Betrakta en elektrisk krets som innehåller ett motstånd med aktivt motstånd R och kondensatorkondensator C, ansluten till källan för alternerande EMF (Fig. 653).
ris. 653
En kondensator ansluten till en källa med konstant EMF förhindrar fullständigt passage av ström - under en viss tidsperiod laddas kondensatorn, spänningen mellan dess plattor blir lika med källans EMF, varefter strömmen i kretsen stannar . Om kondensatorn är ansluten till en växelströmskrets, slutar inte strömmen i kretsen - i själva verket laddas kondensatorn periodiskt, laddningarna på dess plattor ändras periodiskt både i storlek och tecken. Naturligtvis flyter inga laddningar mellan plattorna, det finns ingen elektrisk ström i den strikta definitionen mellan dem. Men, ofta utan att gå in på detaljer och inte alltför korrekt, talar de om strömmen genom en kondensator, vilket betyder strömmen i kretsen som kondensatorn är ansluten till. Vi kommer att använda samma terminologi.
Som tidigare, för momentana värden, är Ohms lag giltig för hela kretsen: källans emk är lika med summan av spänningarna i alla delar av kretsen. Att tillämpa denna lag på den aktuella kretsen leder till ekvationen 
Här U R = IR− spänning över motståndet, U C = q/C− spänning på kondensatorn, q− elektrisk laddning på dess plattor. Ekvation (1) innehåller tre tidsvarierande storheter (känd EMF, och för närvarande okänd strömstyrka och kondensatorladdning), med hänsyn tagen till att strömstyrkan är lika med tidsderivatan av kondensatorladdningen I = q /, denna ekvation kan lösas exakt. Eftersom källans emk ändras enligt en harmonisk lag kommer även spänningen på kondensatorn och strömmen i kretsen att ändras enligt harmoniska lagar med samma frekvens - detta påstående följer direkt av ekvation (1).
Låt oss först fastställa förhållandet mellan strömmen i kretsen och spänningen på kondensatorn. Låt oss representera spänningens beroende av tid i formen
Vi betonar att i detta fall skiljer sig spänningen på kondensatorn från källan EMF som kommer att ses av den fortsatta diskussionen, det finns också en fasskillnad mellan dessa funktioner. Därför, när vi skriver uttryck (2), väljer vi en godtycklig initial fas på noll med denna bestämning, fasen av EMF, spänningen över motståndet och strömmen mäts i förhållande till fasen av spänningssvängningar över motståndet.
Med hjälp av förhållandet mellan spänning och kondensatorladdning skriver vi ett uttryck för den senares beroende av tiden 
som låter dig hitta tidsberoendet för ström 1
I det sista steget används en trigonometrisk reduktionsformel för att explicit markera fasförskjutningen mellan ström och spänning.
Så vi fick att amplitudvärdet för strömmen genom kondensatorn är relaterat till spänningen över den genom förhållandet 
och även mellan fluktuationerna i ström och spänning finns en fasskillnad lika med Δφ = π/2. Dessa resultat sammanfattas i fig. 654, som också visar ett vektordiagram över ström- och spänningsfluktuationer. 
ris. 654
För att bevara formen av Ohms lag för en del av en krets introduceras begreppet kapacitans, som bestäms av formeln 
I detta fall blir relation (5) traditionell för Ohms lag 
När vi studerade Ohms lag för likströmskretsar påpekade vi att det elektriska fältet tvingar laddade partiklar inuti ledaren att röra sig på ett ordnat sätt, det vill säga att det skapar en elektrisk ström. Med andra ord, "spänning gör att ström uppstår." I det här fallet är situationen den motsatta - på grund av den elektriska strömmen uppstår elektriska laddningar på plattorna, vilket skapar ett elektriskt fält, så vi kan säga att i det här fallet "styrkan på strömmen är orsaken till förekomsten av spänning .” Även om dessa argument bör behandlas något skeptiskt, eftersom rörelsen av laddningar (elektrisk ström) och det elektriska fältet "justerar" till varandra tills ett visst förhållande har etablerats mellan dem, motsvarande det stabila tillståndet. Så, med konstant ström, är tillståndet för stationaritet villkoret för konstant ström. I en växelströmskrets i stadigt tillstånd är inte bara amplitudvärdena för strömmar och spänningar konsekventa, utan också fasskillnaden mellan dem. Med andra ord, orsak-och-verkan-frågan som diskuteras här liknar frågan om "vilken kom först, hönan eller ägget?"
