Какой ток пропускает конденсатор: Может ли постоянный ток протекать через конденсатор

Может ли постоянный ток протекать через конденсатор

Конденсатор в цепи переменного тока ведет себя не так, как резистор. Проходящий через конденсатор ток прямопропорционален скорости изменения напряжения. Это противостояние изменению напряжения является еще одной формой реактивного сопротивления, которое по своему действию противоположно реактивному сопротивлению катушки индуктивности. Математическая взаимосвязь между проходящим через конденсатор током и скоростью изменения напряжения на нем выглядит следующим образом:. Емкость С измеряется в Фарадах, а мгновенный ток i — в амперах. Чтобы показать, что происходит с переменным током, давайте проанализируем простую емкостную схему:.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Научный форум dxdy
• Сопротивление конденсатора
• Переменный ток
• Ответы на вопросы «Электромагнетизм. § 40. Конденсатор в цепи переменного тока»
• Емкостное сопротивление конденсатора
• Конденсатор в цепи переменного тока. Емкостное сопротивление конденсатора.
• Почему конденсатор пропускает переменный ток
• Конденсатор в цепи постоянного и переменного тока
• Резисторы, конденсаторы, диоды

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Конденсатор в цепи переменного тока. Практические пояснения

Научный форум dxdy

О чем говорят животные. Ты уже знаешь, что конденсатор в простейшем виде представляет собой две пластинки, разделенные диэлектриком. Если конденсатор включить в цепь постоянного тока, то ток в этой цепи прекратится.

Да это и понятно: через изолятор, которым является диэлектрик конденсатора, постоянный ток течь не может. Включение конденсатора в цепь постоянного тока равнозначно разрыву ее мы не принимаем во внимание момент включения, когда в цепи появляется кратковременный ток заряда конденсатора. Иначе ведет себя конденсатор в цепи переменного тока. Ввпомни: напряжение на зажимах источника переменного тока периодически меняется. Значит, если включить конденсатор в цепь, питаемую от такого источника тока, его обкладки будут попеременно перезаряжаться с частотой этого тока.

В результате в цепи будет протекать переменный ток. Конденсатор подобно резистору и катушке оказывает переменному току сопротивление, но разное для токов различных частот. Он может хорошо пропускать токи высокой частоты и одновременно быть почти изолятором для токов низкой частоты. Иногда радиолюбители вместо наружных антенн используют провода электроосветительной сети, подключая приемники к ним через конденсатор емкостью пФ.

Случайно ли выбрана такая емкость конденсатора? Нет, не случайно. Конденсатор такой емкости хорошо пропускает токи высокой частоты, необходимые для работы приемника, но оказывает большое сопротивление переменному току частотой 50 Гц, текущему в сети.

В этом случае конденсатор становится своеобразным фильтром, пропускающим ток высокой частоты и задерживающим ток низкой частоты. Сопротивление конденсатора переменному току зависит от его емкости и частоты тока: чем больше емкость конденсатора и частота тока, тем меньше его емкостное сопротивление. Это емкостное сопротивление конденсатора можно с достаточной точностью определить по такой упрощенной формуле:.

И вот результат: конденсатор емкостью пФ оказывает току высокой частоты в раз меньшее сопротивление, чем току низкой частоты. Конденсатор меньшей емкости оказывает переменному току сети еще большее сопротивление.

Сопротивление конденсатора

Импульсные блоки питания Линейные блоки питания Радиолюбителю конструктору Светодиоды, ламы и свет 3D печать и 3D модели Конденсаторы, как и резисторы, относятся к наиболее многочисленным элементам радиотехнических устройств. Тогда же говорил, что емкость конденсатора будет тем значительнее, чем больше площадь его обкладок и чем тоньше слой диэлектрика между ними. Основной единицей электрической емкости является фарада сокращенно Ф, названная так в честь английского физика М. Однако 1 Ф — это очень большая емкость. Земной шар, например, обладает емкостью меньше 1 Ф. В электро- и радиотехнике пользуются единицей емкости, равной миллионной доле фарады, которую называют микрофарадой сокращенно мкФ.

Постоянный ток не может существовать в цепи, содержащей конденсатор. Ведь фактически при этом цепь оказывается разомкнутой, так как обкладки.

Переменный ток

На практике же, все выпускаемые конденсаторы представляют собой многослойные рулоны лент электродов в форме цилиндра или параллелепипеда, разделенных между собой слоями диэлектрика. По принципу работы он схож с батарейкой только на первый взгляд, но все же он сильно отличается от него по принципу и скорости заряда-разряда, максимальной емкости. Заряд конденсатора. В момент подключения к источнику питания оказывается больше всего места на электродах, поэтому и ток будет зарядки максимальным, но по мере накопления заряда, ток будет уменьшаться и пропадет полностью после полного заряда. При зарядке на одной пластине будут собираться отрицательно заряженные частицы- электроны, а на другой — ионы, положительно заряженные частицы. Диэлектрик выступает препятствием для их перескакивания на противоположную сторону конденсатора. При зарядке растет и напряжение с нуля перед началом зарядки и достигает в самом конце максимума, равного напряжению источника питания. Разрядка конденсатора.

