Почему постоянный ток не может протекать через конденсатор
Перейти к содержимому

Почему постоянный ток не может протекать через конденсатор

  • автор:

Проходит электрический ток через конденсатор или не проходит?

Повседневный радиолюбительский опыт убедительно говорит, что постоянный ток не проходит, а переменный проходит. Это легко подтвердить опытами. Можно зажечь лампочку, присоединив ее к сети переменного тока через конденсатор. Громкоговоритель или телефонные трубки будут продолжать работать, если их присоединить к приемнику не непосредственно, а через конденсатор.

Конденсатор представляет собой две или несколько металлических пластин, разделенных диэлектриком. Этим диэлектриком чаще всего бывает слюда, воздух или керамика, являющиеся наилучшими изоляторами. Вполне естественно, что постоянный ток не может пройти через такой изолятор. Но почему же проходит через него переменный ток? Это кажется тем более странным, что такая же самая керамика в виде, например, фарфоровых роликов прекрасно изолирует провода переменного тока, а слюда прекрасно выполняет функции изолятора в паяльниках, электроутюгах и других нагревательных приборах, исправно работающих от переменного тока.

Посредством некоторых опытов мы могли бы «доказать» еще более странный факт: если в конденсаторе заменить диэлектрик со сравнительно плохими изоляционными свойствами другим диэлектриком, который является лучшим изолятором, то свойства конденсатора изменятся так, что прохождение переменного тока через конденсатор будет не затруднено, а, наоборот, облегчено. Например, если включить лампочку в цепь переменного тока через конденсатор с бумажным диэлектриком и затем заменить бумагу таким прекрасным изолятором, как стекло или фарфор такой же толщины, то лампочка начнет гореть ярче. Подобный опыт позволит прийти к заключению, что переменный ток не только проходит через конденсатор, но что он к тому же проходит тем легче, чем лучшим изолятором является его диэлектрик;

Однако, несмотря на всю кажущуюся убедительность подобных опытов, электрический ток — ни постоянный, ни переменный — через конденсатор не проходит. Диэлектрик, разделяющий пластины конденсатора, служит надежной преградой на пути тока, каким бы он ни был — переменным или постоянным. Но это еще не означает, что тока не будет и во всей той цепи, в которую включен конденсатор.

конденсатор обладает определенным физическим свойством, которое мы называем емкостью. Это свойство состоит в способности накапливать на обкладках электрические заряды. Источник электрического тока можно грубо уподобить насосу, перекачивающему в цепи электрические заряды. Если ток постоянный, то электрические заряды перекачиваются все время в одну сторону.

Как же будет вести себя в цепи постоянного тока конденсатор? Наш «электрический насос» будет качать заряды на одну его обкладку и откачивать их с другой обкладки. Способность конденсатора удерживать на своих обкладках (пластинах) определенную разницу количества зарядов и называется его емкостью. Чем больше емкость конденсатора, тем больше электрических зарядов может быть на одной его обкладке по сравнению с другой.

В момент включения тока конденсатор не заряжен — количество зарядов на его обкладках одинаково. Но вот ток включен. «Электрический насос» заработал. Он погнал заряды на одну обкладку и начал откачивать их с другой. Раз в цепи началось движение зарядов, значит в ней начал протекать ток. Ток будет течь до тех пор, пока конденсатор не зарядится полностью. По достижении этого предела ток прекратится.

Следовательно, если в цепи постоянного тока есть конденсатор, то после ее замыкания ток в ней будет течь столько времени, скольно нужно для полного заряда конденсатора.

Если сопротивление цепи, через которую заряжается конденсатор, сравнительно невелико, то время заряда оказывается очень коротким: он длится ничтожные доли секунды, после чего течение тока прекращается.

Иное дело в цепи переменного тока. В этой цепи «насос» перекачивает электрические заряды то в одну сторону, то в другую. Едва создав на одной обкладке конденсатора превышение количества зарядов по сравнению с количеством их на другой обкладке, насос начинает перекачивать их в обратном направлении. Заряды будут циркулировать в цепи непрерывно, значит в ней, несмотря на присутствие не проводящего ток конденсатора, будет существовать ток — ток заряда и разряда конденсатора.

От чего будет зависеть величина этого тока?

Под величиной тока мы понимаем количество электрических зарядов, протекающих в единицу времени через поперечное сечение проводника. Чем больше емкость конденсатора, тем больше зарядов потребуется для его «заполнения», значит тем сильнее будет ток в цепи. Емкость конденсатора зависит от величины пластин, расстояния между ними и рода разделяющего их диэлектрика, его диэлектрической проницаемости. У фарфора диэлектрическая проницаемость больше, чем у бумаги, поэтому при замене в конденсаторе бумаги фарфором ток в цепи увеличивается, хотя фарфор является лучшим изолятором, чем бумага.

