Ємнісний опір
Бачимо, що конденсатор підключений до джерела змінної напруги. Активний опір, який виникає в сполучних проводах і на обкладинках конденсатора, надзвичайно мале. Тому вважаємо, його рівним нулю і не будемо враховувати.
Напруга на обкладинках конденсатора обчислюється за такою формулою:
U = q/C
- Q – заряд конденсатора; С – електроємність конденсатора.
Напруга в джерелі змінюється згідно гармонійному закону:
U = Um*cos (Ω*t)
- Um – амплітуда коливань напруги.
Так як в ланцюзі немає падіння напруги на активному опорі, напруга на обкладинках конденсатора повинна дорівнювати напрузі в джерелі. Отже, можемо прирівняти праві частини записаних нами формул.
Маємо:
Q/C = Um*cos (Ω*t)
Тепер з цієї формули виразимо заряд конденсатора:
Q = C*Um*cos (Ω*t)
Виходить, що заряд теж буде змінюватися по гармонійному закону. Вираз для сили струму має наступний вигляд:
I = q/ΩT
Іншими словами, сила струму – це швидкість зміни заряду. Швидкість зміни заряду ми можемо отримати диференціюючи отримане рівняння для q. Візьмемо похідну від заряду, отримаємо вираз для сили струму.
I = q ‘= Um*C*Ω*cos (Ω*t + pi/2)
З рівняння коливань сили струму отримуємо вираз для амплітуди сили струму:
Im = Um*C*Φ
В остаточному вигляді рівняння прийме вигляд:
I = Im*cos (Ω*t + pi/2)
Коливання напруги і коливання заряду в конденсаторі відбуваються в одній фазі. Якщо ж порівняти формулу, отриману нами для сили струму з формулою коливання напруги:
I = Im*cos (Ω*t + pi/2)
U = Um*cos (Ω*t)
Можна побачити, що різниця фаз між коливаннями сили струму і напруги, вийшла рівною pi/2. Виходить, що коливання сили струму випереджають по фазі коливання напруги на pi/2.
Можна ввести наступне позначення:
Xc = 1/(C*Ω)
Запишемо такий вираз закону Ома, використовуючи Xc і діючі значення сили струму і напруги:
I = U/XC
- XC – величина звана ємнісним опором.
Ємнісний опір називається величиною зворотного добутку циклічної частоти і електроємності конденсатора. Ця величина буде грати роль активного опору R в законі Ома.
Вона характеризує опір конденсатора змінного струму. Якщо для постійного струму конденсатор є нескінченно великим опором, то для змінного струму опір конденсатора, звичайно, і дорівнює XC.
Related posts:
- Опір в електричному ланцюзі Електричний опір є визначальною величиною для сили струму, поточного при заданій напрузі по ланцюгу. Під електричним опором R розуміється відношення напруги, що виникла на кінцях провідника, до сили струму, який тече по провіднику. R = U/I, Де R – електричний опір провідника; U – напруга; I – сила струму. При розрахунках напружень і струмів через […]...
- Конденсатор в ланцюзі змінного струму При вивченні постійного струму ми дізналися, що він не може проходити в ланцюзі, в якій є конденсатор. Так як конденсатор – це дві пластини, розділені шаром діелектрика. Для кола постійного струму конденсатор буде, як розрив в ланцюзі. Якщо конденсатор пропускає постійний струм, значить, він несправний. Конденсатор в ланцюзі змінного струму У відмінності від постійного змінний […]...
- Конденсатор в колі змінного струму Постійний струм через конденсатор НЕ тече – для постійного струму конденсатор є розривом ланцюга. Однак змінному струму конденсатор не перешкода! Протікання змінного струму через конденсатор забезпечується періодичною зміною заряду на його пластинах. Ємкісне опір обернено пропорційно циклічної частоті коливань напруги (струму) і ємності конденсатора. Спробуємо зрозуміти фізичну причину такої залежності. 1. Чим більше частота коливань […]...