Ответы на вопросы «Электромагнетизм. § 40. Конденсатор в цепи переменного тока»

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Магнитный воин -какие силы стоят за эффектом Джанибекова? Решите задачу по физике 1 ставка. Какая польза народному хозяйству от астрономии и теории эволюции?

Постоянный ток не может идти по цепи, содержащей конденсатор.

Емкостное сопротивление конденсатора

Связь с антенной для уменьшения влияния антенны на качественные показатели работы входной цепи делают слабой. Слабой связи в схемах, показанных на рис. Головка считывания информации с магнитного барабана включена в цепь эмиттера полупроводникового триода JITi с заземленной базой. Благодаря большой емкости конденсатора С в цепи база — эмиттер происходит сглаживание входного сигнала. Отделение постоянного тока от переменных токов может быть осуществлено при помощи конденсаторов. Так, например, если в цепи имеется источник постоянного тока, дающий одновременно также и переменный ток рис.

Конденсатор в цепи переменного тока. Емкостное сопротивление конденсатора.

На рис. После включения цепи вольтметр, включенный в цепь, покажет полное напряжение генератора. Стрелка амперметра установится на нуле — ток через изоляцию конденсатора протекать не может. Но проследим внимательно за стрелкой амперметра при включении незаряженного конденсатора. Если амперметр достаточно чувствителен, а емкость конденсатора велика, то нетрудно обнаружить колебание стрелки: сразу после включения стрелка сойдет с нуля, а затем быстро вернется в исходное положение. Цепь электрического генератора, содержащая конденсатор Этот опыт показывает, что при включении конденсатора при его зарядке в цепи протекал ток — в ней происходило передвижение зарядов: электроны с пластины, присоединенной к положительному полюсу источника, перешли на пластину, присоединенную к отрицательному полюсу. Как только конденсатор зарядится, движение зарядов прекращается. Отключая генератор и повторно замыкая его на конденсатор, мы уже не обнаружим движения стрелки: конденсатор остается заряженным, и при повторном включении движения зарядов в цепи не происходит.

электрический ток. Следовательно, постоянный ток не может протекать по цепи, содержащей конденсатор. Иначе обстоит дело с переменным током.

Почему конденсатор пропускает переменный ток

Это детали, пожалуй, наиболее часто применяемы. В транзисторном приемнике средней сложности, например, их может быть штук. Используют их для ограничения тока в цепях, для создания на отдельных участках цепей падений напряжений, для разделения пульсирующего тока на его составляющие, для регулирования громкости, тембра звука и т. Для резисторов сравнительно небольших сопротивлений, рассчитанных на токи в несколько десятков миллиампер, используют тонкую проволоку из никелина, нихрома и некоторых других металлических сплавов.

Конденсатор в цепи постоянного и переменного тока

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: как поднять напряжение с помощью конденсатора

Но прежде, чем расстаться с постоянным током, я хочу немного рассказать о конденсаторе. Любая схема или почти любая электронного устройства содержит хотя бы один конденсатор. Что он собой представляет? Возьмем две металлические пластины, положим между ними тонкую пластину из изолятора и получим конденсатор. На схеме конденсатор так, примерно, и изображают: две пластины в профиль , к которым подходят два проводника. Поскольку между пластинами изолятор, не проводящий постоянный электрический ток, то зачем бы нам конденсатор в цепи постоянного тока?

Мы знаем, что конденсатор не пропускает через себя постоянного тока.

Резисторы, конденсаторы, диоды

Господа, в сегодняшней статье я хотел бы рассмотреть такой интересный вопрос, как конденсатор в цепи переменного тока. Эта тема весьма важна в электричестве, поскольку на практике конденсаторы повсеместно присутствуют в цепях с переменным током и, в связи с этим, весьма полезно иметь четкое представление, по каким законам изменяются в этом случае сигналы. Эти законы мы сегодня и рассмотрим, а в конце решим одну практическую задачу определения тока через конденсатор. Господа, сейчас для нас наиболее интересным моментом является то, как связаны между собой напряжение на конденсаторе и ток через конденсатор для случая, когда конденсатор находится в цепи переменного сигнала. Почему сразу переменного? Да просто потому, что конденсатор в цепи постоянного тока ничем не примечателен. Через него течет ток только в первый момент, пока конденсатор разряжен.

Последний раз редактировалось profrotter Убрал лишний мягкий знак в «зарядиться». Здравствуйте, уважаемые форумчане.

Как конденсатор проводит ток

Главная Контент Каморка инженера Разное В учебниках такого не найдешь: Как работает конденсатор и другие электронные компоненты. Конденсатор , по своей сути, — это 2 кусочка фольги обкладки с бумажкой между ними. Про такие конденсаторы, как: слюдяные, фторопластовые, керамические, электролиты и пр. Так вот, бумажка ток не проводит, потому и конденсатор ток не проводит.

