Kondensator w obwodzie prądu przemiennego lub stałego, często nazywany po prostu przewodnikiem, składa się z pary płytek pokrytych warstwą izolacji. Jeśli do tego urządzenia zostanie doprowadzony prąd, zostanie ono naładowane i utrzyma je w sobie przez jakiś czas. Jego pojemność w dużej mierze zależy od szczeliny między płytami.
Zadowolony
- Zasada działania
- Opis kondensatora DC
- Cechy urządzenia z prądem przemiennym
Zasada działania
Kondensator można wykonać na różne sposoby, ale istota pracy i jej główne elementy pozostają w każdym przypadku niezmienione. Aby zrozumieć, jak to działa, musisz wziąć pod uwagę jego najprostszy model.
Najprostsze urządzenie ma dwie płytki: jedna z nich jest naładowana dodatnio, druga - przeciwnie, ujemnie. Chociaż te zarzuty są przeciwne, są jednakowe. Przyciąga je pewna siła, która zależy od odległości. Im bliżej siebie znajdują się płytki, tym większa siła przyciągania między nimi. Dzięki tej atrakcji ładowane urządzenie nie rozładowuje się.
Wystarczy jednak ułożyć dowolny przewodnik między dwiema płytkami, a urządzenie zostanie natychmiast rozładowane. Wszystkie elektrony z ujemnie naładowanej płytki natychmiast przejdą do dodatnio naładowanej, w wyniku czego ładunek się wyrówna. Innymi słowy, aby usunąć ładunek z kondensatora, wystarczy zamknąć dwie jego płytki.
Opis kondensatora DC
Obwody elektryczne są dwojakiego rodzaju - stały lub zmienne. Wszystko zależy od tego, jak płynie w nich prąd elektryczny. Urządzenia na tych obwodach zachowują się inaczej.
Aby zastanowić się, jak kondensator zachowa się w obwodzie prądu stałego, potrzebujesz:
- Weź zasilacz o stałym napięciu i określ wartość napięcia. Na przykład „12 V”.
- Zainstaluj żarówkę przystosowaną do tego samego napięcia.
- Zainstaluj kondensator w sieci.
Nie będzie efektu: światło nie zaświeci się, a jeśli usuniesz kondensator z obwodu, pojawi się światło. Jeśli urządzenie jest podłączone do sieci prądu przemiennego, po prostu się nie zamknie, dlatego nie będzie mógł tutaj przepłynąć żaden prąd elektryczny. Stały - nie jest w stanie przejść przez sieć, w której znajduje się kondensator. To wszystko wina płytek tego urządzenia, a raczej dielektryka, który oddziela te płytki.
Możesz również upewnić się, że w sieci DC nie ma napięcia w inny sposób. Możesz podłączyć wszystko do sieci, najważniejsze jest to, że w obwodzie znajduje się źródło stałego prądu elektrycznego. Elementem, który zasygnalizuje brak napięcia w sieci lub odwrotnie, jego obecność, może być również dowolne urządzenie elektryczne. Do tych celów najlepiej jest użyć żarówki: będzie świecić, jeśli jest prąd elektryczny, i nie świecić, jeśli w sieci nie ma napięcia.
Można wywnioskować, że kondensator nie jest w stanie samodzielnie przewodzić prądu stałego, ale wniosek ten jest błędny. W rzeczywistości prąd elektryczny pojawia się natychmiast po przyłożeniu napięcia, ale natychmiast znika. W tym przypadku mija zaledwie kilka ułamków sekundy. Dokładny czas trwania zależy od wielkości urządzenia, ale zwykle nie jest to brane pod uwagę.
Cechy urządzenia z prądem przemiennym
Aby ustalić, czy przepłynie przemienny prąd elektryczny, konieczne jest podłączenie urządzenia do odpowiedniego obwodu. W takim przypadku głównym źródłem energii elektrycznej powinno być urządzenie generujące dokładnie przemienny prąd elektryczny.
Stały prąd elektryczny nie przepływa przez kondensator, ale naprzemienny przepływa, a urządzenie stale opiera się przepływającemu przez niego prądowi elektrycznemu. Wielkość tej rezystancji jest związana z częstotliwością. Zależność tutaj jest odwrotnie proporcjonalna: im niższa częstotliwość, tym wyższa rezystancja. Jeśli do źródło przemiennego prądu elektrycznego podłącz konder, wtedy najwyższa wartość napięcia tutaj będzie zależeć od natężenia prądu.
Aby upewnić się, że kondensator może przewodzić przemienny prąd elektryczny, najprostszy obwód, składający się z:
- Obecne źródło. Musi być zmienna.
- Skraplacz.
- Odbiorca prądu elektrycznego. Najlepiej użyć lampy.
Warto jednak pamiętać o jednej rzeczy: lampa zapali się tylko wtedy, gdy urządzenie ma dość dużą pojemność. Prąd przemienny ma taki wpływ na kondensator, że urządzenie zaczyna się ładować i rozładowywać. A prąd płynący przez sieć podczas ładowania podnosi temperaturę żarnika lampy. W rezultacie świeci.
Prąd ładowania w dużej mierze zależy od pojemności urządzenia podłączonego do sieci AC. Zależność jest wprost proporcjonalna: im większą ma pojemność, tym większa wartość charakteryzująca siłę prądu ładowania. Aby się o tym przekonać, wystarczy zwiększyć pojemność. Zaraz po tym lampa zacznie świecić jaśniej, ponieważ jej włókna będą się bardziej nagrzewać. Jak widać kondensator, który pełni rolę jednego z elementów obwodu prądu przemiennego, zachowuje się inaczej niż stały rezystor.
Po podłączeniu kondensatora AC zaczynają się bardziej złożone procesy. Narzędzie takie jak wektor pomoże ci je lepiej zrozumieć. Główną ideą wektora w tym przypadku będzie to, że można przedstawić wartość sygnału zmiennego w czasie jako iloczyn sygnału zespolonego, będącego funkcją osi reprezentującej czas i liczby zespolonej, która nie jest ze sobą powiązana z czasem.
Ponieważ wektory są reprezentowane przez pewną wielkość i pewien kąt, można je narysować w postaci strzałki obracającej się w płaszczyźnie współrzędnych. Napięcie na urządzeniu jest nieco opóźnione w stosunku do prądu, a oba wektory, według których są oznaczone, obracają się w samolocie w stosunku do wskazówek godzinowych.
Kondensator w sieci prądu przemiennego może być okresowo ładowany: albo uzyskuje jakiś ładunek, albo wręcz przeciwnie, oddaje go. Oznacza to, że przewodnik i źródło przemiennego prądu elektrycznego w sieci stale wymieniają ze sobą energię elektryczną. Ten rodzaj elektryczności w elektrotechnice nazywa się reaktywną.
Kondensator nie przepuszcza stałego prądu elektrycznego przez sieć. W takim przypadku będzie miał opór równy nieskończoności. Przez to urządzenie może przepływać zmienny prąd elektryczny. W tym przypadku rezystancja ma skończoną wartość.