- Активний опір Розглянемо наступну ланцюг. Він складається з джерела змінної напруги, з’єднувальних проводів і деякої навантаження. Причому індуктивність навантаження дуже мала, а опір R дуже велике. Це навантаження ми раніше називали опором. Тепер будемо називати її активним опором. Активний опір Опір R називають активним, тому що якщо в ланцюзі буде навантаження з таким опором, ланцюг буде поглинати […]...
- Індуктивний опір: визначення Індуктивний опір в колі змінного струму – це реактивна частина опору, що визначається індуктивністю елементів ланцюга. Вважається, що елементи ланцюга, для яких середня потужність змінного струму дорівнює нулю, має реактивний опір (на відміну від звичайного активного опору R, на якому відбувається виділення енергії). Котушка індуктивності (соленоїд) при відсутності опору R проводу має тільки індуктивний опір. […]...
- Індуктивний опір До джерела змінного струму підключена котушка індуктивності. Активний опір, що виникає в сполучних проводах і в обмотці котушки, нехтує мало. Тому вважаємо його рівним нулю і не будемо враховувати. ЕРС самоіндукції Розберемося, як будуть взаємопов’язані напруга на кінцях котушки з ЕРС самоіндукції виникаючої в ній. Через котушку проходитиме змінний струм, що породжуватиме змінним магнітним полем. […]...
- Активний опір – доповідь У ланцюзі дії напруги і струму, створює протидію, зниження напруги на активному опорі. Падіння напруги, створене струмом і надає протидія йому, так само активного опору. При протіканні струму по компонентах з активним опором, зниження потужності стає незворотнім. Можна розглянути резистор, на якому виділяється тепло. Виділене тепло не перетворюється назад в електроенергію. Активний опір, також може […]...
- RC-ланцюга Раніше були розглянуті електричні ланцюги, в яких використовувалися резистори (радіоелемент, що володіє опором руху електричного струму) або конденсатори (радіоелемент, здатний зберігати електричний заряд). На практиці ці обидва радіоелементу дуже часто використовуються спільно. Електричні ланцюги, в яких присутні і резистори, і конденсатори, називаються RC-ланцюгами. В найпростішого електричного RC-ланцюга, що складається з одного конденсатора і одного резистора, […]...
- Закон Ома для змінного струму До джерела змінної напруги послідовно підключені котушка індуктивності, активний опір і конденсатор. У джерелі струму напруга підтримується згідно гармонійному закону. U = Um*sin (?*t). При окремому підключенні кожного з цих елементів амплітуди сили струму визначалися за такими формулами: Im = Um/R, Im = Um/(?*L) = Um/XL, Im = Um*C*? = Um/Xc. Амплітуди напруг на цих […]...
- Активний і реактивний опір – доповідь Активний і реактивний опір – опір в електротехніці називається величина, яка характеризує протидію частини ланцюга електричного струму. Це опір утворено шляхом зміни електричної енергії в інші види енергії. У мережах змінного струму є необоротне зміна енергії і передача енергії між учасниками електричного кола. При незворотному зміні електроенергії компонента ланцюга в інші види енергії, опір елемента […]...
- Процеси в коливальному контурі Розглянемо наступний коливальний контур. Будемо вважати, що його опір R настільки мало, що їм можна знехтувати. Повна електромагнітна енергія коливального контуру в будь-який момент часу буде дорівнювати сумі енергії конденсатора і енергії магнітного поля струму. Для її обчислення буде використовуватися наступна формула: W = L*i ^ 2/2 + q ^ 2/(2*C). Повна електромагнітна енергія не […]...
- Конденсатор: визначення Конденсатор – двухелектродний компонент більшості електронних схем. Принцип дії заснований на його здатності накопичувати електричний заряд. Характеризується значенням електричної ємності. Чим вона вища, тим більше електричний заряд здатний накопичувати конденсатор. Зазвичай складається з двох електродів, які називаються обкладками, в формі пластин. Між пластинами знаходиться непровідний шар. По суті це система з двох провідників, між якими […]...