Поиск данных по Вашему запросу:

Как конденсатор проводит ток

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Постоянный ток
• Конденсатор
• Primary Menu
• Конденсатор
• ГОСТ IEC 60252-2-2011 Конденсаторы для двигателей переменного тока. Часть 2. Пусковые конденсаторы
• Что такое конденсатор? Какой принцип работы конденсатора?
• Электрический конденсатор
• Конденсатор в цепи постоянного и переменного тока

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Катушка индуктивности в цепи переменного тока

Постоянный ток

Постоянный ток не может идти по цепи, содержащей конденсатор. Ведь фактически при этом цепь оказывается разомкнутой, так как обкладки конденсатора разделены диэлектриком.

Переменный же ток может идти по цепи, содержащей конденсатор. В этом можно убедиться с помощью простого опыта. Пусть у нас имеются источники постоянного и переменного напряжений, причем постоянное напряжение на зажимах источника равно действующему значению переменного напряжения. Цепь состоит из конденсатора и лампы накаливания рис. При включении постоянного напряжения переключатель повернут влево, цепь подключена к точкам АА» лампа не светится.

Но при включении переменного напряжения переключатель повернут вправо, цепь подключена к точкам ВВ» лампа загорается, если емкость конденсатора достаточно велика. Как же переменный ток может идти по цепи, если она фактически разомкнута между пластинами конденсатора заряды перемещаться не могут? Все дело в том, что происходит периодическая зарядка и разрядка конденсатора под действием переменного напряжения. Ток, идущий в цепи при перезарядке конденсатора , нагревает нить лампы.

Установим, как меняется со временем сила тока в цепи, содержащей только конденсатор, если сопротивлением проводов и обкладок конденсатора можно пренебречь рис. Следовательно, колебания силы тока опережают по фазе колебания напряжения на конденсаторе на рис. Величину X c , обратную произведению С циклической частоты на электрическую емкость конденсатора, называют емкостным сопротивлением. Роль этой величины аналогична роли активного сопротивления R в законе Ома см.

Действующее значение силы тока связано с действующим значением напряжения на конденсаторе точно так же, как связаны согласно закону Ома сила тока и напряжение для участка цепи постоянного тока. Это и позволяет рассматривать величину Х с как сопротивление конденсатора переменному току емкостное сопротивление.

Чем больше емкость конденсатора, тем больше ток перезарядки. Это легко обнаружить по увеличению накала лампы при увеличении емкости конденсатора. В то время как сопротивление конденсатора постоянному току бесконечно велико, его сопротивление переменному току имеет конечное значение X c. С увеличением емкости оно уменьшается. Уменьшается оно и с увеличением частоты. В заключение отметим, что на протяжении четверти периода, когда конденсатор заряжается до максимального напряжения, энергия поступает в цепь и запасается в конденсаторе в форме энергии электрического поля.

В следующую четверть периода, при разрядке конденсатора, эта энергия возвращается в сеть. Сопротивление цепи с конденсатором обратно пропорционально произведению циклической частоты на электроемкость. Колебания силы тока опережают по фазе колебания напряжения на.

Как связаны между собой действующие значения силы тока и напряжения на конденсаторе в цепи переменного тока! Выделяется ли энергия в цепи, содержащей только конденсатор, если активным сопротивлением цепи можно пренебречь! Выключатель цепи представляет собой своего рода конденсатор. Почему же выключатель надежно размыкает цепь!

Если рассматривать постоянный ток, то он не всегда может быть идеально постоянным: напряжение на выходе источника может зависеть от нагрузки или от степени разряда аккумулятора или гальванической батареи. Даже при постоянном стабилизированном напряжении ток во внешней цепи зависит от нагрузки, что и подтверждает закон Ома. Получается, что это тоже не совсем постоянный ток, но переменным такой ток назвать тоже нельзя, поскольку направления он не меняет. К тому же, эти изменения должны быть периодическими, то есть повторяющимися через определенный промежуток времени, называемый периодом.

Если же напряжение или ток меняется как попало, не заботясь о периодичности и иной закономерности, такой сигнал называется шумом. Примеры некоторых периодических электрических сигналов показаны на рисунке 1. Для постоянного тока имеется всего две характеристики: это полярность и напряжение источника.

В случае с переменным током этих двух величин явно недостаточно, поэтому появляются еще несколько параметров: амплитуда, частота, период, фаза, мгновенное и действующее значение. Наиболее часто в технике приходится сталкиваться с колебаниями синусоидальной формы, причем, не только в электротехнике. Представьте себе автомобильное колесо.

При равномерном движении по хорошей ровной дороге центр колеса описывает прямую, параллельную дорожному покрытию.

В то же время, любая точка на периферии колеса перемещается по синусоиде относительно только что упомянутой прямой. Сказанное может подтвердить рисунок 2, на котором показан графический метод построения синусоиды: кто хорошо учил черчение, тот прекрасно представляет, как выполняются подобные построения.

