Резистор, конденсатор, катушка индуктивности в цепи переменного тока

Презентация на тему:
«Резистор, конденсатор, катушка индуктивности в цепи
переменного тока»
• Конденсаатор — (от лат. condensare — «уплотнять»,
«сгущать» или от лат. condensatio — «накопление») —
двухполюсник с определённым или переменным
значением ёмкости и малой проводимостью; устройство
для накопления заряда и энергии электрического поля.
Конденсатор является пассивным электронным компонентом. В
простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в
форме пластин (называемых обкладками), разделённых
диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами
обкладок (см. рис.). Практически применяемые конденсаторы имеют
много слоёв диэлектрика и многослойные электроды, или ленты
чередующихся диэлектрика и электродов, свёрнутые в цилиндр или
параллелепипед со скруглёнными четырьмя рёбрами (из-за намотки).

3. Виды конденсаторов

• 1. воздушный
• 2.бумажный
• 3.керамический
• 4.слюдяной
• 5.электролитический
Обозначение конденсаторов на схемах по ГОСТу
В России условные графические обозначения конденсаторов на схемах должны
соответствовать ГОСТ 2.728-74 либо международному стандарту IEEE 315—1975:
Обозначение
по ГОСТ 2.728-74Описание Конденсатор постоянной ёмкости Поляризованный (полярный)
конденсатор Подстроечный конденсатор переменной ёмкости ВарикапНа
электрических принципиальных схемах номинальная ёмкость конденсаторов обычно
указывается в микрофарадах (1 мкФ = 1·106 пФ = 1·10−6 Ф) и пикофарадах (1 пФ = 1·10−12Ф),
но нередко и в нанофарадах (1 нФ = 1·10−9 Ф). При ёмкости не более 0,01 мкФ, ёмкость
конденсатора указывают в пикофарадах, при этом допустимо не указывать единицу измерения,
то есть постфикс «пФ» опускают. При обозначении номинала ёмкости в других единицах
указывают единицу измерения. Для электролитических конденсаторов, а также для
высоковольтных конденсаторов на схемах, после обозначения номинала ёмкости, указывают их
максимальное рабочее напряжение в вольтах (В) или киловольтах (кВ). Например так: «10 мкФ
x 10 В». Для переменных конденсаторов указывают диапазон изменения ёмкости, например
так: «10 — 180». В настоящее время изготавливаются конденсаторы с номинальными
ёмкостями из десятичнологарифмических рядов значений Е3, Е6, Е12, Е24, то есть на одну
декаду приходится 3, 6, 12, 24 значения, так, чтобы значения с соответствующим допуском
(разбросом) перекрывали всю декаду.

7. Применение конденсаторов

• накапливать на короткое время заряд или энергию
для быстрого изменения потенциала;
• радиотехника:колебательный контур,выпрямитель;
• вспышка при фотографировании;
• клавиатура компьютера;
• электротехника ;
• защита оборудования силовых цепей
электровозов;

8. Конденсаторы электровозов

КОНДЕНСАТОРЫ КС-0,5-19
•Назначение. Конденсаторы КС-0,5-19 (рис. 8.48) предназначены для
работы в цепях вспомогательных машин. Они удовлетворяют
требованиям, предъявляемым к тяговой электроаппаратуре, и
устанавливаются при замене комплекта конденсаторов типа КМ-0,5.
•Конструкция.
Конструкция. Конденсаторы состоят из корпуса, крышки с выводами и выемной части. Корпус, сваренный из
листовой стали, имеет скобы для перемещения конденсатора. На крышке, штампованной из листовой стали,
расположены изоляторы с выводами для подключения проводов. Пакет выемной части состоит из секций,
образующих две группы конденсаторов, соединенных параллельно. Группы имеют общий вывод, обозначенный на
крышке знаком 0. Каждая секция снабжена индивидуальным плавким предохранителем, встроенным в конденсатор
и недоступным для замены. При коротком замыкании перегорает предохранитель секции и она отключается. При
этом снижается емкость конденсатора, но он не выводится из работы.
•Благодаря
Благодаря применению специальной синтетической пропитывающей жидкости конденсаторы могут работать при
температуре —50 °С.