Eftersom det finns en fasförskjutning mellan ström och spänning lika med Δφ = π/2, då är den genomsnittliga strömeffekten genom kondensatorn noll. Verkligen,
Med andra ord blir det i genomsnitt ingen energiförlust när ström flyter genom en kondensator. Givetvis påverkar kondensatorn strömflödet i kretsen. Under laddning av kondensatorn omvandlas energin från den elektriska strömmen till energin från det elektrostatiska fältet mellan plattorna på kondensatorn, och vid urladdning släpper kondensatorn den ackumulerade energin in i kretsen, medan den genomsnittliga energin som förbrukas av kondensatorn förblir lika med noll. Därför kallas kapacitiv reaktans reaktiv.
Grafer över beroendet av ström, spänning och momentan strömeffekt i den aktuella kretsen visas i fig. 655. 
ris. 655
Fyllningen anger de tidsintervall under vilka kondensatorn ackumulerar energi - i dessa intervall har strömmen och spänningen samma tecken.
Kapacitansminskningen med ökande frekvens är uppenbar - ju högre frekvensen av strömmen är, desto mindre laddning på kondensatorn lyckas samlas på kondensatorplattorna under halva perioden (medan strömmen flyter i en riktning), desto lägre spänning på kondensatorn. det, desto mindre förhindrar det passage av ström i kretsen. Liknande resonemang är giltiga för att förklara detta motstånds beroende av kondensatorns kapacitans.
Låt oss återgå till övervägandet av kretsen som visas i fig. 653, som beskrivs av ekvation (1). Om vi försummar källans inre motstånd, skriver vi ner ett explicit uttryck för spänningen som skapas av källan 
Här Uo− amplitudspänningsvärde lika med amplitudvärdet för källans emk. Dessutom anser vi nu att den initiala fasen av käll-EMK är noll (tidigare tog vi fasen för spänningssvängningar över motståndet att vara noll).
Med hjälp av denna ekvation och förhållandet mellan strömstyrkan och kondensatorns laddning kommer vi att hitta ett explicit uttryck för strömstyrkans beroende av kretsen i tiden. Låt oss representera detta beroende i formen
Var jag o Och φ
− amplitudvärdet för strömstyrkan och fasskillnaden mellan fluktuationerna i strömmen och spänningen för källan som ska bestämmas. Det är lätt att se att i det här fallet ändras kondensatorns laddning enligt lagen
För att kontrollera detta samband räcker det med att beräkna derivatan av den givna funktionen och se till att den sammanfaller med funktionen (9).
Låt oss ersätta dessa uttryck i ekvation (8)
och transformera den trigonometriska summan 
vart igenom φ 1 den kvantitet som uppfyller villkoret anges 
Nu är det klart att för att funktion (9) ska vara en lösning på ekvation (8), är det nödvändigt att dess parametrar har följande värden:
Amplitud 
den nödvändiga fasskillnaden är associerad med den visade parametern φ 1 förhållande φ + φ 1 = 0, det är 
Därmed har man funnit ett tydligt beroende av den aktuella styrkan i tiden.
Med den här metoden kan du i princip beräkna vilken växelströmskrets som helst. Men detta tillvägagångssätt kräver besvärliga trigonometriska och algebraiska transformationer. Samma resultat kan uppnås mycket lättare genom att använda vektordiagrammets formalism. Vi kommer att visa hur vektordiagrammet tillämpas på den aktuella kretsen. Det viktigaste när du använder denna metod är konstruktionen av ett vektordiagram som visar fluktuationer i strömmar och spänningar i olika delar av kretsen.