Из школьного курса физики известно, что синусоида является наиболее распространенной и пригодной для изучения периодической кривой. В точности также синусоидальные колебания получаются в генераторах переменного тока, что обусловлено их механическим устройством. Нетрудно заметить, что величина тока изменяется по времени, поэтому ось ординат обозначена на рисунке как i t , — функция тока от времени. Полный период тока обозначен сплошной линией и имеет период T. Если начать рассмотрение от начала координат, то видно, что сначала ток увеличивается, доходит до Imax, переходит через нуль, уменьшается до -Imax, после чего увеличивается и доходит до нуля.

Далее начинается следующий период, что показано пунктирной линией. Последний имеет смысл лишь в том случае, когда имеется два синусоидальных тока. Если синусоидальный ток один, то можно двигать его по оси ординат как угодно, и от этого ничего не изменится. Период — T время, за которое синусоида совершит одно полное колебание. То же относится и к колебаниям другой формы, например, прямоугольным или треугольным. Период измеряется в секундах или более мелких единицах: миллисекундах, микросекундах или наносекундах.

Еще один параметр любого периодического сигнала, в том числе и синусоиды это частота, сколько колебаний проделает сигнал за 1 секунду. Например, частота осветительной сети 50Гц, то есть за секунду проходит ровно 50 периодов синусоиды. При этом, если время выражено в секундах, то результат получится в Герцах. В электричестве чаще применяются более высокие частоты: КГц — килогерцы, МГц — мегагерцы тысячи и миллионы колебаний в секунду и т. Все сказанное для тока справедливо и для переменного напряжения: достаточно на рис 6 просто поменять букву I на U.

Этих разъяснений вполне достаточно для того, чтобы вернуться к опытам с конденсаторами и объяснить их физический смысл. Конденсатор проводит переменный ток, что было показано в схеме на рисунке 3 см. Яркость свечения лампы увеличивается при подключении дополнительного конденсатора. При параллельном включении конденсаторов их емкости просто складываются, поэтому можно предположить, что емкостное сопротивление Xc зависит от емкости.

Из формулы следует, что с увеличением емкости конденсатора и частоты переменного напряжения реактивное сопротивление Xc уменьшается. Эти зависимости показаны на рисунке 5. Рисунок 5. Зависимость реактивного сопротивления конденсатора от емкости. Теперь вспомним опыт с конденсатором и электросчетчиком, почему он не крутится?

Дело в том, что счетчик считает активную энергию, когда потребителем является чисто активная нагрузка, например, лампы накаливания, электрочайник или электроплита. У таких потребителей напряжение и ток совпадают по фазе, имеют один знак: если перемножить два отрицательных числа напряжение и ток во время отрицательного полупериода результат по законам математики все равно положительный.

Поэтому мощность таких потребителей всегда положительна, то есть уходит в нагрузку и выделяется в виде тепла, как показано на рисунке 6 пунктирной линией. В эти моменты мощность получается отрицательной. Другими словами, когда мощность положительная, конденсатор заряжается, а когда отрицательная — запасенная энергия отдается обратно в источник. Поэтому в среднем получается по нулям и считать тут просто нечего.

Конденсатор, если конечно он исправный, не будет даже нисколько нагреваться. Поэтому, часто конденсатор называют безваттным сопротивлением , что позволяет применять его в бестрансформаторных маломощных блоках питания. Хотя такие блоки не рекомендуется использовать ввиду их опасности, все-таки иногда это делать приходится.

Перед тем, как устанавливать в такой блок гасящий конденсатор , его следует проверить простым включением в сеть: если за полчаса конденсатор не нагрелся, то его смело можно включать в схему. В противном случае его придется просто без сожаления выбросить. При изготовлении и ремонте различных устройств, хоть и не очень часто, но приходится мерить переменные напряжения и даже токи.

Если синусоида ведет себя так неспокойно, то вверх, то вниз, что будет показывать обычный вольтметр? Поскольку верхняя и нижняя часть абсолютно одинаковы, но имеют разные знаки, среднее значение синусоиды равно нулю, и мерить его совсем не нужно, и даже просто бессмысленно.

Поэтому измерительный прибор показывает нам среднеквадратичное значение напряжения или тока. Среднеквадратичным называется такое значение периодического тока, при котором на одной и той же нагрузке выделяется то же количество теплоты, что и на постоянном токе. Иными словами лампочка светит с той же яркостью.

Именно эти значения показывает измерительный прибор. Их можно подставлять в формулы при расчете по закону Ома или при расчете мощности. Но это далеко не всё, на что способен конденсатор в сети переменного тока. В следующей статье будет рассмотрено использование конденсаторов в импульсных схемах , фильтрах верхних и нижних частот, в генераторах синусоиды и прямоугольных импульсов.

Быстрое изменение силы тока и его направления, характеризующее переменный ток, приводит к ряду важнейших особенностей, отличающих действие переменного тока от тока постоянного. Некоторые из этих особенностей отчетливо выступают при следующих опытах. Прохождение переменного тока через конденсатор. Пусть в нашем распоряжении имеется источник постоянного тока с напряжением 12 В аккумуляторная батарея и источник переменного тока с напряжением также 12 В. Присоединив к каждому из этих источников маленькую лампочку накаливания, мы увидим, что обе лампочки горят одинаково ярко рис.