10. Защита оборудования силовых цепей

Защита от перенапряжений и помехоподавляющее устройство. Защита от атмосферных и
коммутационных перенапряжений осуществляется биполярным разрядником 48-2 типа РМВУ-3,3,
который вместе с регистратором числа срабатываний установлен на крыше 2-й секции и подключен
к главной токоведущей шине.
Для снижении уровня помех в канале поездной радиосвязи, возникающих при работе локомотивного
электрооборудования, на электровозах ВЛЮ до № 1 704 (ТЭВЗ) и до № 1348 (НЭВЗ) установлено
устройство, состоящее из контура индуктивности и емкости. В качестве индуктивности применен
дроссель Д-8Г (схемное обозначение 21-1), который включен в силовую цепь между токоприемником
и быстродействующими выключателями 51-1 и 53-2. В качестве емкости применен конденсатор
(схемное обозначение 156-1), подключенный в силовую цепь между дросселем и
быстродействующим выключателями.
Начиная с электровозов ВЛ10-1704 выпуска ТЭВЗ и ВЛ10-1318 выпуска НЭВЗ, внедрена новая
схема п о м е х о п о д а в л е н и я, которая обеспечивает комплексное подавление помех в канале
поездной радиосвязи как от нарушения токосъема, так и от работы электрооборудования. С этой
целью установлены дроссели 21-1 и 21-2, конденсаторы 156-1, 156-2, блоки разделительного
контура 230-1, 230-2 и конденсатор 219-1.
При такой схеме помехоподавляющего устройства снижение уровня помех от токосъема достигается
благодаря образованию резонансного контура, который настраивается на частоту радиостанции.
Настройка контура на частоту 2130 кГц достигается с помощью конденсатора С2 (рис. 216).
От больших токов к. з. силовая цепь защищена быстродействующим автоматическим
выключателем 51-1 (БВ-1). Защита от малых токов к. з., не превышающих тока установки
выключателя БВ-1, осуществляется дифференциальным реле 52-1, которое при срабатывании
своими блок-контактами разрывает цепь удерживающей катушки выключателя 51-1.
Для защиты высоковольтных шин, установленных на крыше электровоза, от помех, создаваемых
электрооборудованием электровоза, служит конденсатор 219-1, включенный у главного ввода. — »~ _
Защита от коротких замыканий.

11.  Схема помехоподавляющего устройства

Схема помехоподавляющего устройства

Действие защиты
(ТЭВЗ) и до № 1308 (НЭВЗ) защита осуществляется
переключением двигателей на последовательное возбуждение
быстродействующими контакторами БК-2Б (302-1, 303-1, 302-2,
303-2, рис. 217, ■218, 219), удерживающие катушки которых
включены в цепь двигателей вентиляторов.
Для снижения перенапряжений контакты БК шунтированы
разрядными резисторами Р203—Р204, Р207—Р208, Р211—Р212,
Р213—Р214. Этой же цели служат разрядные резисторы Р201—
Р202 и Р209—Р210 генераторов преобразователей.
Действие защиты во время рекуперативного торможения
контактором БК-2Б можно рассмотреть на примере
параллельного соединения обмоток якорей тяговых двигателей
(см. рис. 217). При к. з. напряжение в контактной сети равно нулю,
поэтому ток к. з. будет быстро расти. Возрастание тока к. з. в
обмотках противовозбуждения 112—НИ2 и НЗ—ИНЗ генераторов
преобразователей не может вызвать быстрого уменьшения их
магнитного потока и э. д. с, что объясняется значительным
отставанием магнитного потока от тока. За время к. з. магнитный
поток генераторов преобразователей практически не
уменьшается.

