Виктор Егель

Страница 5 из 6« Первая...23456

Катушка индуктивности (дроссель)

Катушка индуктивности (дроссель).



 При прохождении тока по проводнику, вокруг него образуется магнитное поле. В свою очередь, образовавшееся вокруг проводника, магнитное поле начинает взаимодействовать с током протекающим по проводнику. Эти взаимодействия выражаются в законах о самоиндукции, взаимоиндукции и индуктивности.
 Чем длиннее провод, тем больше его индуктивность. Если свернуть этот провод в катушку, то магнитное поле каждого витка складывается в общее  магнитное поле катушки. 
Чем больше витков в катушке, тем больше магнитный поток Ф проходящий через нее, тем больше ее индуктивность.
Индуктивность (коэффициент самоиндукции) – физическая величина, характеризующая магнитные свойства электрической цепи ( проводящего контура).
Коэффициент пропорциональности между силой электрического тока I в контуре и создаваемым им магнитным потоком Ф через контур.  

   L =  Ф / I.   где: L — индуктивность в генри, Гн.
Ф — магнитный поток проходящий через катушку.
I — ток в витках катушки, в амперах.


Индуктивность катушки зависит от количества витков, формы каркаса, магнитной проницаемости среды, где установлена катушка. Для увеличения индуктивности катушки в нее вставляют сердечник из ферромагнитного материала (сталь, феррит, альсифер и др.).

Изменять индуктивность катушки можно разными способами:

  • изменяя количество витков;
  • раздвигая или сжимая витки;
  • вводя в катушку ферромагнитный или диамагнитный сердечник;
  • разбивая катушку на секции а затем включая их встречно, параллельно или последовательно;
  • вводя подмагничивание постоянным током;
  • подводя или отводя короткозамкнутый выток к торцу катушки.

Катушка индуктивности, при прохождении через нее переменного тока, оказывает ему индуктивное сопротивление. Объясняется это тем, что проходящий по ней переменный ток создает ток самоиндукции, который направлен навстречу основному току.
Величина индуктивного (реактивного) сопротивления зависит от частоты переменного тока и от индуктивности катушки (дросселя).

X = 2 · π · f · L.
где: Х – индуктивное сопротивление  Ом;
f — частота переменного тока Гц;
π — 3,14
L  — индуктивность Гн.

Индуктивное сопротивление катушки во много раз больше ее активного сопротивления.
Активное сопротивление R катушки равно ее омическому сопротивлению при постоянном токе и составляет от долей Ома до единиц Ом (зависит от диаметра провода).
Индуктивное (реактивное) сопротивление катушки велико и составляет от 100 до 10000 Ом и более и не зависит от диаметра провода.
Если включить индуктивность к источнику напряжения, то ток в цепи вследствие возникновения ЭДС самоиндукции будет медленно возрастать от нуля до максимума.
Ток в цепи индуктивности отстает от напряжения на 90 градусов.

Таковы основные свойства индуктивности. 

Соединение жил провода и кабеля

Соединение жил провода и кабеля



Иногда необходимо от одной электрической линии, или разветвительной коробки, сделать несколько ответвлений электрической цепи. Рассмотрим несколько  вариантов (способов) соединения жил провода и кабеля.

1.Скручивание проводов. Самый простой и доступный способ, это скручивание предварительно оголенных проводов

 с последующей изоляцией места скрутки (надевают хлорвиниловые трубки или изолируют изолентой).
 Недостатки  такого способа соединения жил провода и кабеля:

  • — со временем такая скрутка ослабевает (теряется  электрический контакт), место скрутки начинает греться,  вплоть до обгорания изоляции.
  • — если необходимо отключить один провод из пучка, то приходится перекручивать весь пучок проводов.
  • — весь ток, который проходит в цепях, сосредоточен в одном месте и при перегрузке одной цепи греется вся скрутка.

Достоинство такого способа соединения жил провода и кабеля: 

  • — простота и доступность.
  • — минимум дополнительных материалов и изделий.

   2.Клеммные соединения. Можно применить различные клеммные устройства (в хозяйственных магазинах продается много различных клеммников). Это устройство в виде трубочки диаметром 6-8 мм  с винтами для зажима проводов  или в виде клеммника для нескольких проводов.