Включим теперь в цепь как первой, так и второй лампочки конденсатор большой емкости рис. Мы обнаружим, что в случае постоянного тока лампочка не накаливается вовсе, а в случае переменного тока накал ее остается почти таким же, как раньше. Отсутствие накала в цепи постоянного тока легко понять: между обкладками конденсатора имеется изолирующая прослойка, так что цепь разомкнута. Накал же лампочки в цепи переменного тока кажется поразительным. Прохождение переменного тока через конденсатор: а лампочки, включенные в цепь тока постоянного справа или переменного слева , накаливаются одинаково; б при включении в цепь конденсатора емкости постоянный ток прекращается, переменный ток продолжает идти и накаливать лампочку.

Конденсатор

Что такое электрический ток? Это направленное движение заряженных частиц носителей заряда, в частности, электронов под действием электрического поля. Для того, чтобы в цепи шёл ток — цепь должна быть замкнутой. Что такое постоянный ток? Это движение электронов всё время в одну сторону, по кругу.

Так вот, бумажка ток не проводит, потому и конденсатор ток не проводит. Если у нас цепь, в которой течет ток переменный.

Primary Menu

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Решите задачу по физике 1 ставка. Какая польза народному хозяйству от астрономии и теории эволюции? Независимые ученые узнали, что Человечество не вызвало Глобального Потепления. А Кто вызвал? Бес или Бог? По какой такой причине материя стремится занять все доступное пустое пространство собой? Почему нельзя провести ток одним проводом? Лидеры категории Антон Владимирович Искусственный Интеллект.

Конденсатор

Конденсатор в цепи постоянного тока не проводит ток, так как его обкладки разделены диэлектриком. В цепи же переменного тока он проводит колебания переменного тока посредством циклической перезарядки конденсатора. В терминах метода комплексных амплитуд конденсатор обладает комплексным импедансом. Отсюда также следует, что реактивное сопротивление конденсатора равно: Для постоянного тока частота равна нулю, следовательно, реактивное сопротивление конденсатора бесконечно в идеальном случае. При изменении частоты изменяются диэлектрическая проницаемость диэлектрика и степень влияния паразитных параметров — собственной индуктивности и сопротивления потерь.

Конденсатор — это прибор двухполюсник, предназначенный для накопления электрического заряда и энергии электрического поля.

ГОСТ IEC 60252-2-2011 Конденсаторы для двигателей переменного тока. Часть 2. Пусковые конденсаторы

Мы знаем, что конденсатор не пропускает через себя постоянного тока. Поэтому в электрической цепи, в которой последовательно с источником тока включен конденсатор, постоянный ток протекать не может. Рисунок 1. Сравнение конденсатора в цепи переменного тока с пружиной, на которую воздействует внешняя сила. В течение первой четверти периода, когда переменная ЭДС нарастает, конденсатор заряжается, и поэтому по цепи проходит зарядный электрический ток i , сила которого будет наибольшей вначале, когда конденсатор не заряжен. По мере приближения заряда к концу сила зарядного тока будет уменьшаться.

Что такое конденсатор? Какой принцип работы конденсатора?

Проходит ли ток через конденсатор? Что вам в них? Схемы принципиальные Библиотечка литературы Радиолюбительская хрестоматия Новости электроники Карта сайта Магазинчик на сайте Загрузка Топ 10! Программа «Электрик» предназначена в помощь электрикам всех уровней в быту. Электронная система оповещения персонала при чрезвычайной ситуации Во многих учреждениях сейчас установлены автоматические системы пожарной сигнализации.

И это не смотря на то, что цепь фактически разомкнута: между обкладками конденсатора диэлектрик, который не проводит ток! Как же.

Электрический конденсатор

Как конденсатор проводит ток

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Задача по физике 1 ставка.

Конденсатор в цепи постоянного и переменного тока

Конденсатор является пассивным электронным компонентом. Ёмкость конденсатора измеряется в фарадах. Первые конденсаторы, состоящие из двух проводников, разделенных непроводником диэлектриком , упоминаемые обычно как конденсатор Эпинуса или электрический лист, были созданы ещё раньше [3]. Конденсатор является пассивным электронным компонентом [4].

Выпрямитель выдает пульсирующее напряжение постоянного тока, которое не годится для питания большинства электронных цепей, поэтому в блоках питания, как правило, после выпрямителя стоит фильтр. Фильтр преобразует пульсирующее напряжение в гладкое напряжение постоянного тока.

Постоянный ток не может идти по цепи, содержащей конденсатор. Ведь фактически при этом цепь оказывается разомкнутой, так как обкладки конденсатора разделены диэлектриком. Переменный же ток может идти по цепи, содержащей конденсатор. В этом можно убедиться с помощью простого опыта. Пусть у нас имеются источники постоянного и переменного напряжений, причем постоянное напряжение на зажимах источника равно действующему значению переменного напряжения. Цепь состоит из конденсатора и лампы накаливания рис.