- Закон Ома для ділянки ланцюга. Опір Вольт-амперна характеристика. У попередньому параграфі говорилося, що для існування струму в провіднику необхідно створити різницю потенціалів на його кінцях. Сила струму в провіднику визначається цією різницею потенціалів. Чим більше різниця потенціалів, тим більше напруженість електричного поля в провіднику і, отже, тим більшу швидкість спрямованого руху набувають заряджені частинки. Відповідно до формули (15.2) це означає збільшення […]...
- Електричний опір: закон Ома Розглянуті раніше, сила струму (I) і електрична напруга (U) зв’язуються між собою за допомогою електричного опору (R), яке вимірюється в Омаха (Ом): U = IR I = U / R R = U / I = 1В / 1А = 1 Ом Закон Ома говорить – приклавши на деякій ділянці електричного кола з опором R […]...
- Ток, напруга, опір Електричний струм (I) – це впорядкований рух заряджених частинок. Перша думка, яка приходить в голову зі шкільного курсу фізики – рух електронів. Безумовно. Однак електричний заряд можуть переносити не тільки вони, а, наприклад, ще іони, що визначають виникнення електричного струму в рідинах і газах. Хочу застерегти також від порівняння струму з протіканням води по шлангу. […]...
- Від чого залежить опір Сила струму в провіднику прямо пропорційна напрузі на ньому. Це означає, що зі збільшенням напруги збільшується і сила струму. Однак при однаковій напрузі, але використанні різних провідників сила струму різна. Можна сказати по-іншому. Якщо збільшувати напругу, то хоча сила струму і буде збільшуватися, але скрізь по-різному, в залежності від властивостей провідника. Залежність сили струму від […]...
- Формула закону Джоуля-Ленца При проходженні електричного струму по провіднику відбувається нагрівання провідника. Можна сказати, що робота електричного струму витрачається виключно на збільшення внутрішньої енергії провідника, т. Е. На тепло. Тоді, виходячи з закону збереження енергії, випливає, що A = Q. Причина нагрівання провідника пов’язана з взаємодією рухомих електронів з іонами кристалічної решітки. В результаті іони у вузлах кристалічної […]...
- Механічні й електромагнітні коливання Хоча механічні та електромагнітні коливання мають різну природу, між ними можна провести багато аналогій. Наприклад, розглянемо електромагнітні коливання в коливальному контурі і коливання вантажу на пружині. Коливання вантажу на пружині При механічних коливаннях тіла на пружині, координата тіла буде періодично змінюватися. При цьому будемо мінятися проекція швидкості тіла на вісь Ох. У електромагнітних коливаннях з […]...
- Опір провідників. Питомий опір Як вже зазначалося, сила струму в ланцюзі залежить не тільки від напруги на кінцях ділянки, але також і від властивостей провідника, включеного в ланцюг. Залежність сили струму від властивостей провідників пояснюється тим, що різні провідники володіють різним електричним опором. Електричний опір R – фізична скалярна величина, що характеризує властивість провідника зменшувати швидкість упорядкованого руху вільних […]...
- Електричний опір – коротко Було відмічено, що напруга пропорційно силі струму. Даним коефіцієнтом пропорційності прийнято вважати величину 1/R. Фізична величина, що знаходиться в знаменнику дробу, називається опором і вимірюється в Омах (Ом). Опір є аналогом сили тертя в динаміці. Дана фізична величина перешкоджає пересуванню струму по провіднику. Хотілося б відзначити, що струм, будучи “ледачим”, прагне до меншого опору. Саме […]...
- Електричний опір провідника і струму Електрична величина сили струму в тому чи іншому провіднику залежить не тільки від прикладеної напруги (різниці потенціалів електричного поля) в ньому. Вона також ще залежить від конкретного провідника: від його розмірів, форми, матеріалу. При однаковій напрузі сила струму в різних провідниках теж будуть різною. Давайте подивимося на наступний приклад електричного опору Ом провідника (струму). Припустимо, […]...