13.  Схема действия защиты при к. з. в процессе рекуперативного торможения на параллельном соединении обмоток якорей тяговых двигателей элект

Схема действия защиты при к. з. в процессе рекуперативного
торможения на параллельном соединении обмоток якорей
тяговых двигателей электровозов с контакторами БК-2Б

14. Техника безопасности:

Заряженный
конденсатор опасен
для жизни!
1.Резистор в цепи переменного
тока
Схема включения
u=U cosωt
~
u i
Umcosωt
m
R
R – активное
сопротивление
Y
T= 2π/ω
Um
Im
O
-Im
-Um
T/2
T
t
Im
Um
O
Напряжение и сила тока в резисторе
совпадают по фазе в любой момент
X

16. 2. Мощность тока в резисторе

P
0.5
t
O
T/4
T/2
Действующее значение силы
переменного тока равно силе
постоянного тока, при котором в
проводнике выделяется такое же
количество теплоты, что и при
3T/4
T
3. Конденсатор в цепи переменного тока
u=Umcosωt
Схема включения
~
u i
Umcosωt
С
Ёмкостное
сопротивление
T= 2π/ω
Um
Im
O
-Im
-Um
T/2
T
t
Im
Um
O
X
Сила тока через конденсатор опережает
напряжение на нем на π/2
4. Мощность тока на конденсаторе
T/2
O
T/4
3T/4
T
t
Среднее значение мощности
переменного тока на конденсаторе за
5. катушка индуктивности в цепи переменного тока
u=Umcosωt
Схема включения
~
u i
Umcosωt
L
Индуктивное
сопротивлени
е
T= 2π/ω
Um
Im
O
-Im
T/2
T
t
O
Im
Um
X
Колебания силы тока в катушке индуктивности
отстают по фазе на π/2 от колебаний напряжения
6. Мощность тока в катушке
T/2
O
T/4
3T/4
T
t
Среднее значение мощности переменного
тока в катушке индуктивности за период Т
Список литературы
1.Мякишев Г.Я.,Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н., Физика: учебник для 10 кл.
общеобразовательных учреждений.- М.: Просвещение, 2005.
2.Бородулин Б. М. Новые системы электроснабжения для участков переменного тока. — Электр. и тепловоз. тяга, 1974, № 9, с. 44-45.
3.Быстрицкий X. Я., Дубровский З. М., Ребрик Б. Н. Устройство и работа электровозов переменного тока. 3-е изд., перераб. и доп. М., Транспорт, 1973, 464 с
4.Головатый А. Т., Исаев И. П., Горчаков Е. В. Независимое возбуждение тяговых двигателей электровозов. М., Транспорт, 1976. 150 с.
5.Грузовой электровоз постоянного тока типа ВЛ12 / Б. Р. Бондаренко, Л. Д. Сокут, Б. К. Баранов и др. — Электр. и тепловоз. тяга, 1976, № 3, с. 33-35.
6.Калинин В. К., Михайлов Н. Н., Хлебников В. Н. Электроподвижной состав железных дорог. 3-е изд., перераб. и доп. М., Транспорт, 1972. 536 с.
7.
Каминский Е. А. Техника чтения схем электроустановок. 2-е изд., перераб. и доп. М., Энергия, 1972. 120 с.
8.
Сидоров Н. И. Как устроен и работает электровоз. 3-е изд., перераб и доп. М., Транспорт, 1974. 224 с.
2.Тихменев Б. Н., Трахтман Л. М, Подвижной состав электрических железных дорог. Теория работы электрооборудованияя электрические схемы и аппараты. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.,
Транспорт, 1969, 408 с.
2.Токоприемники электроподвижного состава/И. А. Беляев, В. Г. Бердзенишвили, В. П. Михеев и др. Под ред. И. А. Беляева. М., Транспорт, 1970. 192 с.
3.Трехсекционный грузовой электровоз ВЛ11 с рекуперативным торможением / Г. И. Чиракадзе, Г. С. Башалеишвили, Б. Н. Болашвили и др. — Электр. и тепловоз. тяга, 1976, № 7, с. 32-33.
4.Устройство и ремонт электровозов постоянного тока / С. И. Осипов, В. Н. Хлебников, Е. В. Горчаков и др. М., Транспорт, 1977, 463 с.
5.Фуфрянский Н. А. Основные направления развития электрической и дизельной тяги. — Электр. и тепловоз. тяга, 1970, № 10, с. 1-15.
6.Электровоз ВЛ80К. Руководство по эксплуатации. М., Транспорт, 1973, 432 с. В надзаг.: Новочеркасский электровозостроит. з-д.
7.Электровоз ВЛ60к. Руководство по эксплуатации. М., Транспорт, 1976, 352 с. В надзаг.: Новочеркасский электровозостроит. з-д.
8.Электровоз ВЛ10. Руководство по эксплутации / О. А. Кикнадзе, Г. Г. Гудавадзе, Г. И. Ксоврели и др.; Под ред. О. А. Кикнадзе. М., Транспорт, 1975. 520 с. В надзаг: Тбил.
электровозостроит. з-д. нм. В. И. Ленина.
9.Электровоз ВЛ80Т. Руководство по эксплуатации /Н. П. Козельский, М. П. Орлов, А. А. Матлахов и др.; Под ред. Б. Р. Бондаренко М., Транспорт, 1977, 568 с. В надзаг.: Всесоюз. н.-и.
проектно-конструк. и технолог, и-т электровозостроения; Новочерк. электровозостроит. з-д.
10.
Яковлев Д. В. Управление электровозом и его обслуживание. 3-е изд., доп. и перераб. М., Транспорт, 1977. 344 с.
Спасибо за внимание.

