2015-05-26
1457
Общие сведения
Кроме резисторов, в электрических и электронных цепях наиболее часто применяются конденсаторы. Их применения и конструкции многообразны.
Основные параметры конденсаторов следующие:
Емкость C, характеризующая способность конденсатора накапливать заряды на своих обкладках (электродах), величина которой пропорциональна площади обкладок конденсатора, диэлектрической постоянной изоляционного материала и обратно пропорциональна расстоянию между обкладками.
Номинальное напряжение как наибольшее допустимое напряжение, которое может быть приложено к обкладкам конденсатора в течение продолжительного времени.
Сопротивление изоляции между обкладками конденсатора, которое должно быть как можно большим (> 1 ГОм), так чтобы ток утечки был как можно меньше.
Заряд, запасаемый в конденсаторе, который зависит от зарядного тока и времени его протекания.
В процессе заряда постоянным напряжением или разряда конденсатора ток в нем и напряжение между его обкладками изменяются по экспоненциальному закону.
|
|
|
· При заряде конденсатора:
iС = (U ¤ R) ×e-t ¤ t;
uС = U (1 - e-t ¤ t).
Время t, за которое зарядный ток снижается в е раз (2,718), называется постоянной времени. Таким образом через отрезок времени t ток разряда составляет примерно 0,37 от первоначального значения U/R, через 2t – 0,135 U/R, через 3t – 0,05 U/R и т.д. Соответственно, напряжение на конденсаторе возрастает за время t до 0,63 U, за 2t – до 0,865 U, за 3t – до 0,95 U/R и т.д. За время (3…4) t процесс почти полностью затухает.
Постоянная времени цепи, содержащей последовательно соединенные R и C, равна
t = R ×С.
· При разряде конденсатора
iС = - (U ¤ R) ×e-t ¤ t;
uС = U e-t ¤ t,
где также t = R ×С.
Экспериментальная часть
Задание
Выведите на дисплей виртуального осциллографа кривые изменения напряжения и тока заряда/разряда конденсатора и определите по кривым следующие параметры:
· постоянную времени цепи t,
· емкость С,
· мгновенное значение напряжения uC на обкладках конденсатора спустя 0,5 мс после начала разряда.
