Kondensaatoril on teatud takistus vahelduvvoolule ja see ei juhi alalisvoolu üldse. See omadus leiab rakendust erinevates elektroonika- ja elektrotehnika valdkondades. Vahelduvvooluahela mahtuvustakistus sõltub viimase sagedusest ja kondensaatori mahtuvusest.
Sisu
- Põhimõisted
- Vastupidavuse valem
- Rakendamine praktikas
Põhimõisted
Mahtuvuslik takistus on suurus, mille loob ahelasse kuuluv kondensaator. Juhtjuhtmete takistus peaks olema tühine. Vahelduvvoolu tarnimisel toimuvad protsessid kondensaatori perioodilise laadimise ja tühjenemise tõttu.
Periood on jagatud neljaks kvartaliks. Esimese kvartali jooksul pinge kasvab. Sel hetkel läbib vooluahelat laadimisvool, mille tugevus väheneb, jõudes nullini, kui elektromotoorjõud saavutab positiivse maksimumi. Kondensaator on täielikult laetud. Pärast seda algab pingelangus. Kondensaator tühjeneb sellega ühendatud koormuse kaudu. Ahelat läbib vool.
Poolperioodi lõpuks on pinge null ja vool on suurim. Tühjendamine lõpetatud. Kolmanda kvartali alguses suureneb elektromotoorjõud, muutes selle suunda. Laadimisprotsess algab uuesti. Laadimisvoolu suund on kolmandas kvartalis sama, mis eelmisel. Kondensaatori laadimisel see väärtus väheneb. Kolmanda kvartali lõpuks on laadimisprotsess lõppenud.
Elektromotoorjõud saavutab kõrgeima negatiivse väärtuse. Ja sellel plaadil, millel esimesel poolperioodil oli positiivne laeng, on nüüd negatiivne. Neljanda kvartali jooksul kipub elektromotoorjõu väärtus taas nulli jõudma. Kondensaator tühjeneb. Vastavalt sellele ilmub vooluringi järk-järgult suurenev vool. Protsessi korratakse. Seega on kondensaatoriahela vahelduvvoolu faas pinge faasist 90 kraadi võrra ees.
Vastupidavuse valem
Mahtuvuse valem kuvatakse järgmiselt:
-
Esiteks tuleb arvutada nurksagedus. Selleks tuleb ahelat läbiva voolu sagedus (hertsides) korrutada kahekordse arvuga "pi". - Seejärel tuleks saadud arv korrutada kondensaatori mahtuvusega faradides.
Mahtuvuse väärtuse saamiseks oomides jagage üks arvuga, mis saadakse pärast nurksageduse korrutamist mahtuvusega. Sellest valemist järeldub, et mida suurem on kondensaatori mahtuvus või vahelduvvoolu sagedus, seda väiksem on selle takistus.
Kui sagedus on null (konstantne vool), muutub mahtuvuslik takistus lõpmatult suureks. Väga suur kondensaator juhib voolu laias sagedusvahemikus.
Rakendamine praktikas
Kondensaatori omadusi kasutatakse erinevate filtrite projekteerimisel. Mahtuvusliku takistuse toime sõltub sel juhul osa ühendamise meetodist:
- Kui see on ühendatud koormusega paralleelselt, saate filtri, mis lükkab kõrged sagedused tagasi. Nende kasvuga väheneb kondensaatori takistus. Sellest tulenevalt on koormus kõrgetel sagedustel šunteeritud rohkem kui madalatel sagedustel.
- Kui osa on koormusega järjestikku ühendatud, saate madalsagedusfiltri. See ahel ei lase ka alalispingel läbida.
Teine rakendusvaldkond on muutuva komponendi eraldamine konstandist. Näiteks helivõimendite lõppjärgus. Mida suurem on võimsus, seda madalamat sagedust suudab ühendatud kõlar taasesitada.
Toiteallika filtrites kasutatakse koos mahtuvusliku takistusega ka laengu akumuleerumise ja vabanemise omadust. Koormuse suurendamise hetkel tühjeneb filtri laetud võimsus, andes lisaenergiat. Samuti summutab see pulsatsiooni ja muud parasiitsignaalid, lastes need läbi iseenda ja sulgedes ühise juhtme. Seega tagatakse koormuse pinge tasandamine ja säilitamine ettenähtud piirides ning ebastabiilset tööd põhjustavate soovimatute astmetevaheliste ühenduste kõrvaldamine.
Oma omaduste tõttu kasutatakse kondensaatoreid juhtudel, kui on vaja edastada samade juhtmete kaudu nii alalis- kui ka vahelduvvoolu. Püsipinge allikas on ühendatud kondensaatori ühise juhtme ja teise väljundigamille kaudu on ühendatud vahelduvvoolu pingeallikas. Teisel pool toimub eraldumine: muutuv tarbija ühendatakse läbi sama võimsusega kondensaatori ja konstantne tarbija on ühendatud otse, osa klemmidega.
Tavaline näide sellisest kasutusest on võimendiga televiisori väliantenn. Toiteallikaks on teler ise või kaabliga ühendatud seade, mida nimetatakse "pihustiks". Signaali eraldamine ja filtreerimine toimub antennivõimendis. Seega laialdaselt kasutatakse kondensaatori mahtuvuslikku takistust. Filtrid viivitavad mõnda signaali ja lasevad teistest mööda.
Tänu sellele omadusele on võimalik edastada korraga nii vahelduv- kui alalispinget, millel pole mõne sideliini ehitamisel vähe tähtsust.