Лампочку тоже берем на 12 Вольт. Теперь между одним щупом блока питания и лампочки вставляем конденсатор:. Не-а, не горит. Отсюда напрашивается вывод: постоянный ток через конденсатор не течет!

Часть 3: Конденсатор — скрытая звезда электронных схем — роль № 2: Блокирование постоянного тока и прохождение переменного тока｜ Понимание типов и функций конденсаторов в пяти статьях

Часть 3: Конденсатор — скрытая звезда электронных схем — роль #2: Блокировка постоянного тока и прохождение переменного тока

• фейсбук
• твиттер
• Линкедин

Эта статья представляет собой переиздание переработанного/переписанного контента из прошлого. Он может содержать устаревшую техническую информацию и ссылки на продукты, которые в настоящее время не доступны в TDK.

В дополнение к накоплению электрических зарядов, конденсаторы обладают важной способностью блокировать постоянный ток при пропускании переменного тока и используются различными способами в электронных схемах. Большинство шумов, вызывающих сбои в работе электронных устройств, представляют собой высокочастотные компоненты переменного тока, присутствующие в токах. Конденсаторы необходимы для подавления шума.
Конденсаторы имеют конструкцию, в которой полюса разделены изолятором (воздухом или диэлектриком). Мы можем понять, что они блокируют постоянный ток, но почему они могут пропускать переменный ток?

Может ли ток течь через диэлектрик (изолятор) конденсатора?

Нетрудно понять, как конденсатор блокирует постоянный ток. Например, если вы подключите конденсатор к сухой батарее — источнику питания постоянного тока — ток будет течь на мгновение, но быстро прекратится. Как только источник питания полностью зарядит конденсатор, постоянный ток через него больше не течет. Поскольку пластины электродов конденсатора разделены изолятором (воздухом или диэлектриком), постоянный ток не может протекать, пока изоляция не разрушится. Другими словами, конденсатор блокирует постоянный ток. Почему же тогда конденсатор пропускает переменный ток?

Изменения в электрических полях эквивалентны протеканию тока

В переменном токе полярность постоянно меняется с положительной на отрицательную. Конденсаторы многократно заряжаются и разряжаются по мере того, как меняется полярность тока, позволяя протекать переменному току.

Давайте объясним это, используя основные законы электромагнетизма. Когда электрический ток течет по проводнику, линии магнитного потока генерируются по часовой стрелке в направлении тока (магнитный эффект электрического тока, открытый Гансом Эрстедом). Когда направление тока меняется на противоположное, меняется и направление линий потока.

Так что же происходит, когда вы подключаете конденсатор к источнику переменного тока? При изменении направления тока изменяется и направление электрического поля, создаваемого между электродными пластинами конденсатора. Осциллирующие электрические поля генерируют осциллирующие магнитные поля, которые считаются эквивалентными протеканию электрического тока (теории электромагнетизма Джеймса Максвелла). Поэтому допустимо считать, что переменный ток «течет» внутри диэлектрика конденсатора, хотя диэлектрик является изолятором. Так мы объясняем способность конденсаторов «проводить» переменный ток. Однако это не означает, что ток течет через диэлектрик конденсатора так же, как он течет по проводнику. Точнее, ток, протекающий через проводник, называется кондуктивным током, а ток, протекающий через изолятор, называется током смещения.

Конденсаторы легче пропускают переменный ток на более высоких частотах

Напряжение ( В ) = Сопротивление ( R ) x Ток ( I ). Это знаменитый закон Ома, который мы изучаем на уроках естествознания в школе. Закон также распространяется на переменный ток, протекающий через резистор. Конденсатор также ведет себя как резистор по отношению к переменному току — свойство, известное как емкостное реактивное сопротивление. Однако конденсатор не проводит все формы переменного тока одинаково: его емкостное сопротивление обратно пропорционально частоте переменного тока.

Емкостное реактивное сопротивление ( Xc ) выражается как 1 / (2πfC) , где f — частота переменного тока, а C — емкость конденсатора. Другими словами, чем выше частота и чем больше емкость, тем меньше сопротивление (емкостное сопротивление) переменному току и, следовательно, тем легче проходит ток.

Причина, по которой конденсаторы используются для подавления шума

Конденсаторы, используемые для шумоподавления, лучше пропускают высокочастотные переменные токи. Поскольку шум в значительной степени представляет собой набор переменных токов на высоких частотах, компонент, который плавно передает высокие частоты, может быть использован для уменьшения шума.

Например, при включении люминесцентного светильника по радио может быть слышен шум. Для освещения люминесцентной лампы требуется высокое напряжение (называемое ударным напряжением); он создается катушкой балласта и повторяющимся размыканием и замыканием контактов стартера выключателя накаливания. Когда свет включается и стартер начинает открываться и закрываться, ток течет и быстро останавливается. К таким резким изменениям относятся токи высокой частоты, которые мешают радиоприему и вызывают слышимые шумы. Чтобы облегчить проблему, параллельно пускателю подключен конденсатор для подавления помех. Неотъемлемое свойство конденсатора направляет шумы через конденсатор, уменьшая их внешнюю утечку.