конденсатор емкостью катушку индуктивностью

Физика
Специальный поиск
Физика Теория вероятностей и мат. статистика Гидравлика Теор. механика Прикладн. механика Химия Электроника Витамины для ума	Главная Поиск по сайту Формулы Все задачи Помощь Контакты Билеты
	конденсатор емкостью катушку индуктивностью Задача 13591 В колебательном контуре с катушкой, индуктивность которой L, а емкости конденсаторов C, конденсаторы заряжены до напряжения U0 и замкнут ключ К. Найти: а) период собственных колебаний; б) амплитудное значение тока через катушку. Решение Задача 16516 Катушка с индуктивностью 350 мГн и конденсатор емкостью 2 мкФ образуют колебательный контур. По катушке пропускается постоянный ток силой 400 мА. После отключения источника тока в контуре возникли гармонические колебания. Найдите уравнение колебаний для заряда конденсатора и постройте график для электрической энергии в колебательном контуре. Решение Задача 17804 В цепь переменного тока последовательно включены резистор сопротивлением 1 кОм, катушка с индуктивностью 0,5 Гн и конденсатор с емкостью 1 мкФ. Найдите полное сопротивление цепи при частоте тока 50 Гц. При какой частоте тока сопротивление цепи будет минимальным? Решение Задача 20280 Определите длину волны, излучаемой колебательным контуром, состоящим из последовательно соединённых конденсаторов ёмкостями 25 нФ и 75 нФ и катушки с индуктивностью 55,5 мГн. Решение Задача 20286 В цепь переменного тока с напряжением 220 В и частотой 50 Гц последовательно включены резистор с сопротивлением 100 Ом, катушка с индуктивностью 0,5 Гн и конденсатор ёмкостью 10 мкФ. Определите амплитудное значение силы тока в цепи, падение напряжения на конденсаторе, падение напряжения на катушке. Решение Задача 21996 Затухающие колебания происходят в колебательном контуре с индуктивностью катушки 250 мГн, емкостью конденсатора 4 мкФ и сопротивлением 20 Ом. В начальный момент времени напряжение на обкладках конденсатора было 30 В, а ток в контуре отсутствовал. Запишите уравнение затухающих колебаний для заряда с числовыми коэффициентами, определите время релаксации, число колебаний за это время и добротность контура. Решение Задача 22553 Амплитуда напряжения на обкладках конденсатора колебательного контура равна 5 В. Емкость конденсатора 0,2 мкФ, индуктивность катушки 0,2 Гн. Определить силу тока, ЭДС индукции, развивающуюся в контуре, когда заряд на обкладках конденсатора равен половине максимально возможного заряда. Решение Задача 22785 Определить коэффициент затухания для колебательного контура с конденсатором емкостью 400 нФ и катушкой индуктивностью 150 мГн, если на поддержание в этом контуре незатухающих колебаний с амплитудой напряжения на конденсаторе 1 В требуется мощность 50 мкВт. Какова добротность этого контура. Примечание: изобразите на рисунке электрический колебательный контур, в котором возникают свободные затухающие колебания. Решение Задача 22957 Определить коэффициент затухания для колебательного контура с конденсатором емкостью 400 нФ и катушкой индуктивностью 150 мГн, если на поддержание в этом контуре незатухающих колебаний с амплитудой напряжения на конденсаторе 1 В требуется мощность 50 мкВт. Какова добротность этого контура. Определите время релаксации, число колебаний за это время. Изобразить график колебания для напряжения, соответствующих уравнению U(t) в пределах двух времён релаксации. Примечание: изобразите на рисунке электрический колебательный контур, в котором возникают свободные затухающие колебания. Решение