- Згладжування пульсацій Згладжування пульсацій – першочергове завдання після випрямлення струму. Це завдання виконує фільтр, що складається з конденсатора (конденсаторів), який включений в ланцюг між випрямлячем і навантаженням. Ємність конденсатора фільтра залежить від струму навантаження. Чим більше струм навантаження, тим більшу ємність повинен мати конденсатор фільтра, що згладжує. Принцип роботи фільтра, що згладжує випрямлячів наступний, в проміжки часу […]...
- Опір провідника Закон Ома допомагає визначити силу струму через провідник, даючи можливість оцінити теплове, хімічне і магнітне дію електричного струму. Для існування постійного струму в провіднику необхідно підтримувати незмінною різниця потенціалів між його кінцями. З ростом цієї різниці потенціалів напруженість поля в провіднику збільшується, і вільні заряди провідника набувають більшу швидкість, а значить, зростає сила струму через […]...
- Формула потужності струму Потужність – це фізична величина, яка виражає відношення роботи до проміжку часу, за який вона була здійснена. Якщо потужність позначити буквою P, то P = A/t Чому ж дорівнює потужність електричного струму на ділянці кола? Як відомо, робота на ділянці кола дорівнює добутку напруги, сили струму і часу їх дії: A = UIt Підставимо в […]...
- Електрорушійна сила (ЕРС) і внутрішній опір джерела Ми прийшли до висновку, що для підтримки постійного струму в замкнутій ланцюга, в неї необхідно включити джерело струму. Підкреслимо, що завдання джерела полягає не в тому, щоб поставляти заряди в електричний ланцюг (в провідниках цих зарядів достатньо), а в тому, щоб змушувати їх рухатися, робити роботу по переміщенню зарядів проти сил електричного поля. Основний характеристики […]...
- Опір змінному струму Якщо закон Ома (27.1) формально записати для змінного струму, вийде рівняння: i = u / Z (41.1), де Z – опір змінному струму. Підставляючи (40.4) і (40.5) в (41.1), отримаємо: Imaxcos ωt = Umaxcos ωt / Z, звідки випливає: Imax = Umax / Z (41.2). Рівняння (41.2) показує, що для амплітудних значень змінного струму і […]...
- Конденсатор в ланцюзі Запам’ятайте! Неможливо отримати постійний струм в тій ланцюга, де є конденсатор. Він є місцем для розриву протікання струму і зміна його амплітуди. При цьому змінний струм відмінно тече по такому колі, змінюючи полярність конденсатора. При розгляданні такого ланцюга будемо припускати, що в ній є виключно конденсатор. Струм тече проти годинникової стрілки, тобто є позитивним. Як […]...
- Електричний опір – це Електричний струм, проходячи через провідник, відчуває деякий опір. Наприклад, якщо провідником є якийсь провід, то чим більше перетин цього проводу, тим менше електричний опір. Причиною того, що струм зустрічає опір протіканню, є взаємодія електронів з кристалічною решіткою матеріалу, з якого зроблений провідник. Оскільки різні матеріали мають різні кристалічні решітки, то і електричний опір у всіх […]...
- Електричний опір провідників. Одиниці опору Включаючи в електричний ланцюг якого-небудь джерела струму різні провідники і амперметр, можна помітити, що при різних провідниках показання амперметра різні, т. Е. Сила струму в цьому ланцюзі різна. Так, наприклад, якщо замість залізного дроту АВ (рис. 70) включити в ланцюг такої ж довжини і перетину нікелінову дріт CD, то сила струму в ланцюзі зменшиться, а […]...
- Робота електричного струму Як обчислити роботу електричного струму? Ми вже знаємо, що напруга на кінцях ділянки кола чисельно дорівнює роботі, яка здійснюється при проходженні по цій ділянці електричного заряду в 1 Кл. При проходженні за цією ж ділянкою електричного заряду, рівних не 1 Кл, а, наприклад, 5 Кл, вчинена робота буде в 5 разів більше. Таким чином, щоб […]...
- Принципи Максвелла Звернемося до закону Ома (41.2). Перепишемо його у вигляді: u = iZ, або, з урахуванням (41.3): u = i (R + XL) = iR + iXL = iR + iωL (43.1). Зауважимо, що в (43.1) зліва стоїть миттєве значення напруги генератора. Значить, справа знаходиться сума двох величин, вимірюваних в вольтах. Нас цікавить другий доданок, що […]...
