Постоянный ток не проходит через конденсатор. Почему переменный ток проходит через конденсатор, а постоянный не проходит
>>Физика 11 класс >> Конденсатор в цепи переменного тока
§ 33 КОНДЕНСАТОР В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО 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. 4.13), соединенных последовательно. 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. 4.14).
Напряжение на конденсаторе
Сила тока, представляющая собой производную заряда по времени, равна:
Следовательно, колебания силы тока опережают по фазе колебания напряжения на конденсаторе на (рис. 4.15).
Амплитуда силы тока равна:
I m = U m C. (4.29)
Если ввести обозначение
и вместо амплитуд силы тока и напряжения использовать их действующие значения, то получим
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. формулу (4.17)). 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 .
1. Как связаны между собой действующие значения силы тока и напряжения на конденсаторе в цепи переменного тока!
2. Выделяется ли энергия в цепи, содержащей только конденсатор, если активным сопротивлением цепи можно пренебречь!
3. Выключатель цепи представляет собой своего рода конденсатор. Почему же выключатель надежно размыкает цепь!
Что такое переменный ток
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.
Переменным обычно называют напряжение или ток, направление и величина которого меняются не под действием внешних факторов, например нагрузки, а вполне «самостоятельно»: именно таким его вырабатывает генератор. К тому же, эти изменения должны быть периодическими, т.е. повторяющимися через определенный промежуток времени, называемый периодом.
Если же напряжение или ток меняетс
Почему переменный ток проходит через конденсатор,а постоянный нет?
Если на конденсатор дать постоянное напряжение — он зарядится и на этом весь процесс закончится. Если же переменное — при положительной полуволне конденсатор будет заряжаться, при отрицательной — разряжаться на нагрузку и через нее пойдет ток
Конденсатор электрический — элемент электрической цепи, предназначенный для использования его электрической емкости. Конденсатор это пассивный элемент электрической цепи. Обычно состоит из двух электродов в форме пластин или цилиндров (называемых обкладками) , разделённых изолятором, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок. При приложении постоянного электрического напряжения к обкладкам конденсатора в него втекает электрический заряд, заряжая обкладки конденсатора, в результате чего между обкладками возникает электрическое поле. После того, как это поле возникло, ток прекращается. Заряженный таким образом конденсатор можно отсоединить от источника и использовать для хранения запасенной в нем электрической энергии. Именно для хранения электрической энергии конденсатор и был изобретен в 1745 году физиками Эвальдом Юргеном фон Клейстим из Германии и голландцем Питером ван Мушенбруком. Первый конденсатор был изготовлен ими в лаборатории в Лейдене и по месту своего создания был назван «лейденской банкой» .
конденсатор является для пост. тока сопротивлением.
Согласно теории различения соединение конденсатора с индуктивной катушкой в колебательный контур – это следствие «п-п перехода». При разрядке конденсатора и при протекании вследствие этого электрического тока через катушку в ней происходит зеркальная индукция электрического тока за счёт структуры переменного (вращающегося) тока и полевого пространственного перехода («п-п перехода»). Вот потому вместе с разрядкой конденсатора происходит симметричная его зарядка, что и образует постоянные электрические колебания в контуре. В связи с этим колебательный контур не может работать на постоянном (линейном) токе, как не обеспечивающем условие «п-п перехода».
что будет если через конденсатор предназначенный для постоянного тока пустить переменный ток даже если и через диод
Конденсатор изначально не предназначен ни для переменного, ни для постоянного тока. Он просто заряжается или разряжается. Пока ток увеличивается, он заряжается, и наоборот…
Если на электролитический (полярный) конденсатор подать переменку — да еще большую — просто взорвется.
Электролит нельзя включать в цепь переменного тока, взорвётся. Если включить через диод — катод диода к плюсу конденсатора, то такой режим допускается.
Через диод можно подключать, но только через диод, т. е. ты уже подаёшь постоянку. Если переменный ток превысит параметры элекролитического конденсатора, конденсатор взорвётся из-за вскипания электролита.
Начнем сразу с определений, чтобы дать корректный ответ: знакопеременный ток — ток, изменяющийся со временем, с изменением направления тока (например — синус в обычной розетке) однонаправленный ток — ток, изменяющийся со временем, без изменения направления тока (например — ток (не напряжение) в том же компьютере на питающих линиях, в некоторых случаях как производное от однонаправленного напряжения (например — троллейбусные провода — напряжение плавает +/-12%)) Если в цепь знакопеременного тока поставить диод, то он обрежет почти идеально (обратное сопротивление не бесконечно) одно направление, и если после этого поставить конденсатор в правильной полярности, то он будет сглаживать пульсации тока (с учетом специфики — высокочастотные не так сильно будут сглаживаться) , на этом строятся простые блоки питания — трансформатор понижает напряжение до требуемого порога, затем диодным мостом (четыре диода, при помощи которых «переворачивается» отрицательная часть напряжения) приводится к однонаправленному току, и затем конденсаторами большой емкости сглаживаются пульсации, при этом на выходе получается стабилизированное напряжение. Если полярный электролитический конденсатор всунуть в цепь знакопеременную или просто перепутать полярность, то он будет: очень сильно греться, при достаточном токе может взорваться.