Почему второй конденсатор и катушка сглаживают этот сигнал?

Как уже отмечалось, конденсаторы и катушки индуктивности обычно используются для фильтрации пульсаций путем сглаживания пиков и спадов. Есть много веб-сайтов, которые объясняют математические формулы, связанные с их использованием в качестве фильтров. Но принципиально важно понимать, что на самом деле происходит. Оба этих компонента хранят энергию, но делают это по-разному. Конденсаторы хранят его в виде статического электричества. Катушки индуктивности хранят его в виде магнитного потока.

Это приводит к тому, что они ведут себя по-разному и даже противоположно изменениям напряжения и тока.

Конденсаторы пытаются поддерживать постоянное напряжение за счет сбора или высвобождения как можно большего количества электронов. По аналогии с водой конденсатор можно представить как трубу с гибкой мембраной, закрывающей середину трубы. Давление на одной стороне трубы может повышаться и понижаться по сравнению с другой стороной трубы, и при этом гибкая мембрана будет растягиваться вперед и назад, чтобы компенсировать изменения давления. Движется ли вода в обе стороны? Конечно, это так. Это будет переменный ток, «проходящий». Но вода просто «течет» по трубе? Не совсем. Он движется вперед и назад, но не может пройти из-за гибкого барьера, закрывающего середину трубы.

Катушки индуктивности стараются удерживать ток на уровне затрат на сбор или высвобождение максимально возможного магнитного потока. В той же аналогии с водой можно представить себе индуктор как очень длинную трубу или трубку. Любой, кто поднимал на гору чашу с водой, может сказать вам, что вода имеет массу или «вес», а вещи, обладающие массой, также могут иметь инерцию.

Вода, имеющая массу, двигаясь по длинной трубе, будет иметь инерцию. Любая вода в трубе захочет оставаться неподвижной, если она уже неподвижна, и захочет оставаться в движении, если она уже движется. Скорость воды в трубе может увеличиваться или уменьшаться, но инерция хочет, чтобы скорость потока оставалась постоянной.

Объедините эти две системы трубопроводов в конструкцию, подобную приведенной выше схеме фильтра, и она будет вести себя так же. По мере того, как давление источника увеличивается или уменьшается, например, из-за пульсирующего постоянного напряжения, поступающего от выпрямительного моста, первая гибкая мембрана растягивается, чтобы поглотить начальное увеличение давления. При этом длинная труба будет сопротивляться увеличению количества воды, но постепенно позволит ему увеличиваться. Вторая гибкая мембранная труба также будет растягиваться, чтобы компенсировать изменения давления между длинной трубой и грузом.