- Параметри струму Електричне поле генератора здійснює роботу A з переміщення заряду Q в ланцюзі. Очевидно, чим більше величина роботи, тим більший заряд переміщається в дану точку. Але ми не можемо просто прирівняти заряд до роботи, так як робота вимірюється в джоулях, а заряд в кулонах. Потрібен перехідний коефіцієнт. Позначивши його буквою φ, ми можемо написати: A = […]...
- Умножитель напруги Умножитель напруги буде простіше зрозуміти, якщо почати зі звичайного однополупериодного випрямляча. У цьому випрямлячі, як зазвичай, напруга на виході більше діючого значення змінної напруги на вході (виході вторинної обмотки трансформатора) в √2 раз. Вихідна напруга, як правило, зменшується з ростом струму навантаження. Для пояснення цього факту найкраще скористатися поняттям “постійної часу”, яке описує швидкість заряду […]...
- Електрична напруга Ми знаємо, що електричний струм – це впорядкований рух заряджених частинок, яке створюється електричним полем, а воно при цьому здійснює роботу. Роботу сил електричного поля, що створює електричний струм, називають роботою струму. У процесі такої роботи енергія електричного поля перетворюється на інший вид енергії – механічну, внутрішню та ін. Від чого ж залежить робота струму? […]...
- Зовнішня характеристика джерела ЕРС Зовнішня характеристика відображає залежність напруги на затискачах джерела від величини навантаження – струму джерела, заданого навантаженням. Напруга на затискачах джерела менше ЕРС на величину падіння напруги на внутрішньому опорі джерела (1): Цьому рівнянню відповідає зовнішня характеристика джерела ЕРС (рис. 1). побудована за двома точками: 1) при I = 0 E = U; 2) при U […]...
- Резонанс в електричному ланцюзі Резонанс – явище збігу частот вимушених і власних коливань системи. Резонанс в електричному ланцюзі Резонанс в електричному ланцюзі буде виражений чітко при малих значеннях активного опору R. Якщо активний опір буде маленьким, то власна циклічна частота коливань в контурі буде обчислюватися за такою формулою: ?0 = 1/? (L*C). Сила струму вимушених коливань повинна досягати максимального […]...
- Шунти і додаткові опори Силу струму в ланцюзі вимірюють амперметром. Амперметр являє собою звичайний гальванометр, шкала якого проградуйована в амперах. Включається амперметр в ланцюг послідовно (рис. 1). Амперметр повинен змінювати силу струму в ланцюзі, і тому його опір має бути дуже малим, тобто. В ланцюзі, що складається з послідовно з’єднаних провідників, заряд ніде не накопичується і ніде не зникає. […]...
- Електричний опір провідника Електричний опір провідника виникає при протіканні по провіднику електричного струму. Тобто, коли при русі по провіднику електронів, відбувається зіткнення цих електронів з атомами провідника. При такому зіткненні, що рухається, вибиває з атома один з його вільних електронів і стає на його місце, а частина енергії, отриманої електроном від джерела е. р. с., перетворюється в тепло, […]...
- Електричний потенціал З курсу Механіки відомо, що потенційна енергія тіла пов’язана з роботою сили, наприклад, підйом вантажу в гравітаційному полі збільшує його потенційну енергію. Оскільки, в електричному полі на заряди також діють сили, поняття потенційної енергії буде справедливо і для електричних полів, при цьому зміна потенційної енергії електричного поля є рушійною силою електричного струму, і називається напругою. […]...
- Як опір залежить від температури Багато метали, наприклад, такі як мідь, алюміній, срібло мають властивість провідності електричного струму за рахунок наявності в їх структурі вільних електронів. Також, метали мають деякий опір току, і у кожного воно своє. Опір металу сильно залежить від його температури. Зрозуміти, як залежить опір металу від температури можна, якщо збільшувати температуру провідника, наприклад, на ділянці від […]...