Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Емкость. Конденсатор





Элементы электрической цепи синусоидального тока

 

В отличие от цепей постоянного тока, элементами которых, кроме источников ЭДС, могут быть только резистивные элементы, в цепях переменного тока могут быть использованы элементы, обладающие индуктивностью и емкостью (то есть индуктивные и емкостные элементы).

 

 

Емкость – идеальный двухполюсный элемент, в котором происходит накопление энергии электрического поля. Введение в теоретическое рассмотрение емкости позволяет описывать процессы, связанные с накоплением электрических зарядов в каком-либо участке цепи, например в конденсаторе. Условно конденсатор можно представить двумя проводящими пластинами (обкладками), разделенными вакуумом или слоем диэлектрика. УГО емкостного элемента представлено на рисунке 3. Накапливаемый в емкости заряд q связан с напряжением и на этом элементе следующим соотношением: q = – Си. В этой формуле q заряд той обкладки в обозначении емкости, в которую втекает ток проводимости (упирается стрелка опорного направления тока). Другая обкладка имеет такой же заряд, но противоположного знака.

Рисунок 3

 

Параметр (коэффициент) С называется, как и сам элемент, емкостью. В простейшем случае заряд q прямо пропорционален напряжению и, что соответствует линейной емкости. Для линейного элемента коэффициент С не зависит от напряжения или заряда и положителен. Ток i, протекающий через емкость, пропорционален скорости изменения напряжения и между полюсами. При согласованных опорных направлениях тока и напряжения для линейной и независящей от времени емкости справедливы соотношения:

 

 

В реальных цепях недопустим бесконечный ток, а значит, невозможны и скачки заряда: заряд не может мгновенно накопиться или рассосаться. Следовательно, заряд емкости является непрерывной функцией времени. Если емкость постоянна во времени, справедливо утверждение: напряжение на емкости является непрерывной функцией времени. В дальнейшем рассматриваются линейные и неизменные во времени емкости.



Единица измерения емкости – фарад. Сокращенное обозначение – Ф (в России) или F (международное обозначение). Обычно на практике используют дольные единицы: пикофарад (обозначение – пФ, или pF), микрофарад (соответственно мкФ или mF).

Чтобы реализовать нужную емкость, присутствующую на схеме электрической цепи, в цепь включают соответствующий конденсатор. Существуют различные конструкции конденсаторов, в частности с плоскими, цилиндрическими и свернутыми в спираль обкладками. Проводящие обкладки разделяют воздушным зазором или разнообразными диэлектрическими материалами – специальной бумагой, слюдой, керамикой, полимерами, оксидами металлов.

 

Вплоть до весьма высоких частот вместо конденсатора в эквивалентных схемах может быть использована схема замещения, приведенная на рисунке 4, а. Помимо емкости С она содержит проводимость утечки G0 (или сопротивление R0 = 1/G0). Проводимость утечки позволяет учесть потери энергии в диэлектрике, вызванные отличной от нуля проводимостью диэлектрика. В таком диэлектрике возникает слабый ток проводимости, который называют током утечки. Значение G0 зависит от частоты, причем по-разному для разных изолирующих материалов. Поэтому в конденсаторах, предназначенных для различных частотных диапазонов, используют наиболее подходящие диэлектрики.

 

Рисунок 4

 

По мере увеличения частоты можно обнаружить, что ток утечки становится незначительным по сравнению с током смещения, замыкающимся между обкладками. Зато на высоких частотах приходится считаться с тепловыми потерями в обкладках и индукционными явлениями в проводниках. Эти эффекты учитывают добавлением в схему замещения сопротивления потерь r0 и индуктивности L0. Таким образом на очень высоких частотах (диапазон СВЧ) схема замещения конденсатора имеет вид, представленный на рисунке 4, б.

 





Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 332; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2021) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.001 сек.