Eftersom kondensatorn och motståndet är seriekopplade, är strömmarna genom dem desamma när som helst. Låt oss avbilda strömstyrkan i form av en godtyckligt riktad vektor (till exempel horisontellt 2, som i fig. 656). 
ris. 656
Därefter kommer vi att skildra vektorerna för spänningsfluktuationer över motståndet U R, som är parallell med vektorn för strömsvängningar (eftersom fasförskjutningen mellan dessa svängningar är noll) och spänningen över kondensatorn U C, som är vinkelrät mot den aktuella oscillationsvektorn (eftersom fasförskjutningen mellan dem är lika med π/2− se fig. 657). 
ris. 657
Summan av dessa spänningar är lika med källspänningen, så vektorn av summan av vektorer som representerar svängningarna U R Och U C, visar källspänningsfluktuationer U(t).
Om du insisterar på att fasen för den totala spänningen är noll (det vill säga vektorn som representerar U ska placeras horisontellt), rotera sedan det konstruerade diagrammet (bild 657). Vi kommer inte att ägna oss åt sådan dogmatism längre!
Av det konstruerade diagrammet följer att amplitudvärdena för de aktuella spänningarna är relaterade av relationen (som följer av Pythagoras sats) 
Att uttrycka spänningsamplituder i termer av strömamplituder med hjälp av kända samband 
Och 
får vi en elementär ekvation för att bestämma strömmens amplitud 
från vilken vi finner amplituden av strömmen i kretsen 
vilket naturligtvis sammanfaller med uttrycket (11), erhållet tidigare med en besvärlig algebraisk metod. Fasordiagrammet gör det också enkelt att bestämma fasförskjutningen mellan fluktuationer i källström och spänning 
vilket också sammanfaller med vad som erhållits tidigare.
Som du kan se låter vektordiagrammetoden dig helt och hållet beräkna egenskaperna hos växelströmskretsar, mycket lättare än metoden för att analytiskt lösa motsvarande ekvation som diskuterats ovan.
Det bör betonas att den fysiska essensen av båda metoderna är densamma, den uttrycks av ekvation (10), den enda skillnaden är i det matematiska språket som denna ekvation löses på.
Låt oss beräkna medeleffekten som utvecklas av källan. Det momentana värdet av denna effekt är lika med produkten av emk och strömstyrkan P = EI. Genom att ersätta explicita värden för dessa kvantiteter och medelvärde, får vi 
Observera att det resulterande uttrycket för medeleffekt är generellt för växelström: medeleffekten för växelström är lika med hälften av produkten av amplituderna för strömmen, spänningen och cosinus för fasskillnaden mellan dem. Om vi inte använder amplitud, utan effektiva värden för ström och spänning, tar formel (16) formen
den genomsnittliga effekten av växelström är lika med produkten av de effektiva värdena för ström, spänning och cosinus för fasskillnaden mellan dem. Ofta kallas cosinus för fasförskjutningen mellan ström och spänning effektfaktor.
I de fall där det är nödvändigt att överföra maximal effekt längs en elektrisk linje, är det nödvändigt att sträva efter att säkerställa att fasförskjutningen mellan ström och spänning är minimal (optimalt noll), eftersom den överförda effekten i detta fall kommer att vara maximal.
Låt oss tillämpa den resulterande formeln för att beräkna strömeffekten i den aktuella kretsen, för vilken vi uttrycker cosinus för fasförskjutningen från uttrycket (12) och ersätter det med formeln (17), som ett resultat av vilket vi får 
Vid härledning av detta samband användes formel (14) för amplituden av strömmen i kretsen. Det erhållna resultatet är uppenbart - den genomsnittliga effekten som utvecklas av källan är lika med den genomsnittliga värmeeffekten som genereras av motståndet. Denna slutsats bekräftar återigen att det inte finns någon förlust av elektrisk strömenergi på kondensatorn.
Strömeffekt kan också beräknas med hjälp av det konstruerade vektordiagrammet, av vilket det följer att produkten av källspänningsamplituden och cosinus för fasförskjutningen är lika med spänningsamplituden över motståndet 
från vilken formel (18) omedelbart följer.
Eftersom amplituden och de effektiva värdena för strömmar och spänningar är proportionella mot varandra, kan längden på vektordiagrammets vektorer anses vara proportionella mot de effektiva (och inte amplitud) värdena. Med denna definition är medelprodukten av två övertonsfunktioner lika med skalärprodukten av vektorerna som representerar dessa funktioner.
