно, в цепи постоянного тока конденсатор имеет огромное сопротивление. В расчетах его значение принимается равным бесконечности.

Реактивное сопротивление имеет довольно счетную величину. Его можно измерить с помощью осциллографа, генератора и постоянного резистора. Для этого нужно собрать схему. В нем конденсатор образует делитель напряжения с резистором. С помощью осциллографа будет измеряться потенциал, который образуется на выводах конденсатора.

Для этой схемы расчеты производятся следующим образом.

Формула косвенного измерения

Здесь:

• Ur — разность потенциалов на резисторе, В;
• Uc — напряжение на пластинах, В;
• R — сопротивление резистора, Ом;
• Xc — емкостное сопротивление, Ом;
• I — ток, протекающий в цепи, А.

Косвенное измерение

Важно! Электрический кабель тоже имеет емкость. Поэтому после снятия напряжения остается определенный заряд. Это явление опасно для человека, особенно если перед отключением проводник был под напряжением 1000 В и выше.

Типы конденсаторов

Помимо изделий с постоянным значением, они производят переменные конденсаторы и подстроечные резисторы. Их характеристики ясны из их конкретных названий. Также используется распределение классов по диэлектрическим материалам:

• газ (воздух);
• керамика, слюда, стекло;
• бумага;
• пропитка оксидом металла и электролитом основы, другие комбинации.

Свойства и выполняемые функции

Закон Ома для переменного тока

Обнаруживаемая накопительная емкость определяется размером пластин и расстоянием между ними, а также диэлектрическими характеристиками промежуточного слоя. Заряд сохраняется после отключения питания. Если нагрузка подключена, энергия может выполнять необходимые ей полезные функции.

Узкополосный фильтр

На рисунке показано устройство, которое сокращает небольшую часть спектра. Показанная на графике рабочая частота определяется параметрами цепи, состоящей из конденсатора и индуктивности. В этом примере выполняются функции фильтрации входного сигнала.

Векторное представление ёмкости

Текущее сопротивление: формула

Для облегчения понимания процессов, происходящих в конденсаторе под действием источника переменного тока, удобно использовать векторное представление емкости.

Диаграмма вектора

В начальный момент заряда конденсатора потенциал U на его пластинах равен нулю (точка а). При этом ток I имеет максимальное значение (точка б). На этом этапе уже заметна задержка. Ток начинает уменьшаться от своего пикового значения (раздел bd). Напряжение в это время еще не повысилось и только приближается к своему максимуму (переменный ток).

Это отражено на диаграмме справа. В момент, когда напряжение U имеет наименьшее значение (e), ток I просто начинает уходить в отрицательную область (f).

Понятие полярности для конденсаторов и их выход из строя

Для повышения производительности некоторые компоненты этой категории изготавливаются с использованием промежуточного материала, пропитанного электролитом. Дополнительные слои создаются из оксидов металлов и диэлектриков.

Электролитический конденсатор Конденсатор

Эти изделия подключаются с обязательной полярностью. Специальные отметки на жилье предупреждают пользователей о соответствующем ограничении. Если в процессе установки произошла ошибка, конденсатор выйдет из строя при первом подключении. Горячий электролит может вызвать повышение напряжения.

Довожу до вашего сведения. Пазы на крышке и предохранительный клапан снижают разрушительный эффект в аварийной ситуации.

Калькулятор расчёта реактивного сопротивления

вам необходимо ввести значения и щелкнуть мышкой в ​​таблице.
При изменении множителей результат автоматически пересчитывается.

Расчитать реактивное сопротивление ёмкости или индуктивности:

Емкостное сопротивление
XC = 1 / (2πƒC)

Частота:

Гц кГц МГц

Емкость:

µFnFpF

Реагент:

кОмМОм

Индуктивный реактор
XL = 2πƒL

Частота:

Гц кГц МГц

Индуктивность:

HmHµH

Реагент:

кОмМОм

Фазор

Благодаря фазовым векторам сложный и изменяющийся во времени сигнал может быть представлен как комплексное число (не зависящее от времени) и как сложный сигнал (зависящий от времени). Фазы делятся на A (амплитуда), v (частота) и (фаза). Это очень выгодно, потому что частотный коэффициент часто является общим для всех компонентов линейной комбинации синусоид. В подобных ситуациях коэффициенты исключают дополнительную характеристику и основываются только на A и θ.

Рекомендуем изучить Для чего нужен стабилизатор напряжения

Например, вы можете представить A⋅cos (2πνt + θ) просто как комплексную константу Aeiθ. Поскольку фазовые векторы передаются по величине и углу, они четко представлены в виде вектора в плоскости xy.

Вектор можно увидеть по положению вектора, вращающегося вокруг начала координат. Функция косинуса — это проекция вектора на ось. Амплитуда действует как модуль вектора. Фазовая постоянная — угол, образованный вектором и осью при t = 0

Осциллограмма силы тока на активном сопротивлении

В этом эксперименте нам не нужно знать номинальный ток в цепи. Мы увидим только то, от чего зависит сила тока и изменится ли она полностью?