Величина тока зависит также от его частоты. Чем выше частота, тем больше будет ток. Легко понять, почему это происходит, представив себе, что мы наполняем водой через трубку сосуд емкостью, например, один литр, и затем выкачиваем ее оттуда. Если этот процесс будет повторяться раз в секунду, то по трубке в секунду будет проходить два литра воды: литр в одну сторону и литр в другую. Но если мы удвоим частоту процесса — будем заполнять и опорожнять сосуд 2 раза в секунду, то по трубке в секунду пройдет уже четыре литра воды — увеличение частоты процесса при неизменной емкости сосуда привело к соответствующему увеличению количества, воды, протекающей по трубке.

Из всего сказанного можно сделать следующие выводы: Электрический ток—ни постоянный, ни переменный— через конденсатор не проходит. Но в цепи, соединяющей источник переменного тока с конденсатором, течет ток заряда и разряда этого конденсатора. Чем больше емкость конденсатора и выше частота тока, тем сильнее будет этот ток.

Эта особенность переменного тока чрезвычайно широко используется в радиотехнике. На ней основано и излучение радиоволн. Для этого мы возбуждаем в передающей антенне высокочастотный переменный тоц. Но почему же ток течет в антенне, ведь она не представляет собой замкнутую цепь? Он течет потому, что между проводами антенны и противовеса или землей существует емкость. Ток в антенне представляет собой ток заряда и разряда этой емкости, этого конденсатора.

Смотрите также:

С этого момента конденсатор начнет разряжаться через катушку,

В связи с тем что течение тока через нагрузку сопротивления будет в фазе с подаваемым напряжением
Ранее было сказано, что конденсатор является узЛом, обеспечивающим двухфазный электрический ток, требуемый для пуска двигателя.

Электрическое сопротивление — свойство материала препятствовать прохождению через него электрического тока.
Диэлектрическая проницаемость — отношение емкости Сх электрического конденсатора, между обкладками которого находится.

Пусковая обмотка позволяет электрическому току пройти через одну обмотку прежде, чем попасть в другую, в результате чего образуется сдвиг фаз тока, необходимый для пуска двигателя. Конденсаторы используют для сдвига фазы тока в пусковой.

Ответы на вопросы «Электромагнетизм. § 40. Конденсатор в цепи переменного тока»

Время релаксации R-C цепи определяет по порядку величины время разрядки конденсатора емкостью С через сопротивление R.

3. Как, зная зависимость напряжения на конденсаторе от времени при разрядке через сопротивление R, можно графически найти время релаксации?

Производная U’C характеризуется тангенсом угла наклона касательной к кривой UC(t).

Когда t = 0, эта касательная пересекает ось t в точке τС = RC.

4. Какое физическое явление называют магнитоэлектрической индукцией?

Магнитоэлектрическая индукция — это явление возникновения в переменном электрическом поле магнитного поля.

5. Как соотносятся фазы силы тока, протекающего через конденсатор, и напряжения на его обкладках? Чему равно емкостное сопротивление конденсатора?

В цепи конденсатора колебания силы тока по фазе опережают колебания напряжения на его обкладках на л/2. Емкостное сопротивление:

Источник:

Домашняя работа по физике за 11 класс к учебнику «Физика. 11 класс» Касьянов В.А.

Решебник по физике за 11 класс (Касьянов В.А., 2002 год),
задача №42
к главе «Электромагнетизм. § 40. Конденсатор в цепи переменного тока».

6.4 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. Следовательно, колебания

си­лы тока опережают по фазе ко­лебания напряжения на конден­саторе на П/2. амплитуда

силы тока равна: Im=UmCw. Если ввести обозначение 1/wC=XС. Величину Хс, обратную

произведению со С циклической частоты на электрическую емкость конденсатора, называют емкостным

сопротивлением. Чем больше емкость конденсатора, тем больше ток пе­резарядки. В то время как сопротивление

конденсатора постоянному току беско­нечно велико, его сопротивление переменному току имеет конечное

значение Хс. С увеличением емкости оно умень­шается. Уменьшается оно и с увеличением частоты w.

Формула для задачи:

6.4. Индуктивность в цепи влияет на силу переменного тока. Максимальное значение силы

перемен­ного тока (его амплитуда) ограничивается индуктивностью цепи и будет тем меньше, чем больше

индуктивность и чем больше частота приложенного напряжения. Силу тока в цепи, содержащей катушку, активным

сопротивлением которой можно пренебречь. связь между напряжением на катушке и ЭДС самоиндукции в ней.