1 Här använder vi den matematiska operationen att beräkna derivatan av en funktion. Om det fortfarande skrämmer dig, använd analogin med mekaniska harmoniska svängningar: laddningsanalogen är koordinaten, då är analogen av strömstyrkan momentan hastighet.
2 Vi betonar ständigt att den inledande fasen av en individuell svängning inte är signifikant i någon process, den kan ändras genom att helt enkelt flytta tidens ursprung. Fasskillnader mellan olika storheter som förändras enligt harmoniska lagar har en fysisk betydelse. Här ändrar vi så att säga återigen fasens "rapporteringspunkt" - med en horisontell position för den aktuella svängningsvektorn accepterar vi implicit den initiala fasen av de nuvarande svängningarna som lika med noll.
DEFINITION
Kondensator, i det enklaste fallet, består av två metallledare (plattor), som är åtskilda av ett dielektriskt skikt. Var och en av kondensatorplattorna har sin egen terminal och kan anslutas till en elektrisk krets.
En kondensator kännetecknas av ett antal parametrar (kapacitans, driftspänning, etc.), en av dessa egenskaper är resistans. Kondensatorn tillåter praktiskt taget inte elektrisk likström att passera igenom. Det vill säga att kondensatorresistansen är oändligt stor för likström, men detta är det ideala fallet. En mycket liten ström kan flyta genom ett riktigt dielektrikum. Denna ström kallas läckström. Läckström är en indikator på kvaliteten på det dielektrikum som används vid tillverkningen av kondensatorn. Med moderna kondensatorer är läckströmmen flera bråkdelar av en mikroampere. Kondensatorns resistans i detta fall kan beräknas med Ohms lag för en sektion av kretsen, med kännedom om spänningen till vilken kondensatorn laddas och läckströmmen. Men vanligtvis, när man löser utbildningsproblem, anses motståndet hos en kondensator mot likström vara oändligt stort.
Kondensatorresistans mot växelspänning
När en kondensator är ansluten till en växelströmskrets flyter ström fritt genom kondensatorn. Detta kan förklaras mycket enkelt: en process med konstant laddning och urladdning av kondensatorn inträffar. I det här fallet säger de att kretsen innehåller kapacitiv reaktans hos kondensatorn, förutom aktivt motstånd.
Och så, en kondensator, som är ansluten till en växelströmskrets, beter sig som ett motstånd, det vill säga den påverkar strömmen som flyter i kretsen. Vi betecknar värdet på kapacitans som , dess värde är relaterat till strömmens frekvens och bestäms av formeln:
var är frekvensen för växelström; - Strömmens vinkelfrekvens; C är kondensatorns kapacitans.
Om en kondensator är ansluten till en växelströmskrets, förbrukas ingen ström i den, eftersom strömmens fas skiftas i förhållande till spänningen med . Om vi betraktar en period av strömsvängning i kretsen (T), så händer följande: när kondensatorn laddas (detta uppgår till ), lagras energi i kondensatorfältet; under nästa tidsperiod (), laddas kondensatorn ur och frigör energi till kretsen. Därför kallas kapacitiv reaktans reaktiv (wattfri).
Det bör noteras att i varje verklig kondensator förbrukas fortfarande verklig effekt (förlusteffekt) när växelström flyter genom den. Detta orsakas av förändringar som sker i tillståndet för kondensatorns dielektrikum. Dessutom finns det ett visst läckage i kondensatorplattornas isolering, så ett litet aktivt motstånd uppstår, som så att säga är parallellkopplat med kondensatorn.