Однако существует множество различных типов шума, и конденсаторы не могут устранить их все. Особенно в цепях, которые работают с небольшими токами и низкими напряжениями, шум может вызвать неисправности или даже повреждения. Вот почему принимается сложный набор мер противодействия шуму, таких как использование шумовых фильтров в сочетании с катушками индуктивности и электромагнитным экранированием.

Разнообразные LC-фильтры состоят из катушек индуктивности и конденсаторов

В электронных схемах свойство конденсаторов более плавно пропускать высокочастотные переменные токи используется множеством способов. Наиболее простой формой является схема, которая сочетает в себе конденсатор и резистор.

В цепи, когда конденсатор соединен параллельно, а резистор последовательно, высокочастотные компоненты переменного тока текут в землю (землю). Такое поведение по сути фильтр нижних частот (ФНЧ) , отсекающий высокочастотные компоненты и пропускающий низкочастотные компоненты (см. левую часть рисунка ниже).

И наоборот, когда конденсатор соединен последовательно, а резистор параллельно, компоненты постоянного тока блокируются, в то время как высокочастотные компоненты переменного тока проходят через цепь, эффективно создавая фильтр верхних частот (ФВЧ) (ФВЧ) , который обрезает низкие частоты. частотные компоненты и пропускает более высокие частоты (см. правую часть рисунка ниже).

В реальных ФНЧ и ФВЧ катушки индуктивности (катушки) используются вместо резисторов для улучшения частотных характеристик и получения более крутых кривых отклика. Все вместе они называются LC-фильтрами, включая полосовые фильтры (BPF) , которые пропускают только определенные диапазоны частот, потому что все они сочетают в себе катушки индуктивности (обозначаются как L ) и конденсаторы ( C ).

Конденсаторы связи, байпаса и развязки

В схемах, включающих ИС, широко используются конденсаторы, позиционируемые как конденсаторы связи, шунтирующие конденсаторы и конденсаторы развязки.

На рисунке ниже показан пример обычной аналоговой схемы, в которой ток усиливается транзистором — ток слабого сигнала (AC) накладывается на постоянное напряжение и подается на следующий каскад. Однако, поскольку отдельные блоки схемы имеют разные условия работы, необходимо пропускать только сигнальный ток, блокируя постоянный ток, поэтому используется конденсатор. Это использование называется конденсатором связи.

Шунтирующий конденсатор используется для направления (шунтирования) помех и других компонентов переменного тока на землю. На схеме ниже он расположен между питанием и землей. Он обходит помехи, наложенные на источник питания постоянного тока, и подает стабильное напряжение на транзистор. Если напряжение, подаваемое на микросхему, колеблется, поведение схемы может стать нестабильным. Чтобы предотвратить это, между выводом питания микросхемы и землей помещается конденсатор (см. рисунок ниже). Это также пример обходного конденсатора. Его также называют развязывающим конденсатором, поскольку он отделяет переменный ток от постоянного, позволяя проходить только постоянному току. Иногда для улучшения характеристик в широком диапазоне частот конденсатор большой емкости подключают параллельно многослойному керамическому чип-конденсатору с устойчивыми высокочастотными характеристиками.

Начинающим может показаться трудной для понимания терминология в этой статье, но не стоит чувствовать себя перегруженным. Все они являются приложениями одного и того же основного свойства конденсатора: блокировать постоянный ток, позволяя пропускать переменный ток, и легче на более высоких частотах.

При этом в высокочастотном диапазоне резистивная и индуктивная (катушка) составляющие проводки и внутренних электродов становятся заметными, а сам конденсатор начинает вести себя как LC-фильтр. Другими словами, конденсатор показывает другое лицо в высокочастотной области — предмет, который мы рассмотрим в следующей статье.

Электрическое сопротивление

— Как протекает ток в цепи с конденсатором?

спросил
1 год, 5 месяцев назад

Изменено
1 год, 5 месяцев назад

Просмотрено
11 тысяч раз

$\begingroup$

Когда конденсатор подключен к батарее, в цепи начинает течь ток, который заряжает конденсатор до тех пор, пока напряжение между обкладками не станет равным напряжению батареи.

Так как между обкладками конденсатора находится изолятор/диэлектрик, как возможно, что в цепи с конденсатором протекает ток, ведь по закону Ома ток обратно пропорционален сопротивлению, а изолятор по определению имеет большое сопротивление, так что у нас в основном разомкнутая цепь?

• электрические цепи
• электрическое сопротивление
• напряжение
• емкость
• диэлектрик

$\endgroup$

$\begingroup$

Так как это q и a физики, объяснение физики в порядке.

Есть два вида тока.

Ток проводимости представляет собой чистый поток зарядов. Это то, о чем люди обычно думают, когда используют слово «ток».

Ток смещения — еще одна форма тока, впервые обнаруженная Максвеллом. Ток смещения играет существенную роль в уравнениях Максвелла. Плотность тока смещения пропорциональна производной по времени от изменения плотности электрического потока.