Поэтому наша схема будет выглядеть так:

В этом случае шунт будет резистором 0,5 Ом. Почему именно 0,5 Ом? Да потому что он не сильно нагревается, так как имеет небольшое сопротивление, да и его номинала тоже вполне достаточно для снятия с него напряжения.

Осталось снять напряжение с генератора и шунтировать с помощью осциллографа. Если не забыли, возьмем осциллограмму тока в цепи с шунта. Красная осциллограмма — это напряжение от генератора Ugen, а желтая осциллограмма — напряжение от шунта Ush, в нашем случае ток. Посмотрим, что у нас получилось:

Частота 28 Герц:

Частота 285 Герц:

Частота 30 килогерц:

Как видите, с увеличением частоты сила тока остается прежней.

Побалуйте себя осциллограммой:

Как видим, сила тока полностью повторяет форму сигнала напряжения.

Итак, какие выводы можно сделать?

1) Ток через активное (омическое) сопротивление имеет ту же форму, что и форма напряжения.

2) Сила тока и напряжение на активном резисторе совпадают по фазе, т.е там, где идет напряжение, там и ток. Они движутся синхронно, то есть одновременно.

3) По мере увеличения частоты ничего не меняется (если только на очень высоких частотах).

Импеданс элемента

Общее сопротивление конденсатора (импеданс) переменному сигналу состоит из трех составляющих: емкостного, резистивного и индуктивного сопротивления. Все эти значения необходимо учитывать при проектировании схем, содержащих элемент памяти. В противном случае в электрической цепи с соответствующим трубопроводом конденсатор может вести себя как индуктивность и находиться в резонансе.

Из всех трех величин наиболее важной является емкость конденсатора, но при определенных обстоятельствах она также имеет индуктивный эффект. Часто в расчетах предполагается, что паразитные значения, такие как индуктивность или активное сопротивление, пренебрежимо малы, и конденсатор в этом случае называют идеальным.

Общее сопротивление элемента выражается формулой Z = (R2 + (Xl-Xc) 2) ½, где

• XL — индуктивность;
• Xc — емкость;
• R — активный компонент.

Последняя возникает из-за появления электродвижущей силы (ЭДС) самоиндукции. Непостоянство тока приводит к изменению магнитного потока, что сохраняет постоянным ток самоиндукции ЭДС. Это значение определяется индуктивностью L и частотой протекающих зарядов W. Xl = wL = 2 * p * f * L. Xc — емкостное сопротивление, зависящее от емкости C и от частоты тока f. Xc = 1 / wC = ½ * p * f * C, где w — угловая частота.

Разница между емкостными и индуктивными значениями называется реактивным сопротивлением конденсатора: X = Xl-Xc. По формулам видно, что с увеличением частоты f сигнала индуктивное значение начинает преобладать, при уменьшении емкостного значения. Следовательно, если:

• X> 0, элемент обладает индуктивными свойствами;
• X = 0, в резервуаре присутствует только активное значение;
• X <0, в элементе появляется емкостное сопротивление.

Активное сопротивление R связано с потерями мощности, преобразованием ее электрической энергии в тепло. Реактивный — с обменом энергии между переменным током и электромагнитным полем. Следовательно, импеданс можно найти по формуле Z = R + j * X, где j — мнимая единица.

Сопротивление элемента.

Включение в цепи синусоидальной ЭДС

Конденсаторы промежуточного контура не работают динамически. Поэтому имеет смысл изучить электрические параметры при подключении генератора синусоидального сигнала. В этой ситуации, помимо энергетических процессов, есть возможность проверить частотные зависимости.

Виды включений

Параллельное соединение увеличивает емкость:

Общий = C1 + C2.

Для уменьшения основного функционального параметра используется последовательная схема:

1 / Общий = 1 / C1 + 1 / C2.

При подключении к источнику переменного тока конденсатор подходит для следующих задач:

• устранение постоянной составляющей сигнала;
• ухудшение проводимости для заданного диапазона частот;
• настроить частоту колебательного контура и других радиотехнических схем.

При необходимости с помощью конденсатора можно погасить паразитные колебания, убрать импульсные шумы.

Простейший тип включения

Приведенные выше формулы для тока и напряжения можно представить следующим образом:

• I = Im cos (f * t + π / 2);
• U = Uo * cosf * t.

Пояснения к описаниям цикла

На простой схеме подключения следует отметить следующие этапы рабочего процесса:

1. повышение напряжения с накоплением заряда током максимальной силы;
2. уменьшение i (t) до нуля с одновременным достижением максимального Um;
3. снижение U при одновременном разряде конденсатора;
4. достигнув уровня Im с U = 0.

Общий подход к выбору продукции и порядок расчетов адекватны целевому назначению. Если нет более высоких требований к точности, можно применить представленные параметры и формулы. Дополнительные данные можно получить из прилагаемой документации на официальных сайтах производителей радиоэлектронных компонентов.