Exempel på problemlösning
EXEMPEL 1
| Träning | Oscillationskretsen har ett motstånd (R), en induktor (L) och en kondensator C (fig. 1). En extern spänning är ansluten till den, vars amplitud är lika med , och frekvensen är . Vad är amplituden på strömmen i kretsen? |
| Lösning | Kretsresistansen i fig. 1 består av det aktiva motståndet R, kondensatorns kapacitans och induktorns resistans. Det totala motståndet för en krets (Z) som innehåller ovanstående element finns som: Ohms lag för vår del av kretsen kan skrivas som: Låt oss uttrycka den önskade strömamplituden från (1.2), ersätt den högra sidan av formeln (1.1) istället för Z, och vi har:
|
| Svar |  |
En av huvudenheterna inom elektronik och elektroteknik är en kondensator. Efter att ha stängt den elektriska kretsen börjar laddningen, varefter den omedelbart blir en källa för ström och spänning, och en elektromotorisk kraft uppstår i den - EMF. En av huvudegenskaperna hos en kondensator återspeglas mycket exakt av kapacitansformeln. Detta fenomen uppstår som ett resultat av mot-EMF riktad mot strömkällan som används för laddning. Strömkällan kan övervinna kapacitansen endast genom betydande utgifter för sin egen energi, som blir energin i kondensatorns elektriska fält.
När enheten laddas ur, återförs all denna energi tillbaka till kretsen och förvandlas till elektrisk energi. Därför kan kapacitans klassificeras som reaktiv, vilket inte orsakar irreversibla energiförluster. Kondensatorn laddas till den spänningsnivå som tillhandahålls av strömkällan.
Kapacitans för en kondensator
Kondensatorer är bland de vanligaste elementen som används i olika elektroniska kretsar. De är indelade i typer som har karakteristiska egenskaper, parametrar och individuella egenskaper. Den enklaste kondensatorn består av två metallplattor - elektroder, åtskilda av ett dielektriskt skikt. Var och en av dem har sin egen terminal genom vilken anslutningen till den elektriska kretsen görs.
Det finns egenskaper som är unika för kondensatorer. De tillåter till exempel inte att likström passerar genom dem alls, även om de laddas av det. Efter att behållaren är fulladdad stannar strömflödet helt, och enhetens inre motstånd får ett oändligt högt värde.
Kondensatorn påverkas på ett helt annat sätt genom att flyta ganska fritt genom kapacitansen. Detta tillstånd förklaras av de konstanta processerna för laddning och urladdning av elementet. I det här fallet verkar inte bara ledarnas aktiva motstånd, utan också den kapacitiva reaktansen hos själva kondensatorn, som uppstår precis som ett resultat av dess konstanta laddning och urladdning.
De elektriska parametrarna och egenskaperna hos kondensatorer kan variera beroende på olika faktorer. Först och främst beror de på produktens storlek och form, såväl som på typen av dielektrikum. Olika typer av enheter kan vara papper, luft, plast, glas, glimmer, keramik och andra material. Elektrolytiska kondensatorer använder aluminiumelektrolyt och tantalelektrolyt, vilket ger dem ökad kapacitet.
Namnen på andra element bestäms av materialen i konventionella dielektrika. Därför faller de i kategorin papper, keramik, glas etc. Var och en av dem, i enlighet med egenskaperna och funktionerna, används i specifika elektroniska kretsar, med olika elektriska strömparametrar.
I detta avseende är användningen av keramiska kondensatorer nödvändig i de kretsar där högfrekvent brusfiltrering krävs. Elektrolytiska enheter, å andra sidan, filtrerar bort störningar vid låga frekvenser. Om man parallellkopplar båda typerna av kondensatorer får man ett universalfilter som används flitigt i alla kretsar. Trots det faktum att deras kapacitans är ett fast värde, finns det enheter med variabel kapacitans, vilket uppnås genom justeringar genom att ändra den ömsesidiga överlappningen av plattorna. Ett typiskt exempel är avstämningskondensatorer som används vid avstämning av elektronisk utrustning.
Kapacitans i en AC-krets
När en kondensator är ansluten till en DC-krets kommer en laddningsström att flyta genom kretsen under en kort tidsperiod. Vid slutet av laddningen, när kondensatorspänningen matchar strömkällans spänning, kommer det kortsiktiga strömflödet i kretsen att stoppa. Således kommer helt vid konstant ström att vara en slags öppen krets eller motstånd med ett oändligt stort värde. Med växelström kommer kondensatorn att bete sig helt annorlunda. Dess laddning i en sådan krets kommer att utföras växelvis i olika riktningar. Flödet av växelström i kretsen avbryts inte för närvarande.