Это то, что происходит в фильтре «пи» выше.

Катушка индуктивности пытается поддерживать стабильный ток, при каком бы токе он ни был в данный момент. Конденсаторы пытаются поддерживать постоянное напряжение, собирая и выпуская электроны из цепи и в нее.

Вообще говоря, добавление большего количества конденсаторов и катушек индуктивности приведет к лучшей фильтрации или меньшим колебаниям. Но, как и многие вещи в жизни, наступает момент, когда больше не значит лучше. В какой-то момент добавление большего количества компонентов только увеличивает стоимость, размер, сложность и т. д. Существует также постоянная проблема работы с несовершенными компонентами. Идеальный конденсатор или катушка индуктивности будет иметь сопротивление ровно 0 Ом при любом заданном напряжении или токе. Но мы делаем конденсаторы и катушки индуктивности из несовершенных материалов, поэтому эти компоненты всегда будут иметь некоторое сопротивление. Это сопротивление приведет к выделению части энергии в виде тепла. Тепло расточительно и, как правило, враг любой схемы, если вы на самом деле не пытаетесь построить нагреватель.

Это, как правило, заставляет дизайнера добавлять столько, сколько необходимо, и не больше, или не намного больше.

Как сделать конденсаторы для катушки Тесла (малый СГ)

Первые несколько версий моего Катушка Тесла с малым искровым зазором, используемая в промышленных масштабах конденсаторы, но я хотел показать, как сделать самодельные вместо них. Сначала я сделал некоторые из бутылок из-под газировки. но они занимали много места для хранения, поэтому я сделал несколько вместо них плоские конденсаторы. Оба они подробно описаны ниже вместе с видеороликами, показывающими шаг за шагом как их сделать.

Этот самодельный плоский конденсатор выглядит как маленький, горизонтальная доска у основания катушки Тесла внизу. В нем есть емкость 4 нФ.

Катушка Тесла с плоским конденсатором.

Для диэлектрика у меня было несколько прозрачных пленок, которые вы можете взять у фотокопировальные магазины, такие как UPS Store, в основном места, где ксерокопирование и печать для вас. Кухонная алюминиевая фольга служила тарелки. И осмотревшись, я нашел тонкую древесину, которая действовать как хорошие твердые части, чтобы скрепить все вместе, как бутерброд. Для соединения у меня было несколько нейлоновых гаек и болтов на 1/4″. из Хоум Депо.

Прозрачные пленки из копировального магазина.

Все части конденсатора.

Моя катушка Тесла с малым искровым разрядником была рассчитана на конденсатор емкостью 4 нФ и оказалось, что сразу две пластины с одной прозрачностью между ними было измерено 3,86 нФ, что было достаточно близко. я мог бы сделать настройка на спиральную катушку первичной цепи, чтобы компенсировать разница.

На первом фото ниже не хватает только верхней части дерева. две пластины из алюминиевой фольги имеют одинарную прозрачность между собой. Положительная пластина — нижняя, к ней подключен красный провод. к нему, а отрицательная пластина сверху и имеет черный провод подключен к нему.

Конденсатор без верхней деревянной части.

Измерение емкости.

Ниже представлено видео, показывающее пошагово построение этого конденсатора, вместе с некоторыми вариациями и демонстрациями его использования.

Я решил попробовать большие 2-литровые/2-квартовые бутылки из-под содовой, так как большие площадь поверхности даст разумную емкость, а пластик имеет высокое напряжение пробоя. Кроме того, как только вы срежете верхнюю часть, у них будет достаточно открытый конец, чтобы можно было дотянуться рукой, чтобы положить алюминиевый фольгированный электрод.