Скорее всего он выйдет из строя.
электролитический конденсатор работает только при условии соблюдении полярности. при включении, внутри образуется оксидная пленка, которая является диэлектриком. если полярность перепутана, эта пленка разрушается и конденсатор пробивается (коротит и нагревается, а затем происходит взрыв из за скопившихся в нем газов. через диод переменный ток не пройдет никак. возможно подключение конденсатора к переменному при шунтировании обратного напряжения диодом. (например в колонках иногда чтобы не ставить неполярные 200мкф, ставят два электролита с диодами. один работает на положительную полуволну, другой на отрицательную. но на качество звука это тоже влияет не в лучшую сторону.
Включать диод последовательно с конденсаторм-самая грубая ошибка электронщика. Он зарядится, и ток через него прекратится. Разряжаться же ему некуда.
только так: <img src=»//otvet.imgsmail.ru/download/63029280_d4db587edc9c0b29a8a79e20cce0acf4_800.jpg» alt=»» data-lsrc=»//otvet.imgsmail.ru/download/63029280_d4db587edc9c0b29a8a79e20cce0acf4_120x120.jpg» data-big=»1″>
если включить последовательно с потребителем в цепь 220 вольт неполярный конденсатор, то как изменится напряжение?
Конденсатор в цепи переменного тока ведёт себя как сопротивление. Формулы приводить не буду. Сопротивление конденсатора определяется емкостью и частотой. Частота в сеи 220 В — стабильная 50 Гц. Следовательно, сопротивление конденсатора линейно зависит от ёмкости — чем больше ёмкость, тем меньше сопротивление. При последовательном включении потребитель и сопротивление (конденсатор) образуют делитель напряжения. Отсюда вывод: чем больше ёмкость конденсатора, тем меньше его сопротивление, тем меньше напряжение на кондёре, тем большее напряжение на потребителе. И наоборот. Это всё, разумеется, только для активной нагрузки, с реактивной всё намного сложнее. Кстати, схема с последовательным включение конденсатора применяется для уменьшения напряжения на лампах накаливания, эта схема лучше чем включение через диод. В частности, для лампочки 100 Вт, чтобы уменьшить напряжение на ней примерно до половины, требуется конденсатор ёмкостью около 2 мкФ.
Скорее всего напряжение упадёт. Больше ёмкость — меньшенапряжение. зы могу ошибаться
Расчет реактивной проводимости: Y=j(omega)C. Такой способ используется для понижения напряжения.
зависит от таго как включать если паролельно то чем больше емкасть тем менше напряжение но в 220 ты бальшую масть не ваткеш и кадер срежит высокочастотную составляющию и стабилизирует напругу
Напряжение явно упадёт для активной нагрузки (типа нагревателя) — просто измениться фаза напряжения на 90 градусов, но толку то от этого? . Если же нагрузка реактивная (импульсные потребители, типа дуговой сварки) , то составляющая мгновенного напряжения конечно же возрастает ((С) журнал «Наука и Жизнь»). А зависимость простая — закон ома, только для динамики: Id=Ud/Rd. Формулы вычислений любой составляющей — в любом учебнике, но для импульсных систем надо искать серьезнее, всё зависит тут от вида нагрузки.
А почему бы формулу не привести? Ведь формула простая-сопротивление= 1/2пиfC Для 2 мкФ ~1,6 кОм лампа 100 Вт~0,45A~490 Ом Поэтому на лампе окажется немного более 50 вольт.
К ответу «dreamer» конденсатор при подключении к катушке индуктивности, к трансформатору (который является минимум двумя катушками на одном магните) может как понизить так и повысить напряжение на ней в зависимости от соотношения индуктивного и емкостного сопротивления (если одинаковые то в идеале вплоть до бесконечности «резонанс» ) П. С. складываются реактивные сопротивления через квадраты Z=sqrt((R^2)+((Xl-Xc)^2)) если каково-то элемента нет в цепи его сопротивление = 0
Зависит от потребителя. Если это лампочка (активное сопротивление), то напряжение на ней снизится (чем меньше ёмкость — тем сильнее). А вот если нагрузка — трансформатор, то напряжение на нём может сильно увеличиться — даже выше напряжения сети (резонанс).