En mer detaljerad undersökning av denna process indikerar ett nollspänningsvärde i kondensatorn i det ögonblick den slås på. Efter att växelspänning har tillförts den börjar laddningen. Vid denna tidpunkt kommer nätspänningen att öka under periodens första kvartal. När laddningar ackumuleras på plattorna ökar spänningen på själva kondensatorn. Efter att nätspänningen når sitt maximum i slutet av första kvartalet av perioden avbryts laddningen och strömmen i kretsen blir noll.
Det finns en formel för att bestämma strömmen i en kondensatorkrets: I = ∆q/∆t, där q är mängden elektricitet som strömmar genom kretsen under en tidsperiod t. I enlighet med elektrostatikens lagar kommer mängden elektricitet i enheten att vara: q = C x Uc = C x U. I denna formel kommer C att vara kapacitansen för kondensatorn, U - nätverksspänningen, Uc - den spänning på elementets plattor. I sin slutliga form kommer formeln för strömmen i kretsen att se ut så här: i = C x (∆Uc/∆t) = C x (∆U/∆t).
När andra kvartalet av perioden börjar kommer nätspänningen att minska och kondensatorn börjar laddas ur. Strömmen i kretsen kommer att ändra riktning och flyta i motsatt riktning. Under nästa halva av perioden kommer nätspänningens riktning att ändras, elementet laddas om och sedan börjar det ladda ur igen. Strömmen som finns i en krets med en kondensator kommer att vara 90 grader före fasspänningen på plattorna.
Det har konstaterats att förändringar i kondensatorströmmen sker med en hastighet som är proportionell mot vinkelfrekvensen ω. Därför, i enlighet med den redan kända formeln för strömmen i kretsen i = C x (∆U/∆t), visar det sig på samma sätt att strömmens effektiva värde också kommer att vara en proportion mellan spänningsförändringshastigheten och vinkelfrekvensen ω: I = 2π x f x C x U .
Därefter är det ganska enkelt att fastställa värdet på kondensatorns kapacitans eller reaktans: xc = 1/2π x f x C = 1/ ω x C. Denna parameter beräknas när kondensatorn är ansluten till växelströmskretsen. Därför, i enlighet med Ohms lag, i en växelströmskrets med en kondensator påslagen, kommer strömvärdet att vara som följer: I = U/xc, och spänningen på plattorna kommer att vara: Uc = Ic x xc.
Den del av nätspänningen som faller på kondensatorn kallas det kapacitiva spänningsfallet. Det är också känt som den reaktiva spänningskomponenten, betecknad med symbolen Uc. Värdet på den kapacitiva reaktansen xc, såväl som värdet på den induktiva reaktansen xi, är direkt relaterat till växelströmsfrekvensen.
Elektrisk ström i ledare är kontinuerligt associerad med magnetiska och elektriska fält. Element som kännetecknar omvandlingen av elektromagnetisk energi till värme kallas aktiva motstånd (betecknas R). Typiska representanter för aktiva motstånd är motstånd, glödlampor, elektriska ugnar etc.
Induktiv reaktans. Formel för induktiv reaktans.
Element associerade med närvaron av endast ett magnetfält kallas induktanser. Spolar, lindningar mm har induktans. Formel för induktiv reaktans:
där L är induktans.
Kapacitans. Kapacitansformel.
Element associerade med närvaron av ett elektriskt fält kallas kapacitanser. Kondensatorer, långa kraftledningar etc. har kapacitans. Kapacitansformel:
där C är kapacitet.
Totalt motstånd. Formler för totalt motstånd.
Verkliga konsumenter av elektrisk energi kan också ha ett komplext resistansvärde. I närvaro av aktiva R- och induktiva L-resistanser, beräknas värdet på det totala motståndet Z med hjälp av formeln:
På liknande sätt beräknas den totala resistansen Z för kretsen av aktiv R och kapacitiv resistans C:
Konsumenter med aktiv R, induktiv L och kapacitiv resistans C har ett totalt motstånd:
| administration |
Kondensatorn ger ett visst motstånd mot växelström och leder ingen likström alls. Denna fastighet används inom olika områden av radioelektronik och elektroteknik. Kapacitansen i en växelströmskrets beror på den senares frekvens och kondensatorns kapacitans.
