Параллельное соединение резистора и конденсатора
Когда к цепи (рис. 6.2.1) с параллельным соединением резистора и конденсатора подается переменное синусоидальное напряжение, одно и то же напряжение приложено к обоим компонентам цепи.
Общий ток цепи I разветвляется на ток в конденсаторе IC(емкостная составляющая общего тока) и ток в резисторе IR(активная составляющая).
Между токами I, IC и IR существуют фазовые сдвиги, обусловленные емкостным реактивным сопротивлением XC конденсатора. Они могут быть представлены с помощью векторной диаграммы токов (рис. 6.2.2).
В треугольнике проводимостей G=1/R, BC=1/XC, а Y представляет собой так называемую полную проводимость цепи в См, тогда как G – активная, а BC– реактивная (емкостная) проводимости.
Из-за фазового сдвига между током и напряжением в цепях, подобных данной, простое арифметическое сложение действующих или амплитудных токов в параллельных ветвях невозможно. Но в векторной форме:I = IR +IC.
Расчет ведется по следующим формулам, вытекающим из векторной диаграммы и треугольника проводимости:
Для цепи с параллельным соединением резистора и конденсатора измерьте действующие значения тока в резисторе IR и конденсаторе I C, полный ток I и вычислите угол сдвига фаз j, полное сопротивление цепи Z и емкостную реактивную проводимость BC.
· Соберите цепь согласно схеме (рис. 6.2.4), подсоедините регулируемый источник синусоидального напряжения и установите его параметры: U = 5 В, f = 1 кГц.
· Выполните измерения U, I, IC, IR и занесите результаты в табл. 6.2.1. Если измерения производите виртуальными приборами, то измерьте также R, j, XC, Z.
| U, B | I, мА | IС, мА | IR, мА | j, град | R, Ом | XC, Ом | Z, Ом | Примечание |
| Расчет | ||||||||
| Вирт. Изм |
Емкостные реактивные проводимость и сопротивление цепи
· Сравните результаты вычислений с результатами виртуальных измерений (если они есть).
· Постройте векторную диаграмму токов (рис. 6.2.5) и треугольник проводимостей (рис. 6.2.6).
Последовательное соединение резистора и катушки индуктивности
Когда к цепи (рис. 6.3.1) с последовательным соединением резистора и катушки индуктивности подается переменное синусоидальное напряжение, один и тот же синусоидальный ток имеет место в обоих компонентах цепи.
| U, B | I, мА | IС, мА | IR, мА | j, град | R, Ом | XC, Ом | Z, Ом | Примечание |
| Расчет | ||||||||
| Вирт. Изм |
Задачи на конденсаторы и электроемкость с решениями
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
- характеристика проводника, количественная мера его способности удерживать электрический заряд
- количественная характеристика, показывающая степень возможного участия тела в электромагнитных взаимодействиях
- устройство, предназначенное для получения нужных величин электрической ёмкости и способное накапливать и отдавать (перераспределять) электрические заряды
- разность потенциалов между двумя точками электрической цепи; на участке цепи, не содержащей электродвижущую силу, равно произведению силы тока на сопротивление участка
Напряжение при параллельном соединении
Будет интересно➡ Сколько стоят керамические конденсаторы?
При параллельном соединении через каждый конденсатор потечет одельный ток, в зависимости от емкости конденсатора:
Различные виды соединения конденсаторов
- Цепь разбивают на участки с только пареллельным или только последовательным соединением
- Вычисляют общую емкость для каждого отдельного участка.
- Вычисляют общую емкость для всей цепи смешанного соединения.
Формула энергии конденсатора
Напряжения на различных конденсаторах будут, вообще говоря, различными, так как для заряда одним и тем же количеством электричества конденсаторов различной емкости всегда требуются различные напряжения.
Типы соединений конденсаторов.
Чем меньше емкость конденсатора, тем большее напряжение необходимо для того, чтобы зарядить этот конденсатор требуемым количеством электричества, и наоборот.
Таким образом, при заряде группы конденсаторов, соединенных последовательно, на конденсаторах малой емкости напряжения будут больше, а на конденсаторах большой емкости — меньше.
Последовательное соединение конденсаторов – это соединение двух или более конденсаторов в форме цепи, в которой каждый отдельный конденсатор соединяется с другим отдельным конденсатором только в одной точке. Ток (iC), заряжающий последовательную цепь конденсаторов, будет одинаковым для всех конденсаторов, поскольку у него есть только один возможный путь прохождения.
Читайте также: Выбор плёночных конденсаторов для применения в Hi-Fi- и High-End-аудиотехнике. Часть 2. Основные характеристики конденсаторов
Стоит почитать: все об электолитических конденсаторах.
Будет интересно➡ Чем отличается пусковой конденсатор от рабочего?
Емкость конденсатора прямо пропорциональна его заряду и обратно пропорциональна его напряжению — C = Q/V. Как уже упоминалось выше, последовательно соединенные конденсаторы имеют одинаковый электрический заряд — Qобщ = Q1 = Q2 = Q3. Из данного уравнения можно легко вывести формулу общей емкости для любого частного случая последовательного соединения.
Интересно почитать: принцип действия и основные характеристики варисторов.
Если в цепи есть и последовательное и параллельное соединение, то такую цепь называют смешанной или последовательно-параллельной. Тем не менее, смешанное соединение может иметь как последовательный, так и параллельный характер.
Типы соединений конденсаторов.
Последовательное соединение
Последовательное соединение конденсаторов – это их подключение непосредственно друг за другом без разветвлений проводника. От источника напряжения заряды поступают на обкладки первого и последнего в цепи конденсаторов.
В силу электростатической индукции на внутренних обкладках смежных конденсаторов происходит выравнивание заряда на электрически соединённых обкладках смежных конденсаторов, поэтому на них появляются равные по величине и обратные по знаку электрические заряды.
При таком соединении электрические заряды на обкладках отдельных кондёров по величине равны:
Общее напряжение для всей цепи:
Очевидно, что напряжение между проводниками для каждого конденсатора зависит от накопленного заряда и ёмкости, т.е.:
Поэтому эквивалентная ёмкость последовательной цепи равна:
Отсюда следует, что величина, обратная общей емкости, равна сумме величин, обратных емкостям отдельных конденсаторов:
Смешанное соединение
Смешанным соединение конденсаторов называют такое соединение, при котором присутствует соединение последовательное и параллельное одновременно. Чтобы более подробно разобраться , давайте рассмотрим это соединение на примере :
На рисунке видно ,что соединены два конденсатора последовательно вверху и внизу и два параллельно. Можно вывести формулу из выше описанных соединении:
Основой любой радиотехники является конденсатор, он используется в самых разнообразных схемах-это и источники питания и применение для аналоговых сигналов хранения данных , а также в телекоммуникационных связи для регулирования частоты.