 Они бывают разных размеров, под  разные диаметры (сечения) проводов. Провода, которые необходимо соединить, плотно

 

 

вставляются в это отверстие и зажимаются с помощью винта.По сравнению со способом скруткой это более (электрически и механически) надежнее и удобнее в исполнении.

3.Разветвительный щиток с шинами. В нем на изоляционных прокладках из текстолита, керамики и т.д. установлены шины питания для разводки цепей одно  или трех фазного напряжения (1ф — 0) или  (3ф — 0) Шины изготавливаются из меди или алюминия шириной 25-40 мм и толщиной 2-3 мм. В них сверлятся отверстия диаметром 7 мм. под болты с резьбой М6. Количество отверстий соответствует количеству ответвлений. Каждая отходящая цепь подключается под  отдельный болт.

В этом случае даже если одно крепление ослабнет  и контакт будет греться, это не повлияет на другие цепи, а масса шины будет выполнять роль радиатора и отводить тепло от места нагрева. Такое соединение наиболее надежно, но громоздко и сложнее в исполнении. Варианты крепления провода под болт:

  • а) — дополнительный наконечник впаивается или опресовывается на провод,
  • б)  и  в) — наконечник скручивается из самого провода.

Если под рукой нет подходящего готового наконечника, его можно изготовить из медной (для медного провода) или из алюминиевой (для алюминиевого провода) трубки подходящего диаметра  и длины. Один конец ее расплющить и просверлить  отверстие под болт крепления. В другой конец трубки плотно вставить провод и обжать. Наконечник можно выполнить и из самого провода. На рисунке  поэтапное выполнение наконечника из толстого многожильного провода. Такой наконечник выглядит не очень красиво, но обеспечивает надежный электрический контакт.

Один из вариантов исполнения электрического щитка для гаража или домашней мастерской  можно посмотреть здесь.

Как запитать электрическую лампочку (2 вариант)?

Есть другой способ снижения  напряжения на нагрузке, но только для цепей постоянного тока. Про первый способ смотри здесь.

Вместо дополнительного резистора используют цепочку из последовательно включенных, в прямом направлении,  диодов.

Весь смысл состоит в том, что при протекании тока через диод на нем падает «прямое напряжение» равное, в зависимости от типа диода, мощности и тока протекающего через него —  от 0,5 до 1,2 Волта.

На германиевом диоде падает напряжение 0,5 — 0,7 В, на кремниевом от 0,6 до 1,2 Вольта.  Исходя из того, на сколько вольт  нужно понизить напряжение на нагрузке, включают соответствующее количество диодов.

Чтобы понизить напряжение на 6 В необходимо приблизительно включить:  6 В : 1,0 = 6 штук кремниевых диодов, 6 В : 0,6 = 10 штук германиевых диодов. Наиболее популярны и доступны кремниевые диоды.

Выше приведенная схема с диодами, более громоздка в исполнении, чем с простым резистором. Но, выходное напряжение, в схеме с диодами, более стабильно и слабо зависит от нагрузки. В чем разница между этими двумя способами снижения выходного напряжения?

На Рис 1 — добавочное сопротивление — резистор (проволочное сопротивление), Рис 2 — добавочное сопротивление — диод.

 У резистора (проволочного сопротивления)  линейная зависимость между током, проходящем через него и падением напряжения на нем. Во сколько раз увеличится ток, во столько же раз увеличится и падение напряжения на резисторе.

Из примера 1: если мы к лампочке подключим параллельно еще одну, то ток в цепи увеличится, с учетом общего сопротивления двух лампочек до 0,66 А. Падение напряжения на добавочном резисторе будет: 12 Ом *0,66 А = 7,92 В.   На лампочках останется: 12 В — 7,92 В = 4,08 В. Они будут гореть в пол накала.

Совсем другая картина будет если вместо резистора будет цепочка диодов.

Зависимость между током протекающем через диод и падающем на нем напряжении нелинейная. Ток может увеличиться в несколько раз, падение напряжения на диоде увеличится всего на несколько десятых вольта.