Когда ток электронов течет на одну сторону конденсатора, электроны накапливаются, так как им некуда деваться. По мере накопления электронов плотность электрического потока изменяется. Это вызывает или, возможно, «является» током смещения.

На противоположной пластине конденсатора происходит аналогичный процесс, но с противоположной электрической полярностью.

Ток смещения течет от одной пластины к другой через диэлектрик всякий раз, когда ток втекает или выходит из пластин конденсатора, и имеет точно такую ​​же величину, что и ток, протекающий через клеммы конденсатора.

Можно предположить, что этот ток смещения не имеет никаких реальных эффектов, кроме «сохранения» тока. Однако ток смещения создает магнитные поля так же, как и ток проводимости.

Этот ответ, возможно, больше, чем хотелось бы знать, но это часть истории электричества, которую стоит рассказать.

$\endgroup$

1

$\begingroup$

как возможно, что ток течет в цепи с конденсатором
так как по закону Ома сила тока обратно пропорциональна
сопротивление, а изолятор по определению имеет большое сопротивление, поэтому мы
в основном есть разомкнутая цепь?

Короткий ответ заключается в том, что электроны могут течь к конденсатору и от него без необходимости прохождения электронов через изоляцию между пластинами. Предлагается следующее качественное объяснение:

Если предположить, что конденсатор изначально не заряжен, то перед его подключением к батарее каждая металлическая пластина имеет равное количество протонов (положительный заряд) и высокоподвижных электронов (отрицательный заряд), так что каждая пластина электрически нейтральна и между пластинами нет напряжения (разности потенциалов).

Когда конденсатор подключен к батарее, положительная клемма батареи притягивает электроны от пластины, соединенной с ним, перемещая их к положительной клемме батареи. Это оставляет дефицит электронов на этой пластине, что делает ее положительно заряженной.

В то же время отрицательный полюс батареи подает равное количество электронов на подсоединенную к нему пластину, создавая избыток электронов, делая пластину отрицательно заряженной.

Это перемещение электронов с одной пластины на положительную клемму батареи и с отрицательной клеммы батареи на другую пластину представляет собой ток конденсатора. Обратите внимание, что электроны не проходят через изоляционный материал (диэлектрик) между пластинами.

Вы можете представить себе это примерно как электроны, «выталкиваемые» с одной пластины и «выталкиваемые» на другую силой электрического поля, создаваемого батареей, но заряды «застревают» на пластине. пластины, потому что они не могут пройти через изолирующий диэлектрик.

В конце концов, как вы, кажется, уже знаете, батарея перестает перемещать электроны между пластинами, когда разность потенциалов между пластинами становится равной разности потенциалов батареи.

Надеюсь, это поможет.

$\endgroup$

9

$\begingroup$

Удаление электронов с обкладки конденсатора, подключенной к клемме +, представляет собой ток. Поскольку эти электроны удаляются для этой пластины, происходит накопление электронов на другой пластине. Это движение электронов составляет ток.

Ток прекращается, когда потенциалы пластин конденсатора становятся равными потенциалам соответствующих клемм батареи. Это не происходит мгновенно, а скорее зависит от времени, потому что транспорт электронов из конденсатора и в него требует времени, а потенциалы зависят от дисбаланса заряда пластин.

$\endgroup$

$\begingroup$

Наличие плоского конденсатора означает, что в части
цепи (лишь малая часть; конденсаторы редко имеют такой большой зазор
как один миллиметр) нет движения электронов, только накопление
поля (в сопровождении электронов, если конденсатор не вакуумный
тип). Это проблематично, потому что есть простой способ обнаружения
ток, который заключается в наблюдении за магнитным полем, создаваемым током,
и ЧАСТЬ цепи больше не имеет тока.

Дело в том, что «поправка» на магнитное поле не
существует. Соответствующее уравнение Максвелла для тока, создающего магнетизм
имеет член, добавленный к текущему току смещения, который представляет собой скорость изменения
электрическое поле (например, поле внутри диэлектрика конденсатора).
Это дополнение к уравнению необходимо не только для цепей,
у него есть дополнительный побочный эффект, заключающийся в том, что изменяющееся электрическое поле создает магнитное поле даже при отсутствии движущихся заряженных частиц.

Этот член уравнения объясняет, почему электромагнитные волны (свет)
путешествует в вакууме. И, почему зарядка конденсатора (по-нашему
измерений) неотличимы от непрерывного течения тока в
цепь.

Буквально мы можем видеть, как светит солнце, потому что в цепи есть разрыв конденсатора.
не отличим от непрерывного тока в цепи.

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Конденсатор действительно блокирует постоянный ток (DC). Однако значительный переменный ток (AC) может протекать, когда период колебаний меньше времени зарядки конденсатора.

$\endgroup$

3

$\begingroup$

Накачка электронов в одну пластину конденсатора приводит к тому, что свободные электроны на другой пластине отталкиваются, когда они «видят» входящие другие электроны.