Меню

Конденсатор для холодного тока

Расчет конденсатора для светодиодов

Необходимость подключить светодиод к сети – частая ситуация. Это и индикатор включения приборов, и выключатель с подсветкой, и даже диодная лампа.

Существует множество схем подключения маломощных индикаторных LED через резисторный ограничитель тока, но такая схема подключения имеет определённые недостатки. При необходимости подключить диод, с номинальным током 100-150мА, потребуется очень мощный резистор, размеры которого будут значительно больше самого диода.

Вот так бы выглядела схема подключения настольной светодиодной лампы. А мощные десяти ваттные резисторы при низкой температуре в помещении можно было бы использовать в качестве дополнительного источника отопления.

Схема подключения светодиодной лампы через резисторы

Применение в качестве ограничителя тока конде-ров позволяет значительно уменьшить габариты такой схемы. Так выглядит блок питания диодной лампы мощностью 10-15 Вт.

Блок питания с конденсатором

Принцип работы схем на балластном конденсаторе

Схема на балластном конденсаторе

В этой схеме конде-р является фильтром тока. Напряжение на нагрузку поступает только до момента полного заряда конде-ра, время которого зависит от его ёмкости. При этом никакого тепловыделения не происходит, что снимает ограничения с мощности нагрузки.

Чтобы понять, как работает эта схема и принцип подбора балластного элемента для LED, напомню, что напряжение – скорость движения электронов по проводнику, сила тока – плотность электронов.

Для диода абсолютно безразлично, с какой скоростью через него будут «пролетать» электроны. Расчет конде-ра основан на ограничении тока в цепи. Мы можем подать хоть десять киловольт, но если сила тока составит несколько микр оампер, количества электронов, проходящих через светоизлучающий кристалл, хватит для возбуждения лишь крохотной части светоизлучателя и свечения мы не увидим.

В то же время при напряжении несколько вольт и силе тока десятки ампер плотность потока электронов значительно превысит пропускную способность матрицы диода, преобразовав излишки в тепловую энергию, и наш LED элемент попросту испарится в облачке дыма.

Расчет гасящего конденсатора для светодиода

Разберем подробный расчет, ниже сможете найти форму онлайн калькулятора.

Расчет емкости конденсатора для светодиода:

С(мкФ) = 3200 * Iсд) / √(Uвх² — Uвых²)

С мкФ – ёмкость конде-ра. Он должен быть рассчитан на 400-500В;
Iсд – номинальный ток диода (смотрим в паспортных данных);
Uвх – амплитудное напряжение сети — 320В;
Uвых – номинальное напряжение питания LED.

Можно встретить еще такую формулу:

C = (4,45 * I) / (U — Uд)

Она используется для маломощных нагрузок до 100 мА и до 5В.

Расчет конденсатора для светодиода (калькулятор онлайн):

Для наглядности проведём расчёт нескольких схем подключения.

Подключение одного светодиода

Подключение одного светодиодаДля расчета емкости конде-ра нам понадобится:

  • Максимальный ток диода – 0,15А;
  • напряжение питания диода – 3,5В;
  • амплитудное напряжение сети — 320В.

Для таких условий параметры конде-ра: 1,5мкФ, 400В.

Подключение нескольких светодиодов

Подключение нескольких светодиодовПри расчете конденсатора для светодиодной лампы необходимо учитывать, что диоды в ней соединены группами.

  • Напряжение питания для последовательной цепочки – Uсд * количество LED в цепи;
  • сила тока – Iсд * количество параллельных цепочек.

Для примера возьмём модель с шестью параллельными линиями из четырёх последовательных диодов.

Напряжение питания – 4 * 3,5В = 14В;
Сила тока цепи – 0,15А * 6 = 0,9А;

Для этой схемы параметры конде-ра: 9мкФ, 400В.

Простая схема блока питания светодиодов с конденсатором

Простой блок питания с конденсатором

Разберём устройство без трансформаторного блока питания для светодиодов на примере фабричного драйвера LED ламы.

  • R1 – резистор на 1Вт, который уменьшает значимость перепадов напряжения в сети;
  • R2,C2 – конде-р служит в качестве токоограничителя, а резистор для его разрядки после отключения от сети;
  • C3 – сглаживающий конде-р, для уменьшения пульсации света;
  • R3 – служит для ограничения перепадов напряжения после преобразования, но более целесообразно вместо него установить стабилитрон.