Т.е. чем больше ток диода, тем (сравнительно с резистором) меньше увеличивается его сопротивление. Падение напряжения на диодах мало зависит от тока в цепи.

Диоды в такой цепи выполняют роль стабилизатора напряжения. Диоды необходимо подбирать по максимальному току в цепи. Максимально допустимый ток диодов должен быть больше, чем  ток в рассчитываемой цепи.

Падения напряжения на некоторых диодах при токе 0,5 А даны в таблице.

В цепях переменного тока, в качестве добавочного сопротивления можно использовать конденсатор, индуктивность, динистор или тиристор (с добавлением схемы управления).

Как запитать электрическую лампочку (1 вариант)?

Довольно часто возникает ситуация, когда  к электрической сети с одним напряжением, необходимо подключить потребитель электрической энергии рассчитанный на другое напряжение. 

Рассмотрим частный случай, когда лампочку, рассчитанную на 6 Вольт, необходимо подключить к аккумуляторной батарее на 12 Вольт.

 Рассмотрим электрическую схему цепи  (рис 1). Необходимо рассчитать дополнительное сопротивление, изготавливаемое из высокоомного провода, из нихрома. Имеем:

  • электрическая лампочка на 6 Вольт, 0,5 Ампера;
  • аккумуляторная батарея напряжением U = 12 Вольт;
  • вольтметр, для замеров напряжения в цепи.

На лампочке должно падать, по условию U = 6В, тогда на дополнительном сопротивлении будет падать напряжение равное
12 В – 6 В = 6 В.
Ток в цепи известен I = 0,5 А, падение напряжения на дополнительном сопротивлении U = 6 В. По закону Ома, величина дополнительного сопротивления будет:
R = U :  I = 6 В : 0,5 А = 12 Ом.

Смотрим таблицу допустимых токов в проводниках для нихрома, для тока 0,5 А.

На седьмой строчке таблицы выберем допустимый ток I = 0,6 A.
 Диаметр провода при этом равен 0,5 мм, сопротивление 1 метра провода из нихрома равно 5,1 Ома.

Тогда длина провода для резистора будет: 12 Ом : 5,1 Ом = 2,35 метра.

Если провод голый, без изоляции, то его наматывают на каркас виток к витку с зазором, если провод в изоляции, то можно мотать на каркас в навал. Каркас изготавливается из негорючего изоляционного материала.

Подведем итоги: провод из нихрома диаметром 0,5 мм, длиной 2,35 метра имеет сопротивление 12 Ом.

Если изготовить дополнительный резистор из проволоки другого металла, то длина ее будет другой.

На практике, высокоомное сопротивление изготавливается, как правило, из неизвестного, подвернувшегося под руку, высокоомного провода (например, спирали от электроплитки или духовки).

Если ток электрической лампочки неизвестен, (напряжение ее обязательно указано на цоколе), то с помощью одного вольтметра, можно практическим путем подобрать длину спирали под данную лампочку.

Собираем схему ( рис 2) контролируем напряжение на лампочке с помощью вольтметра. Длину спирали выбираем заведомо длиннее необходимой. Начиная с самого длинного конца, щупом перемещаемся по спирали (спираль нужно чуть-чуть растянуть), постоянно контролируя напряжение на лампочке.

Когда напряжение на лампочке будет равно 6 Вольт, это и определит необходимую длину провода для дополнительного сопротивления R.

Недостаток такого способа снижения напряжения на нагрузке (лампочке) состоит в том, что под каждую нагрузку необходимо рассчитывать резистор с другим сопротивлением, зависящим от тока потребления. Если мы захотим включить еще одну такую же лампочку (будут параллельно включены одновременно две лампочки), ток потребления вырастет вдвое. Падение напряжения на дополнительном резисторе тоже увеличится, а на лампочках понизится, лампочки будут светить впол накала.

Есть другой способ снижения  напряжения на нагрузке.

Как измерить электрическое заземление

Измерить величину электрического сопротивления растеканию тока в грунте можно несколькими способами:

 1 Способ. С помощью специальных  приборов типа М-416,  Ф-4103-Ь1,  M1-2124,  имеющихся в наличии в электроизмерительной лаборатории. Измерение проводится способом «трех земель».
На рисунке №1  изображена схема подключения прибора и «земель». Чтобы определить величину конкретно изготовленного заземления нужно иметь две дополнительные «земли».