Grundläggande koncept
Kapacitans är kvantiteten, som skapas av en kondensator ansluten till kretsen. Resistansen hos matningsledningarna bör vara icke försumbar stor. När växelström tillförs uppstår processer på grund av den periodiska laddningen och urladdningen av kondensatorn.
Perioden är uppdelad i fyra kvartal. Under det första kvartalet ökar spänningen. I detta ögonblick passerar en laddningsström genom kretsen, vars styrka kommer att minska och når noll när den elektromotoriska kraften når ett positivt maximum. Kondensatorn är fulladdad. Efter detta börjar spänningsfallet. Kondensatorn kommer att laddas ur genom belastningen som är ansluten till den. Ström kommer att flyta genom kretsen.
I slutet av halvcykeln kommer spänningen att vara noll, och strömmen kommer att vara störst. Urladdningen är klar. I början av tredje kvartalet kommer den elektromotoriska kraften att öka och ändra dess riktning. Laddningsprocessen börjar igen. Laddningsströmmens riktning under tredje kvartalet kommer att vara densamma som i föregående. När kondensatorn laddas kommer detta värde att minska. I slutet av tredje kvartalet kommer laddningsprocessen att vara klar.
Den elektromotoriska kraften kommer att nå sitt största negativa värde. Och på plattan, som hade en positiv laddning under den första halvcykeln, kommer det nu att finnas en negativ. Under fjärde kvartalet kommer värdet på den elektromotoriska kraften åter att tendera till noll. Kondensatorn laddas ur. Följaktligen kommer en gradvis ökande ström att uppstå i kretsen. Processen upprepas. Således leder AC-fasen i kondensatorkretsen spänningsfasen med 90 grader.
Motståndsformel
Kapacitansformeln härleds enligt följande:
För att få kapacitansvärdet i ohm, dividera ett med talet som erhålls efter att ha multiplicerat vinkelfrekvensen med kapacitansen. Av denna formel följer att ju större kondensatorns kapacitans eller frekvensen på växelströmmen är, desto lägre är dess resistans.
När frekvensen är noll (likström) blir kapacitansen oändligt stor. En mycket stor kondensator leder ström över ett brett spektrum av frekvenser.
Tillämpning i praktiken
Egenskaperna hos en kondensator används vid utformningen av olika filter. Effekten av kapacitans i detta fall beror på metoden för att ansluta delen:
- Om den kopplas parallellt med lasten får du ett filter som blockerar höga frekvenser. När de ökar minskar kondensatorns motstånd. Följaktligen shuntas belastningen vid höga frekvenser mer än vid låga frekvenser.
- Om delen kopplas i serie med lasten får du ett filter som fördröjer låga frekvenser. Denna krets tillåter inte heller DC-spänning att passera igenom.
Ett annat användningsområde är att separera den variabla komponenten från den konstanta. Till exempel i slutskedet av ljudförstärkare. Ju högre kapacitans, desto lägre frekvens kan den anslutna högtalaren återge.
På grund av deras egenskaper används kondensatorer i de fall där det är nödvändigt att överföra både likström och växelström genom samma ledningar. Den konstanta spänningskällan är ansluten till den gemensamma ledningen och den andra terminalen på kapacitansen, genom vilken växelspänningskällan är ansluten. På andra sidan sker en separation: AC-förbrukaren är ansluten via en kondensator med samma kapacitet, och DC-förbrukaren är ansluten direkt till delens terminaler.
Ett vanligt exempel på sådan användning är en utomhus-tv-antenn med en förstärkare. Själva TV:n eller en enhet som är ansluten till kabeln, en så kallad "injektor", levererar matningsspänningen. Antennförstärkaren separerar och filtrerar signalerna. Således, kapacitans kondensator används ofta. Filter säkerställer fördröjning av vissa signaler och passage av andra.
Tack vare denna egenskap är det möjligt att överföra både växel- och likspänning på en gång, vilket är av inte liten betydelse när man bygger vissa kommunikationsledningar.