Какой конденсатор можно использовать для балласта?

В качестве гасящих конденсаторов для светодиодов используются керамические элементы рассчитанные на 400-500В. Использование электролитических (полярных) конденсаторов недопустимо.

Меры предосторожности

Безтрансформаторные схемы не имеют гальванической развязки. Сила тока цепи при появлении дополнительного сопротивления, например прикосновение рукой с оголённому контакту в цепи, может значительно увеличится, став причиной электротравмы.

Источник

Холодный ток

В среде альтернативщиков и искателей свободной энергии всё чаще применяется термин «холодный ток». Началось это всё с доктора Питера Линдеманна, который рассказывал о холодном электричестве в своей книге «Секреты свободной энергии холодного электричества».

Человек так устроен, как только он встречает на своём пути что-то необычное – придумывается новый термин и он обрастает как снежный ком легендами и мифами в связи с отсутствием информации. А невежество и безграмотность людей продолжает раскатывать этот снежный ком даже в наши дни, когда информации уже предостаточно. Так произошло и в случае с холодным током.

Ну согласитесь, выглядит довольно необычно.

Люди, которые далеки от радиотехники, входят в ступор. Им же в школе объяснили, что ток идёт по пути наименьшего сопротивления, т.е. по толстому проводу, а не через лампочку. А тут наоборот. И при этом толстый провод не нагревается. Тут же и название «спецы» придумали: «Холодный ток». На самом деле в медном проводе создана стоячая волна. Приложил электроды лампочки к узлам стоячей волны, она не светит. Приложил к пучностям — светит. Но «спецы» упрямо называют волну током, причём холодным. Их мобильники принимают не радиоволны, а «холодные токи». И необразованность эта «плодится и размножается» со страшной силой.

Ну ладно Питер Линдеманн или Тесла не располагали теорией сверхвысокочастотных (СВЧ) полей и со своей стороны сделали значительный вклад в исследовании этой темы, но когда сегодня встречаешь рассуждения на тему «холодного тока» просто становится стыдно за наше поколение.
На самом деле просто происходит подмена понятий – «холодный ток» смешался с «радиантной энергией» по определению Теслы. Пора уже отделить мух от котлет.

Вот видео с типичным для сегодняшнего времени примером невежества.

Если у Вас загорелась 100 ваттная лампочка – это не значит, что она потребляет 100 Вт/ч электроэнергии. Передача энергии по тонюсеньким проводам для многих горе-электриков тоже чудо. По всей видимости даже закон Ома для многих остался тёмным лесом после школы, а тут ещё теория СВЧ полей добила. И вуаля – чудо, ноу-хау! Берём 800 Вт индукционную плитку и запитываем 10 шт. 150 Вт лампочек, не чудо ли? А то что лампочки не греются и горят в пол силы- это уже никого не смущает…

На самом деле всё просто – никаких чудес – всё согласно теории распространения СВЧ волн.

Ну а что же может для себя взять на заметку бытовой пользователь?

Читайте также:  Переменный ток его амплитудное мгновенное действующее значение

Ну, например, можно организовать в доме систему безопасного освещения. Преимущества говорят сами за себя:
1. Система не нуждается в силовых проводах, достаточно тонкого, дешёвого двухжильного провода.
2. Система не боится воды, от слова совсем, т.е. прекрасно работает полностью погруженной в воду.
3. Система не боится коротких замыканий! Более того, если в одном патроне будет короткое замыкание, остальные параллельно включённые лампочки, будут продолжать гореть, просто немного притухнут. Что это значит – отсутствие возгораний по причине неисправности проводки, а это 90 % случаев пожаров.

Есть правда одно но, говорят, что СВЧ излучение не очень полезно для здоровья, однако это не мешает повсеместному распространению СВЧ- печей и индукционных плит.

Вот такую пользу можно извлечь из этого «фокуса». К теории эфира и свободной энергии эта тема имеет лишь косвенное отношение…

Источник

Как рассчитать и подобрать гасящий конденсатор

В самом начале темы, относительно подбора гасящего конденсатора, рассмотрим цепь, состоящую из резистора и конденсатора, последовательно подключенных к сети. Полное сопротивление такой цепи будет равно:

Эффективная величина тока, соответственно, находится по закону Ома, напряжение сети делить на полное сопротивление цепи:

В результате для тока нагрузки и входного и выходного напряжений получим следующее соотношение:

Эффективная величина тока

А если напряжение на выходе достаточно мало, то мы имеем право считать эффективное значение тока приблизительно равным:

Эффективное значение тока

Однако давайте рассмотрим с практической точки зрения вопрос подбора гасящего конденсатора для включения в сеть переменного тока нагрузки, рассчитанной на напряжение меньшее стандартного сетевого.

Допустим, у нас есть лампа накаливания мощностью 100 Вт, рассчитанная на напряжение 36 вольт, и нам по какой-то невероятной причине необходимо запитать ее от бытовой сети 220 вольт. Лампе необходим эффективный ток, равный:

Эффективный ток 2,77 А

Тогда емкость необходимого гасящего конденсатора окажется равна:

Емкость необходимого гасящего конденсатора

Имея такой конденсатор, мы обретаем надежду получить нормальное свечение лампы, рассчитываем, что она по крайней мере не перегорит. Такой подход, когда мы исходим из эффективного значения тока, приемлем для активных нагрузок, таких как лампа или обогреватель.

Схема с конденсатором

Но что делать, если нагрузка нелинейна и включена через диодный мост? Допустим, необходимо зарядить свинцово-кислотный аккумулятор. Что тогда? Тогда зарядный ток окажется для батареи пульсирующим, и его значение будет меньше эффективного значения:

Определение тока

Иногда радиолюбителю может быть полезным источник питания, в котором гасящий конденсатор включен последовательно с диодным мостом, на выходе которого имеется в свою очередь конденсатор фильтра значительной емкости, к которому присоединена нагрузка постоянного тока. Получается своеобразный бестрансформаторный источник питания с конденсатором вместо понижающего трансформатора:

Бестрансформаторный источник питания с конденсатором вместо понижающего трансформатора

Здесь нагрузка в целом будет нелинейной, а ток станет уже далеко не синусоидальным, и вести расчеты необходимо будет несколько иначе. Дело в том, что сглаживающий конденсатор с диодным мостом и нагрузкой внешне проявят себя как симметричный стабилитрон, ведь пульсации при значительной емкости фильтра станут пренебрежимо малыми.

Когда напряжение на конденсаторе будет меньше какого-то значения — мост будет закрыт, а если выше — ток пойдет, но напряжение на выходе моста расти не будет. Рассмотрим процесс более подробно с графиками:

Графики процесса

В момент времени t1 напряжение сети достигло амплитуды, конденсатор C1 также заряжен в этот момент до максимально возможного значения минус падение напряжения на мосте, которое будет равно приблизительно выходному напряжению. Ток через конденсатор C1 равен в этот момент нулю. Далее напряжение в сети стало уменьшаться, напряжение на мосте — тоже, а на конденсаторе C1 оно пока не изменяется, да и ток через конденсатор C1 пока что нулевой.

Далее напряжение на мосте меняет знак, стремясь уменьшиться до минус Uвх, и в тот момент через конденсатор C1 и через диодный мост устремляется ток. Далее напряжение на выходе моста не меняется, а ток в последовательной цепочке зависит от скорости изменения питающего напряжения, словно к сети подключен только конденсатор C1.

По достижении сетевой синусоидой противоположной амплитуды, ток через C1 опять становится равным нулю и процесс пойдет по кругу, повторяясь каждые пол периода. Очевидно, что ток течет через диодный мост только в промежутке между t2 и t3, и величину среднего тока можно вычислить, определив площадь закрашенной фигуры под синусоидой, которая будет равна:

Определение величины среднего тока

Если выходное напряжение схемы достаточно мало, то данная формула приближается к полученной ранее. Если же выходной ток положить равным нулю, то получим:

Выходное напряжение схемы

То есть при обрыве нагрузки выходное напряжение станет равно амплитуде сетевого. Значит следует применять такие компоненты в схеме, чтобы каждый из них выдержал бы амплитуду напряжения питания.

Кстати, при снижении тока нагрузки на 10%, выражение в скобках уменьшится на 10%, то есть напряжение на выходе увеличится примерно на 30 вольт, если изначально имеем дело, скажем, с 220 вольтами на входе и с 10 вольтами на выходе. Таким образом, использование стабилитрона параллельно нагрузке строго обязательно.

Схема с конденсаторами

А что если выпрямитель однополупериодный? Тогда ток необходимо рассчитывать по такой формуле:

Средний ток

При небольших значениях выходного напряжения ток нагрузки станет вдвое меньшим, чем при выпрямлении полным мостом. А напряжение на выходе без нагрузки окажется вдвое большим, так как здесь мы имеем дело с удвоителем напряжения.

Итак, источник питания с гасящим конденсатором рассчитывается в следующем порядке:

Первым делом выбирают, каким будет выходное напряжение.

Затем определяют максимальный и минимальный токи нагрузки.

Далее определяют максимум и минимум напряжения питания.

Если ток нагрузки предполагается непостоянный, стабилитрон параллельно нагрузке обязателен!

Наконец, вычисляют емкость гасящего конденсатора.

Для схемы с двухполупериодным выпрямлением, для сетевой частоты 50 Гц, емкость находится по следующей формуле:

Емкость конденсатора

Полученный по формуле результат округляют в сторону емкости большего номинала (желательно не более 10%).

Следующим шагом находят ток стабилизации стабилитрона для максимального напряжения питания и минимального тока потребления:

Ток стабилизации стабилитрона

Для однополупериодной схемы выпрямления гасящий конденсатор и максимальный ток стабилитрона вычисляют по следующим формулам:

Емкость конденсатора и максимальный ток стабилитрона

Выбирая гасящий конденсатор, лучше ориентироваться на пленочные и металлобумажные конденсаторы. Конденсаторы пленочные небольшой емкости — до 2,2 мкф на рабочее напряжение от 250 вольт хорошо работают в данных схемах при питании от сети 220 вольт. Если же вам нужна большая емкость (более 10 мкф) — лучше выбрать конденсатор на рабочее напряжение от 500 вольт.

Источник

Архив. 2013 год.

Сложение энергий. Холодный ток.

На проводе идущем от конденсатора к индуктору размещено ферритовое кольцо трансформатора тока. В случае с ранее показанной схемой съема бескаркасным трансформатором тока одна лампа 12Vx21W горит практически в полный накал.

Читайте также:  Водный раствор нитрата серебра проводит электрический ток или нет

На проводе идущем от конденсатора к индуктору размещено два кольца трансформатора тока, выходы обмоток соединены параллельно. Начало обмотки первого кольца подключено к началу второго. Горят уже две лампы 12x21W так же включенных параллельно.

Растерянность вызывает напряжение которое показал вольтметр на лампе и без нее, на выходе соленоида съема — менее одного вольта. Ток короткого замыкания через вольтметр, ниже чуствительности прибора — 0,02мА. Контакты, при замыкании, слабо искрят. Понятно что врет, подумал я и проверил это дело на язык. Не врет. Честный 1 вольт. Но тогда как и почем горит лампа 12Vx21W.

Осцилограмма, щупы осцилографа подключены к выходам соленоида съема. Серия импульсов, при подключении дух трансформаторов тока. Горят две лампы 12Vx21W.

.

Частота следования групп импульсов порядка 46 кГц. Этой частоты при напряжении менее вольта и практически полном отсутствии тока недостаточно для того, чтобы зажечь лампу в 20 Ватт. Более детальная осцилограмма одной из групп импульсов.

.

Влияние трансформатора тока на работу индуктора.

В течении двух минут индуктором производился нагрев трубы 1 дюйм (25мм). После этого нагретая труба опускалась в емкость, заполненную двумя литрами воды. Температура замерялась до момента опускания трубы и после устанвления температурного балланса в объёме воды.

Нагрев трубы без трансформатора тока:

  • 22,4С — 25,7С; 2 минуты, ток 11-12А.
  • 23,9C — 26,7C; 2 минуты, ток 11-12А.
  • 26,7С — 29,8С; 2 минуты, ток 11-12А.

Нагрев трубы c трансформатором тока на ферритовом кольце и нагрузкой — воздушный трансформатор с электролампой 12Вx21W. Лампа светится в пол накала.

  • 25,6С — 29,5C (2 минуты, ток 11-12А)
  • 28,6С — 32,8C (2 минуты, ток 11-12А)

Нагрев трубы c трансформатором тока на трансформаторном железе, как показано на фотографии. Лампа светится в полный накал.

  • 29,4C — 32,2С (2 минуты, ток 11-12А)

Для информации, кольцо из трансформаторного железа без нагрузки и металлической трубы в индукторе греется и затем нагревает воду с 29,1С — 30,2С за 30 секунд, ток потребления составляет 15 Ампер.

Разряд аккумулятора, заряженного холодным током.

Экспериментально установлено, что на вторичной обмотки соленоида съема отсутсвует напряжение, электролампы при этом горят. После подключения диодов шоттки, энергия приобретает полярность и потенциал, стал возможен заряд электролитичеких конденсаторов. Так же была проверена возможность заряда данной энергией аккумулятора. Полностью рабочий аккумулятор был предварительно разряжен. После подключения аккумулятора, сразу начинается его быстрый заряд. При подключении нагрузки, лампы 12Vx21W, напряжение на аккумуляторе установилось в районе 11,4В. Лампа прикрыта чтобы не мешать съемке, горит в полный накал.

В соленоид съема был добавлен ферритовый стержень 600НН. Сразу начался заряд аккумулятора напряжение на аккумуляторе при включенной электролампе только растет и вниз более не опускалось. После отключения схемы от электропитания сразу начинается разряд аккумулятора. Динамика цикла заряда аккумулятора около 30 секунд.

Ниже на фотографии представлены три ферритовых кольца с сечением провода 4кв, 8.3кв, 25 квадратов. Эффективность работы трансформатора тока оценивалась по яркости свечения лампы 12Vx21W, подключенной к соленоиду съема. Несмотря на наименьшее число витков витков, наиболее эффективным оказался силовой провод сечением 25 квадраторв (13 витков, длина провода без учета выводов 1м40см)

Более простым, но наиболее эффективнм является трансформатор тока, катушка съема которого состоит из медной фольги свернутой в трубку и расположенный максимально близко к внутренней стороне ферритового кольца.

Разряд аккумулятора, заряженного холодным током.

Два трансформатора тока (провод сечением 25 квадратов) соединены параллельно. К выходам воздушного соленоида съёма без ферритового сердечника подключены диоды шоттки (50SQ100 5А 100В), через которые осуществляется заряд аккумулятора. К аккумулятору параллельно подключены две автомобильных лампы 12Vx21W. На вольтметре показано напряжение до которого был заряжен аккумулятор. На амперметре т о к потребления двух ламп. В течении часа работы данной схемы аккумулятор не разрядился. Напряжение колебалось от 11.54 до 11.59 вольта. Если зарядить аккумулятор, затем отключить схему индукционного нагрева от сети напряжение с 12В до 10В падает за 30-40 секунд. Такое же время необходимо для заряда аккумулятора. Целесообразно аккумулятор не отключать вообще.

В процессе работы аккумулятора в схеме его нагрева не отмечалось. После разряда аккумулятора до 0,6В и полного его отключения, произошел нагрев корпуса, который наблюдался в течении получаса.

При увеличении количества электроламп до трех, напряжение падает, разряд прекращается. Мощность снимаемая с аккумулятора остается на том же уровне.

После нескольких циклов разряда и заряда, ёмкость аккумулятора упала. Если смотреть на аккумулятор с точки зрения заряд, разряд, емкость, то аккумулятор более не пригоден к использованию. Если смотреть на аккумулятор как на конденсатор высокой ёмкости, заряд которого осуществляется энергией импульса, а в нагрузку идет в реальном времени постоянное напряжение в 12В, то в данной схеме аккумулятор на своем месте и работает именно так как надо. Кроме того, аккумулятор имеет неоспоримое преимущество. Простота получения сетевого напряжения через инвертор 12->220.

Ёмкость аккумулятора.

За два дня тренировок аккумулятора в циклах заряд-разряд, при непрерывной работе, химия изменилась. Аккумулятор прекрасно держит ток 5А, ёмкость выросла. Те же пять ампер для второго, аналогичного аккумулятора (SF1207), заряженного по инструкции, оказалось неподъемной задачей — растаял на глазах. Аккумулятор следует тренировать высоким током с подключенной нагрузкой в районе 5-ти ампер. Иначе ёмкость аккумулятора останется низкой.

Ёмкость аккумулятора.

К ибп подключены две лампы 220V 95W+60W. Как указывалось ранее — разряда аккумулятора ниже значения указанного на вольтметре не происходит. Скорость разряда равна скорости заряда аккумулятора. В качестве выпрямителей использованы шоттки 80CPQ150 (катод подключен к плюсовой клемме аккумулятора). Шоттки так же следует разместить на радиаторах и добавить ещё пару. Трансформатор тока опущен в водяную ванну, иначе через три-четыре минуты ферритовое кольцо нагревается. Эффективность заряда аккумулятора падает, ИБП выключается. Воздушный трансформатор требует доработок в плане эффективности. В данной версии увеличивает ток потребления на 3-4А — ориентироваться следует на яркость свечения подключенной к воздушному трансформатору эл.лампы 220V. Аккумулятор во время работы не греется. Слегка нагревается после полного отключения.

В данной схеме использованы IRFP260NPBF, количество витков индуктора уменьшено до четырех. Каждый виток индуктора даёт рост потенциала примерно на сотню вольт. IRFP260 не очень это любят и непредсказуемо горят. В случае необходимости увеличения числа витков индуктора следует переходить на IGBT. На восьми витках (сток-исток 800V) проверены IRG4PH40UDPBF. Сопротивление на затворе увеличено до 470 ом. Большее число витков индуктора дает более высокий потенциал но низкий ток потребления холостого хода схемы — до 2А, соответственно меньший нагрев радиаторов и проводников. Уменьшение витков индуктора до четырех, снизило частоту с 80-100кГц до 60кГц, но вырос ток холостого хода до 4А, соответственно греется всё. Но IRFP260NPBF поспортивней IGBT, хотя и потребует дополнительной системы охлаждения или отвода тепла.

Читайте также:  Откуда родам анатолий токов

Источник



Что такое конденсатор и для чего он нужен в схемах

Общая концепция

Конденсатор состоит из двух проводящих обкладок и диэлектрика между ними. И все, больше ничего. С виду простая радиодеталь, но работает на высоких и низких частотах по-разному.

Обозначается на схеме двумя параллельными линиями.
Что такое конденсатор

Принцип работы

Эта радиодеталь хорошо демонстрирует явление электростатической индукции. Разберем на примере.

Если подключить к конденсатору постоянный источник тока, то в начальный момент времени ток начнет скапливаться на обкладках конденсатора. Это происходит за счет электростатической индукции. Сопротивление практически равно нулю.

Как работает конденсатор

Электрическое поле за счет электростатической индукции притягивает разноименные заряды на две противоположные обкладки. Это свойство материи называется емкостью. Емкость есть у всех материалов. И даже у диэлектриков, но у проводников она значительно больше. Поэтому обкладки конденсатора выполнены из проводника.

Принцип работы конденсатора

Чем больше емкость — тем больше может накопиться зарядов на обкладках конденсатора, т.е. электрического тока.

Основное свойство конденсатора — это емкость. Она зависит от площади пластин, расстояния между ними и материала диэлектрика, которым заполняют пространство между обкладками.

По мере накопления зарядов, поле начинает ослабевать, а сопротивление нарастает. Почему так происходит? Места на обкладках все меньше, одноименные заряды на них действуют друг на друга, а напряжение на конденсаторе становится равным источнику тока. Такое сопротивление называется реактивным, или емкостным. Оно зависит от частоты тока, емкости радиодеталей и проводов.

Когда на обкладках не останется места для электрического тока, то и ток в цепи прекратится. Электростатическая индукция пропадает. Теперь остается электрическое поле, которое держит заряды на своих обкладках и не отпускает их. А электрическому току некуда деваться. Напряжение на конденсаторе станет равным ЭДС (напряжению) источнику тока.

Как работает конденсатор в схеме

А что будет, если повысить ЭДС (напряжение) источника тока? Электрическое поле начнет все сильнее давить на диэлектрик, поскольку места на обкладках уже нет. Но если напряжение на конденсаторе превысит допустимые знания, то диэлектрик пробьет. И конденсатор станет проводником, заряды освободятся, и ток пойдет по цепи. Как тогда использовать конденсатор для высоких напряжений? Можно увеличить размер диэлектрика и расстояние между обкладками, но при этом уменьшается емкость детали.

Между обкладками находится диэлектрик, который препятствует прохождению постоянного тока. Это именно барьер для постоянного тока. Потому, что постоянный ток создает и постоянное напряжение. А постоянное напряжение может создавать электростатическую индукцию только при замыкании цепи, то есть, когда конденсатор заряжается.

Так конденсатор может сохранять энергию до тех пор, пока к нему не подключится потребитель.

Конденсатор и цепь постоянного тока

Конденсатор и постоянный ток

Добавим в схему лампочку. Она загорится только во время зарядки.

Еще одна важная особенность — когда происходит процесс зарядки током, то напряжение отстает от тока. Напряжение как бы догоняет ток, поскольку сопротивление нарастает плавно, по мере зарядки. Электрические зарядам нужно время, чтобы переместиться к обкладкам конденсатора. Так называется время зарядки. Оно зависит от емкости, частоты и напряжения.

По мере зарядки, лампочка начинает тусклее светиться.

Принцип работы конденсатора в цепи постоянного тока

Лампочка затухает при полной зарядке.

Почему конденсатор не пропускает постоянный ток

Постоянный электрический ток не проходит через конденсатор только после его зарядки.

Цепь с переменным током

А что если поменять полярность на источнике тока? Тогда конденсатор начнет разряжаться, и снова заряжаться, поскольку меняется полярность источника.

Конденсатор и переменный ток

Электростатическая индукция возникает постоянно, если электрический ток переменный. Каждый раз, когда ток начинает менять свое направление, начинается процесс зарядки и разрядки.

Как работает конденсатор при переменном токе

Поэтому, конденсатор пропускает переменный электрический ток.

Чем выше частота — тем меньше реактивное (емкостное) сопротивление конденсатора.

Назначение и функции конденсаторов

Конденсатор играет огромную роль как в аналоговой, так и цифровой технике. Они бывают электролитическими и керамическими, и отличаются своими свойствами, но не общей концепцией. Примеры использования:

  • Фильтрует высокочастотные помехи;
  • Уменьшает и сглаживает пульсации;
  • Разделяет сигнал на постоянные и переменные составляющие;
  • Накапливает энергию;
  • Может использоваться как источник опорного напряжения;
  • Создает резонанс с катушкой индуктивности для усиления сигнала.

Примеры использования

В усилителях обычно используются для защиты сабвуферов, фильтрации питания, термостабилизации и разделение постоянной составляющей от переменной. А электролитические в автономных схемах с микроконтроллерами могут долго обеспечивать питание за счет большой емкости.

В данной схеме транзистор VT1 постоянно открыт, чтобы усиливать звук без искажений. Но если вход замнется или на него поступи постоянный ток, то транзистор откроется, перейдет в насыщение и перегреется. Чтобы этого не допустить, нужен конденсатор. С1 позволяет отделить постоянную оставляющую от переменной. Переменный сигнал легко проходит на базу транзистора, а постоянный сигнал не проходит.
Назначение конденсатора в схеме

Как работает конденсатор в схеме

С2 совместно с резистором R3 выполняет функцию термостабилизации. Когда усилитель работает, транзистор нагревается. Это может внести искажения в сигнал. Поэтому, резистор R3 помогает удержать рабочую точку при нагреве. Но когда транзистор холодный и стабилизации не требуется резистор может уменьшить мощность усилителя. Поэтому, в дело вступает С2. Он проводит через себя усиленный сигнал шунтируя резистор, тем самым, не снижая номинальную мощность схемы. Если его емкость будет ниже расчетной, он начнет вносить фазовые искажения в выходной сигнал.

Зачем конденсатор нужен в усилителе

Чтобы схема качественно работала, обязательно хорошее питание. Когда схема в пиковые значения потребляет больше тока, то это всегда сильная нагрузка на источник питания. С3 фильтрует помехи по питанию и помогает снизить нагрузку. Чем больше емкость — тем лучше звук, но до определенных значений, все зависит от схемы.

А в блоках питания используется тот же принцип, как и в предыдущей схеме по питанию, но здесь емкость нужна гораздо больше. На этой схеме емкость элеткролита может быть как 1000 мкФ, так и 10 000 мкФ.

Еще на диодный мост можно параллельно включить керамические конденсаторы, которые будут шунтировать схему от высокочастотных наводок и шума сети 220 В.

Фазовые искажения

Конденсатор может искажать переменный сигнал по фазе. Это происходит из-за неверного расчета емкости, общего сопротивления и взаимодействия с другими радиодеталями. Не стоит забывать и о том, что любая радиодеталь имеет как реактивное, так и активное сопротивление.

Источник