 В качестве дополнительных «земель» можно использовать переносную «землю» (металлический штырь длинной около метра с отходящим от него проводом) или находящиеся поблизости заземленные устройства (водопроводная труба, арматура фундамента дома и т.д.). Измеряемая «земля» и две дополнительных «земли» располагаются друг от друга на расстоянии 10 — 15 метров. Все =земли=  одновременно подключаются к прибору.

Пользуясь инструкцией по применению прибора можно определить величину сопротивления заземления. Обычно это величина порядка 10 — 100 Ом.

Можно измерить электрическое заземление и не имея специального прибора:

  •  применив милиамперметр на 500 мА и аккумулятор на 12 Вольт. (2 способ);
  • обычным омметром. (3 способ).

2 Способ. Более точные измерения получаются с применением миллиамперметра постоянного тока на 500 мА и аккумуляторной батареи на 12 вольт. Проведя соответствующие замеры, выполнив несложные расчеты, можно получить довольно точный искомый результат.

Таким способом мною было проведено измерение сопротивления заземления устроенного в моем гараже.

Мое заземление состоит из трех уголков длиной по 1.5 метра забитых в землю и соединенных между собой с помощью сварки (расстояние между уголками 1 метр). Все последующие действия и замеры привожу ниже.

Посмотрим на рисунок № 2.

  • Зем1 = Зг — заземление, которое нужно замерить, расположено в гараже. В качестве дополнительных «земель» будут использованы:
  • Зем2 = Здом  - заземление,расположеное дома (штыть длиной 2 метра, забитый в грунт);
  • Зем3 = Здоп  — дополнительное, временное заземление (железный штырь длиной 1 метр забитый в грунт).

Расстояния между «землями» около 10 — 15 метров, друг от друга и от основного заземления З1. Собираем цепь, состоящую из аккумуляторной батареи 12 вольт, миллиамперметра на ток до 500 мА и соединительных проводов.

Подключим эту цепь поочередно к Зем1 и Зем2, затем к Зем2 и Зем3,  затем к Зем3 и Зем1.
Запишем показания прибора для трех случаев измерения. Для наглядности показания прибора запишем в таблицу.


В первой графе показан замер между Зем1 и Зем2 равный 120 миллиампер или 0.12 ампера , во второй Зем2 и Зем3 равный 60 миллиампер или 0.06 ампера. Третий замер Зем3 и Зем1 равный 100 миллиампер или 0.1 ампера.

По каждому замеру проведем расчет полученной величины сопротивления по формуле:  R = U : I

  • для  Зем1 + Зем2;    R = U : I;   R = 12 : 0,12 = 100 Ом.
  • для  Зем2 + Зем3;    R = U : I;   R = 12 : 0,06 = 200 Ом.
  • для  Зем3 + Зем1;    R = U : I;   R = 12 : 0,1 = 120 Ом.

Получились три уравнения с тремя неизвестными. Вспомним арифметику за 5 класс.
1) Зем1 + Зем2 = 100;
 2) Зем2 + Зем3 = 200;
3) Зем3 + Зем1 = 120.
Высчитаем величины сопротивлений Зем1, Зем2, Зем3.

Из уравнения 1) Зем1 = 100 — Зем2;
Из уравнения 3) Зем3 = 120 — Зем1;

Тогда: Зем3 = 120 — Зем1 = 120 — (100 — Зем2) = 120 — 100 + Зем2 = 20 + Зем2.
 Из уравнения 2) Зем2 = 200 — Зем3 = 200 — (20 + Зем2) = 200 — 20 — Зем2 = 180 — Зем2.
 или  Зем2 = 180 — Зем2,  2Зем2 = 180,  т.е.
 Зем2 = 180 : 2 = 90
 Зем1 = 100 — Зем2 = 100 — 90 = 10,
 Зем3 = 120 — Зем1 = 120 — 10 = 110.

Таким образом имеем:
Зем1 = Зг = 10 Ом — величина заземления в гараже;
Зем2 = З дом = 90 Ом — величина заземления в доме;
Зем3 = З доп = 110 Ом — величина дополнительного заземления.

 

Как изготовить электрическое заземление

Наш дом «напичкан» современной электротехникой. Это аудио и видео техника, холодильные камеры и духовые шкафы, устройства обогрева и кондиционирования воздуха.

По современным стандартам и в целях защиты от поражения электрическим током, всю эту электрическую технику необходимо заземлять.

. Если вы живете в квартире многоэтажного дома, то сейчас в новых домах электрическая сеть уже прокладывается с третьим, заземлительным проводом. На всех электрических розетках он существует. Очень нежелательно заземляться к батареям отопления и водопровода, при этом вы подвергаете себя и своих близких опасности поражения электрическим током.

В собственном доме заземление можно изготовить самостоятельно. Самое простое электрическое заземление состоит из трубы или арматуры длиной 1.5 — 2 метра забитой в грунт. В верхней части трубы сверлится отверстие под болт. Проводом труба соединяется с электрическим устройством, или со щитком заземления, куда будут впоследствии подключаться новые электрические устройства.

Такое заземление будет иметь сопротивление величиной 100 — 150 Ом, в зависимости от сопротивления грунта, его влажности, времени года (зимой земля промерзает, летом высыхает). Подобное заземление, в виде штыря забитого в землю, применяется для заземления маломощных электрических устройств или радиоприемников.

Если Вы не хотите чтобы ваша электробезопасность зависела от капризов природы, необходимо изготовить надежное контурное заземление. Для заземления электрических устройств в несколько десятков киловат, сопротивление растекания тока в земле должно быть не более 10 Oм.

Такое заземлительное устройство выполняется следующим образом:

  •  выбирается участок около дома, где не предполагается в дальнейшем копать траншей, устраивать площадки для игр и отдыха;
  • вскрывается грунт на глубину 0.5 метра;
  • забивается в землю 3 — 4 — 5 металлических стальных стержней (уголок 50×50 мм. или трубу) чистых от ржавчины (а лучше если они оцинкованы), длиной 2 — 2.5 метра.

Стержни забиваются друг от друга на расстоянии около метра, в ряд или в два ряда, или треугольником.

После этого, забитые ниже уровня земли на 0.5 метра, стержни соединяются между собой металлической шиной или толстым прутом, с помощью сварки (обязательно). Далее, той же металлической шиной или прутом, на глубине 0.5 метра в земле ведется в дом, к щитку заземления.

Затем весь этот котлован  засыпается грунтом и превращается в газон. Подобное заземлительное устройство (контурное заземление), хотя и трудоемко в исполнении, но вполне электрически надежно.

Сопротивление растекания тока, этого или любого другого заземления, можно измерить с помощью специального прибора М-416  или другими средствами.

Электромонтажные работы под напряжением

Работа, которую ОПАСНО ДЕЛАТЬ

 В случае крайней необходимости, если нет возможности отключить напряжение в сети, а электромонтажные работы необходимо проводить, нужны дополнительныемеры предосторожности.

Выполнять работу обязательно двум исполнителям. Один выполняет непосредственную работу, второй все время находится рядом и страхует его в случае непредвиденных ситуаций, подает необходимые инструменты.

Работы проводятся не с лестниц или стремянок, а с сухих деревянных подставок или прочных устойчивых подмостков. Необходимо одеться в рабочую одежду с длинными рукавами, брюки, ботинки и головной убор.

Это дополнительно обезопасит поверхность тела от механических и электрических повреждений и  от случайных прикосновений к частям находящимся под напряжениям.  

Необходимо соблюдать предельную осторожность:

  •   отключить все потребители электроэнергии на этом участке;
  • пользоваться основными и дополнительными диэлектрическими защитными средствами.

Чтобы отключить или подключить к действующей сети дополнительную проводку необходимо:

  • предварительно подготовить и проверить новую дополнительную проводку;
  • встать на сухую диэлектрическую подставку или резиновый коврик;
  • обезопасить себя по бокам и сзади сухими деревянными щитами от случайного прикосновения к токопроводящим стенам;
  • вскрыть от изоляции только один провод(фазу) на которой будут проводиться работы, другой провод(фаза) должен быть защищен (заизолирован, закрыт, недоступен) от случайного прикосновения;
  • работы проводить в очках, т.к. при разъединении проводов, находящихся под током, может возникнуть электрическая дуга;
  • закончив переключать один провод(фазу) и заизолировав его, приступают к переключению второго провода, соблюдая все выше изложенные меры предосторожности.

Нужно стремиться к тому, чтобы работы проводить не двумя руками, а попеременно — то одной, то другой. Это дополнительная страховочная мера. Закончив все переключения, внимательно проверяют проделанную работу, а затем поочередно включают потребители электрической энергии, в том числе и вновь подключенную цепь.

Правила электробезопасности

Здесь мы рассмотрим только работы на сетях с напряжением до 1000 вольт.
Ток силой
0.1 А проходящий через тело человека опасен для жизни. Электрическое  сопротивление тела человека в нормальном состоянии равно 10-100 КОм.

В особо неблагоприятных случаях (болезненное состояние, сильное потоотделение и т.д.) электрическое сопротивление кожи человека снижается и равно 500-1000 Ом. Тогда напряжение в 40 Вольт уже становится опасным для жизни.

Поражение электрическим током случается чаще всего из-за:

  • -прикосновения к токоведущим частям, оголенным проводам, контактам;
  • -прикосновениям к токопроводящим частям не являющимся частями электроустановок, но случайно оказавшимися под напряжением;
  • -нахождения вблизи места соединения с землей оторванного провода электрической сети.
    Опасность поражения электрическим током возникает  тогда, когда человек стоит на земле и одновременно касается  одного из проводов или другой токоведущей части.

Опасно также прикосновение к одному из проводов и мокрой стене или металлической конструкции, соединенной с землей.Наиболее опасно одновременное прикосновение к двум проводам или другим токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Меры предупреждения от поражения электрическим током.
Для предупреждения электрического травматизма применяются защитные средства. В них входят:

  • основные защитные изолирующие средства:

Это диэлектрические перчатки, инструмент с изолирующими ручками    (отвертки, пассатижи, бокорезы и т.д.), указатели напряжения (электроизмерительный прибор, контрольная электрическая лампа, отвертка с неоновой лампочкой);  

  • дополнительные защитные изолирующие средства:

Это диэлектрические калоши, диэлектрические резиновые коврики, изолирующие подставки, защитные очки.

К дополнительным защитным средствам от  поражения электрическим током относятся также плакаты:

«НЕ ВКЛЮЧАTЬ — работают люди»,

«НЕ ВХОДИ -опасно для жизни» и т.д.

Плакаты обычно вывешивают на дверях помещений или на электрических щитах и рубильниках. Указания, имеющиеся на них, необходимо строго выполнять.

Монтаж и ремонт электропроводки и  электроустановок производится в соответствии  с рядом требований:

  • все электрические установки должны быть смонтированы так, чтобы их токоведущие части были недоступны для случайного прикосновения, провода и кабели тщательно изолированы или закрыты защитными заграждениями в виде кожухов, ящиков, коробов;
  •  металлические части шкафов, кожухов, ящиков должны быть заземлены;
  •  монтаж и ремонт электрического оборудования производится только при отключенном напряжении сети. Для этого  нужно убедится в отсутствии напряжения при помощи индикатора напряжения (контрольной лампы).

Первая помощь при поражении электрическим током.

Если пострадавший потерял сознание или у него отсутствуют признаки жизни, то необходимо срочно вызвать врача и одновременно делать искусственное дыхание. Когда дыхание у пострадавшего восстановится, его до прихода врача нужно укрыть теплой одеждой, т.к. охлаждение вредно для  организма.

В ряде случаев пострадавший не может сам освободиться от действия тока, т.к. электрический ток вызывает судороги мышц. Чтобы помочь пострадавшему, нужно немедленно отключить электроустановку или соответственный прибор.
Если этого сделать невозможно, то пострадавшего нужно отделить от токоведущих частей одним из следующих способов:

  • надев резиновые перчатки и галоши или обмотав руку сухой тканью, оторвать человека попавшего под напряжение, от токоведущих частей;
  • встав на сухую доску или подсунув ее под пострадавшего оторвать его от провода;
  • перерубить один за другим провода сети с помощью топора, имеющего деревянную ручку.