Удельная работа вихревого поля (т. е. ЭДС самоиндукции et) равна по моду­лю и противоположна

по знаку удельной работе кулонов­ского поля. Колебания силы тока отстают по фазе от

колебаний напряжения на П/2. Амплитуда силы тока в катушке равна: Im=Um/wL. Если ввести

обозначение wL=XL, то получим I=U/XL. Величину XL, равную произведению циклической час­тоты на

индуктивность, называют индуктивным сопротивлением. Чем быстрее меняется напряжение, тем больше ЭДС

са­моиндукции и тем меньше амплитуда силы тока.

Может ли постоянный ток протекать через конденсатор

All-Audio.pro

Конденсатор в цепи переменного тока ведет себя не так, как резистор. Проходящий через конденсатор ток прямопропорционален скорости изменения напряжения. Это противостояние изменению напряжения является еще одной формой реактивного сопротивления, которое по своему действию противоположно реактивному сопротивлению катушки индуктивности. Математическая взаимосвязь между проходящим через конденсатор током и скоростью изменения напряжения на нем выглядит следующим образом:. Емкость С измеряется в Фарадах, а мгновенный ток i — в амперах. Чтобы показать, что происходит с переменным током, давайте проанализируем простую емкостную схему:.

//optAd360 — 300×250 —>

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Перейти к результатам поиска >>>

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Конденсатор в цепи переменного тока. Практические пояснения

Научный форум dxdy

//optAd360 — 300×250 —> О чем говорят животные. Ты уже знаешь, что конденсатор в простейшем виде представляет собой две пластинки, разделенные диэлектриком. Если конденсатор включить в цепь постоянного тока, то ток в этой цепи прекратится. Да это и понятно: через изолятор, которым является диэлектрик конденсатора, постоянный ток течь не может. Включение конденсатора в цепь постоянного тока равнозначно разрыву ее мы не принимаем во внимание момент включения, когда в цепи появляется кратковременный ток заряда конденсатора. Иначе ведет себя конденсатор в цепи переменного тока. Ввпомни: напряжение на зажимах источника переменного тока периодически меняется. Значит, если включить конденсатор в цепь, питаемую от такого источника тока, его обкладки будут попеременно перезаряжаться с частотой этого тока. В результате в цепи будет протекать переменный ток. Конденсатор подобно резистору и катушке оказывает переменному току сопротивление, но разное для токов различных частот. Он может хорошо пропускать токи высокой частоты и одновременно быть почти изолятором для токов низкой частоты. Иногда радиолюбители вместо наружных антенн используют провода электроосветительной сети, подключая приемники к ним через конденсатор емкостью пФ. Случайно ли выбрана такая емкость конденсатора? Нет, не случайно. Конденсатор такой емкости хорошо пропускает токи высокой частоты, необходимые для работы приемника, но оказывает большое сопротивление переменному току частотой 50 Гц, текущему в сети. В этом случае конденсатор становится своеобразным фильтром, пропускающим ток высокой частоты и задерживающим ток низкой частоты. Сопротивление конденсатора переменному току зависит от его емкости и частоты тока: чем больше емкость конденсатора и частота тока, тем меньше его емкостное сопротивление. Это емкостное сопротивление конденсатора можно с достаточной точностью определить по такой упрощенной формуле:. И вот результат: конденсатор емкостью пФ оказывает току высокой частоты в раз меньшее сопротивление, чем току низкой частоты. Конденсатор меньшей емкости оказывает переменному току сети еще большее сопротивление.

Сопротивление конденсатора

Импульсные блоки питания Линейные блоки питания Радиолюбителю конструктору Светодиоды, ламы и свет 3D печать и 3D модели Конденсаторы, как и резисторы, относятся к наиболее многочисленным элементам радиотехнических устройств. Тогда же говорил, что емкость конденсатора будет тем значительнее, чем больше площадь его обкладок и чем тоньше слой диэлектрика между ними. Основной единицей электрической емкости является фарада сокращенно Ф, названная так в честь английского физика М. Однако 1 Ф — это очень большая емкость. Земной шар, например, обладает емкостью меньше 1 Ф. В электро- и радиотехнике пользуются единицей емкости, равной миллионной доле фарады, которую называют микрофарадой сокращенно мкФ.

Постоянный ток не может существовать в цепи, содержащей конденсатор. Ведь фактически при этом цепь оказывается разомкнутой, так как обкладки.

Переменный ток

На практике же, все выпускаемые конденсаторы представляют собой многослойные рулоны лент электродов в форме цилиндра или параллелепипеда, разделенных между собой слоями диэлектрика. По принципу работы он схож с батарейкой только на первый взгляд, но все же он сильно отличается от него по принципу и скорости заряда-разряда, максимальной емкости. Заряд конденсатора. В момент подключения к источнику питания оказывается больше всего места на электродах, поэтому и ток будет зарядки максимальным, но по мере накопления заряда, ток будет уменьшаться и пропадет полностью после полного заряда. При зарядке на одной пластине будут собираться отрицательно заряженные частицы- электроны, а на другой — ионы, положительно заряженные частицы. Диэлектрик выступает препятствием для их перескакивания на противоположную сторону конденсатора. При зарядке растет и напряжение с нуля перед началом зарядки и достигает в самом конце максимума, равного напряжению источника питания. Разрядка конденсатора.