почему электролитические конденсаторы нельзя включать в цепь переменного тока?
Потому что они (обычно) полярные, то есть работают при одной полярности напряжения, а при противоположной полярности плёнка оксида алюминия или тантала растворяется, начинается электрохимическая реакция, идёт постоянный ток, электролит вскипает и конденсатор взрывается….
А попробовать » встречное » включение ( с учётом запаса прочности по напряжению) ???Слабо? У всех людей это работает а у тебя нельзя? ПОЧЕМУ ???
Полярные электролитические конденсаторы предназначены для работы в цепях постоянного и пульсирующего тока. Однако если включить два однотипных конденсатора последовательно (плюс с плюсом) , то получится неполярный конденсатор, который можно использовать в цепях переменного тока, правда, с напряжением, гораздо меньшим, чем номинальное рабочее напряжение для работы конденсатора в цепи постоянного тока. Предохранить конденсаторы от пробоя напряжением обратной полярности можно с помощью шунтирующих диодов<img src=»//otvet.imgsmail.ru/download/43449c63f2752f89e5a4de02dfd191bc_i-198.jpg» >
В усилителях НЧ частенько ставят элекртолитические конденсаторы, для работы в цепях переменного тока.
Для переменного тока выпускаются тн неполярные электролитические конденсаторы NP.
Если хотите, то классический ответ: Электролитические конденсаторы содержат электролит (это ясно из названия) , служащую фактически одной обкладкой конденсатора. Алюминиевая фольга служит другой обкладкой конденсатора. А диэлектриком между ними служит тонкий слой окисной пленки. Чем тоньше диэлектрик — тем выше емкость конденсатора, надеюсь это вы помните из курса физики. При приложении к электролиту и фольге обратного напряжения, происходит растворение окисной пленки, фактически превращение диэлектрика — в проводник. В дальнейшем увеличивается ток, происходит разогрев, закипание электролита и взрыв конденсатора.
Да, взрываются они не по детски. С шипением и далеко фольгу разбрасывает. Можно и глазья повыбивать.
Того шо ЯК ЙЬОБНЕ!!! Видишь ли Ируня они имеют свойство всзрываться при приложении обратной напруги ибо оксидный диелектрик становится проводником. НО! Если два однотипных кондея включить «жопка до жопки» то есть минус к минусу то к их свободным плюсам можно подключать переменку.
Потому, что они взорвутся.
почему конденсатор в цепи переменного тока становиться сопротивлением? ответ обосновать
При включении конденсатора в цепь переменного тока процесс его зарядки длится четверть периода. После достижения амплитудного значения напряжение между обкладками конденсатора уменьшается и конденсатор в течение четверти периода разряжается. В следующую четверть периода конденсатор вновь заряжается, но полярность напряжения на его обкладках изменяется на противоположную и т. д. Процессы зарядки и разрядки конденсатора чередуются с периодом, равным периоду колебаний приложенного переменного напряжения. Как и в цепи постоянного тока, через диэлектрик, разделяющий обкладки конденсатора, электрические заряды не проходят. Но в результате периодически повторяющихся процессов зарядки и разрядки конденсатора по проводам, соединенным с его выводами, течет переменный ток. колебания напряжения на обкладках конденсатора в цепи переменного тока отстают по фазе от колебаний силы тока на π/2 или колебания силы тока опережают по фазе колебания напряжения на π/2 . Это означает, что в момент, когда конденсатор начинает заряжаться, сила тока максимальна, а напряжение равно нулю. После того как напряжение достигает максимума, сила тока становится равной нулю и т. д. Отношение амплитуды колебаний напряжения на конденсаторе к амплитуде колебаний силы тока называют емкостным сопротивлением конденсатора (обозначается Хс) : <img src=»//otvet.imgsmail.ru/download/a7b78e287b4e9ba46a70937c3c1e21f7_i-1911.jpg» > Связь между амплитудным значением силы тока и амплитудным значением напряжения по форме совпадает с выражением закона Ома для участка цепи постоянного тока, в котором вместо электрического сопротивления фигурирует емкостное сопротивление конденсатора: <img src=»//otvet.imgsmail.ru/download/a7b78e287b4e9ba46a70937c3c1e21f7_i-1912.jpg» > Емкостное сопротивление конденсатора не является постоянной величиной. Оно обратно пропорционально частоте переменного тока. Поэтому амплитуда колебаний силы тока в цепи конденсатора при постоянной амплитуде колебаний напряжения на конденсаторе возрастает прямо пропорционально частоте.
Хм… потому что в постоянном токе он вообще разрыв, а в переменном может всё-таки через себя что-то пропустить, и тем больше, чем больше частота. Тем более это не то сопротивление, которое резистор, а реактивное.