Что такое конденсаторы?

  Что такое конденсаторы?



Одним из самых распространенных элементов в электрических цепях является конденсатор.
Конденсатор – это накопитель электрической энергии.
Его назначение:

  • - запасать (заряжаться) электрический заряд в момент подключения к электрическому источнику;
  • - отдавать (разряжаться) электрический разряд в нагрузку в момент пропадания напряжения от электрического источника (батареи).

Способность тела накапливать определенное количество электричества с одновременным ростом потенциала называется  ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЕМКОСТЬЮ.
В формуле C = Q/U выражена зависимость емкости конденсатора С от количества запасенной энергии Q  в конденсаторе и величины напряжения U на его обкладках.
Где:

  •  С – емкость конденсатора в фарадах( Ф)
  •  Qколичество электрического заряда в кулонах (К
  •  U напряжение в вольтах (В)

Емкость в 1 Фарад очень большая величина. Обычно пользуются мелкими ее единицами.
 Где:

  •  Ф – Фарад,
  •  мкФ – микроФарад — тысячная доля Фарада,
  •  нФ – наноФарад — миллионная доля Фарада,
  •  пФ – пикоФарад — миллиардная доля Фарада.

Простейший, т.н. плоский конденсатор, состоит из 2-х близко расположенных металлических пластин (обкладок), между которыми помещен какой либо диэлектрик (воздух, бумага, слюда, керамика и т.д.). Емкость конденсатора зависит от площади поверхности пластин, расстояния между ними и электрической проницаемости диэлектрика.  C = µ • S/d 
где:

  •  С – емкость в пф
  •  S – площадь поверхности пластин (обкладок) в см.кв.
  •  d расстояние между пластинами в мм.

Емкость конденсатора сильно зависит от вещества диэлектрика,находящегося между пластинами, его электрической проницаемости   µ.

Значение рабочего напряжения конденсатора (напряжение, при котором он долгое время сохраняет свои электрические свойства), зависит от электрической прочности диэлектрика. Воздух обладает малой электрической прочностью, твердые диэлектрики имеют высокую электрическую прочность на пробой. На корпусе конденсатора обычно указывается его тип, рабоче напряжение, величина емкости.

В электрических цепях и цепях управления электрическими сигналами используют нерегулируемые (постоянные) и регулируемые (переменные) конденсаторы.
Конденсаторы переменной емкости состоят из блока неподвижных (статор) и блока подвижных (ротор) пластин, разделенных диэлектриком (обычно воздух). При вращении ротора изменяется площадь взаимного перекрытия пластин и соответственно изменяется величина емкости конденсатора. Емкость конденсатора также может изменяться и от изменения расстояния между пластинами.

По типу диэлектрика, конденсаторы делятся на группы:

1. Конденсаторы с воздушным диэлектриком.

Это конденсаторы переменной и постоянной емкост
 Применяются в основном в схемах радиотехники и автоматики. Емкость у них в пределах 1 – 1000 пФ.  Рабочее напряжение от десятков до сотен вольт.

2. Конденсаторы с твердым диэлектриком.

В качестве диэлектрика используется бумага, слюда, керамика и др. емкость этих конденсаторов в пределах 1 пФ – 100 мкФ, рабочее напряжение до тысяч вольт.

3. Конденсаторы с жидким диэлектриком.

Это электролитические или оксидные конденсаторы.В качестве диэлектрика в них используется тончайшая пленка оксида алюминия, полученная в результате электрохимической реакции.

Благодаря ничтожно малой толщине этого слоя, удается получить очень большие величины емкостей.Электролитический конденсатор состоит из 2-х алюминиевых пластин, помещенных в электролит или специальную пасту. Пластина с оксидной пленкой – одна из обкладок конденсатора. Второй обкладкой служит электролит или паста. Алюминиевая пластина без пленки обеспечивает контакт с электролитом.

Электролитические конденсаторы применяются в цепях постоянного и пульсирующего напряжения, его нельзя включать в цепи переменного тока. На корпусе указывается полярность подключения: плюс (+), минус (-). Корпус электролитического конденсатора обычно есть минус.

Если соединить последовательно два конденсатора одинаковой емкости навстречу друг другу (плюс с плюсом или минус с минусом) то получится неполярный конденсатор. Его можно включать в цепь переменного тока. Общая емкость и рабочее напряжение будут равны емкости и напряжению одного конденсатора.

К достоинствам электролитических конденсаторов относятся:

  • — относительно малые размеры и масса,
  • — большая емкость (до десятков тысяч микрофарад).

К недостаткам электролитических конденсаторов относятся:

  • — сравнительно малое рабочее напряжение (до 500 В)
  • — значительный ток утечки, значительные потери энергии
  • — конденсатор имеет полярность, (нельзя включать в цепь переменного тока)
  • — снижение емкости при длительном использовании (высыхает электролит).

Так же к недостаткам можно отнести частичное разрушение оксидной пленки после длительного хранения, ток утечки конденсатора при этом возрастает в десятки раз.
 Этот недостаток можно исправить. Конденсатор можно отформовать, т.е. поставить его на некоторое время (достаточно одного часа) под напряжение ниже рабочего, указанного на корпусе. Напряжение следует подавать через гасящий резистор 1 — 5 КОм с соблюдением полярности подключения. Оксидная пленка восстанавливается.

4. Конденсатор, где ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПЕРЕХОД диода выступает в РОЛИ ДИЭЛЕКТРИКА.
Любой полупроводниковый диод, если подать на него обратное напряжение, образует запирающий слой, не пропускающий обратный ток. Ширина этого слоя зависит от запирающего напряжения.

Образуется конденсатор с диэлектриком в виде запирающего слоя и обкладками. Если напряжение, смещающее диод в обратном направлении возрастает, емкость диода уменьшается и наоборот, при уменьшении напряжения обратного смещения до нуля, емкость увеличивается до максимума.

В зависимости от типа конденсатора и приложенного напряжения смещения , емкость его может меняться от 1 пФ до 500 пФ.

Полупроводниковый конденсатор – это варакторный диод – варикап. Находит применение в резонансных цепях в радиоприемной и радиопередающей аппаратуре перестраиваемой с помощью управляющего напряжения. Варикап применяется вместо переменного конденсатора.


Электрический ток в проводниках второго рода (электролитах)

Электролиты: - это жидкости или растворы солей, кислот, щелочей в воде; — расплавы солей и других веществ. Представим электрическую батарею как источник тока. На одном конце электрической батареи, в результате внутренней химической реакции, будет скапливаться избыток электронов (это будет минусовой полюс), а на другом конце батареи будет недостаток электронов (это будет плюсовой полюс).

Растворы всех электролитов всегда имеют в избытке ионы растворенных в нем веществ. Они будут разлагаться на  анионы( — ) и катионы(+).

Например: щелочь NaOH — разлагается на анионы (ОН -) и катионы (Na +), серная кислота Н2 SO4 – разлагается на анионы (SO — -) и катионы (Н +), вода (Н2О) — разлагается на анионы (ОН -) и катионы (Н +).

 Если в ванну с раствором, например щелочи NaOH, опустим два электрода и подключим к ним электрическую батарею, то в цепи пойдет электрический ток. Под действием электрического поля от батареи, положительно заряженные ионы ( Na+) будут притягиваться к отрицательному электроду (катоду), а отрицательно заряженные ионы (НО -) будут притягиваться к положительному электроду ( аноду). Отрицательный ион (ОН -) отдаст свой заряд (-1) аноду, а положительный ион (Na+) примет электрон (заряд -1) от катода.

Таким образом электрический ток в цепи состоит из двух составляющих: - ток в проводнике (электронный ток), — ток в электролите (ионный ток).

Чистая дистиллированная вода, при комнатной температуре, очень плохо проводит электрический ток. Ее заливают в аккумуляторы,  она служит для разбавления электролита до нужной плотности.

Страница 5 из 6« Первая...23456