Ответы на вопросы «Электромагнетизм. § 40. Конденсатор в цепи переменного тока»

Может ли постоянный ток протекать через конденсатор

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Магнитный воин -какие силы стоят за эффектом Джанибекова? Решите задачу по физике 1 ставка. Какая польза народному хозяйству от астрономии и теории эволюции?

Постоянный ток не может идти по цепи, содержащей конденсатор.

Емкостное сопротивление конденсатора

Связь с антенной для уменьшения влияния антенны на качественные показатели работы входной цепи делают слабой. Слабой связи в схемах, показанных на рис. Головка считывания информации с магнитного барабана включена в цепь эмиттера полупроводникового триода JITi с заземленной базой. Благодаря большой емкости конденсатора С в цепи база — эмиттер происходит сглаживание входного сигнала. Отделение постоянного тока от переменных токов может быть осуществлено при помощи конденсаторов. Так, например, если в цепи имеется источник постоянного тока, дающий одновременно также и переменный ток рис.

Конденсатор в цепи переменного тока. Емкостное сопротивление конденсатора.

На рис. После включения цепи вольтметр, включенный в цепь, покажет полное напряжение генератора. Стрелка амперметра установится на нуле — ток через изоляцию конденсатора протекать не может. Но проследим внимательно за стрелкой амперметра при включении незаряженного конденсатора. Если амперметр достаточно чувствителен, а емкость конденсатора велика, то нетрудно обнаружить колебание стрелки: сразу после включения стрелка сойдет с нуля, а затем быстро вернется в исходное положение. Цепь электрического генератора, содержащая конденсатор Этот опыт показывает, что при включении конденсатора при его зарядке в цепи протекал ток — в ней происходило передвижение зарядов: электроны с пластины, присоединенной к положительному полюсу источника, перешли на пластину, присоединенную к отрицательному полюсу. Как только конденсатор зарядится, движение зарядов прекращается. Отключая генератор и повторно замыкая его на конденсатор, мы уже не обнаружим движения стрелки: конденсатор остается заряженным, и при повторном включении движения зарядов в цепи не происходит.

электрический ток. Следовательно, постоянный ток не может протекать по цепи, содержащей конденсатор. Иначе обстоит дело с переменным током.

Почему конденсатор пропускает переменный ток

Это детали, пожалуй, наиболее часто применяемы. В транзисторном приемнике средней сложности, например, их может быть штук. Используют их для ограничения тока в цепях, для создания на отдельных участках цепей падений напряжений, для разделения пульсирующего тока на его составляющие, для регулирования громкости, тембра звука и т. Для резисторов сравнительно небольших сопротивлений, рассчитанных на токи в несколько десятков миллиампер, используют тонкую проволоку из никелина, нихрома и некоторых других металлических сплавов.

Конденсатор в цепи постоянного и переменного тока

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: как поднять напряжение с помощью конденсатора
Но прежде, чем расстаться с постоянным током, я хочу немного рассказать о конденсаторе. Любая схема или почти любая электронного устройства содержит хотя бы один конденсатор. Что он собой представляет? Возьмем две металлические пластины, положим между ними тонкую пластину из изолятора и получим конденсатор. На схеме конденсатор так, примерно, и изображают: две пластины в профиль , к которым подходят два проводника. Поскольку между пластинами изолятор, не проводящий постоянный электрический ток, то зачем бы нам конденсатор в цепи постоянного тока?

Мы знаем, что конденсатор не пропускает через себя постоянного тока.

Резисторы, конденсаторы, диоды

Господа, в сегодняшней статье я хотел бы рассмотреть такой интересный вопрос, как конденсатор в цепи переменного тока. Эта тема весьма важна в электричестве, поскольку на практике конденсаторы повсеместно присутствуют в цепях с переменным током и, в связи с этим, весьма полезно иметь четкое представление, по каким законам изменяются в этом случае сигналы. Эти законы мы сегодня и рассмотрим, а в конце решим одну практическую задачу определения тока через конденсатор. Господа, сейчас для нас наиболее интересным моментом является то, как связаны между собой напряжение на конденсаторе и ток через конденсатор для случая, когда конденсатор находится в цепи переменного сигнала. Почему сразу переменного? Да просто потому, что конденсатор в цепи постоянного тока ничем не примечателен. Через него течет ток только в первый момент, пока конденсатор разряжен. Последний раз редактировалось profrotter Убрал лишний мягкий знак в «зарядиться». Здравствуйте, уважаемые форумчане.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *