Данный справочник собран из разных источников.
Но на его создание подтолкнула небольшая книжка "Массовой
радиобиблиотеки" изданная в 1964 году, как перевод книги
О. Кронегера в ГДР в 1961 году. Не смотря на такую ее древность,
она является моей настольной книгой (наряду с несколькими
другими справочниками). Думаю время над такими книгами не
властно, потому что основы физики, электро и радиотехники
(электроники) незыблемы и вечны.
Единица емкости фарада (ф) —
емкость такого конденсатора, увеличение
заряда которого на 1 кулон (к) вызывает
повышение разности потенциалов между
обкладками конденсатора на 1 в:
C = Q/U [ф]
где:
С — емкость, ф;
Q — количество электричества,
к; U — напряжение, в.
На практике обычно пользуются значительно
более мелкими единицами емкости см Таблицу
1.
Напряженность поля Емежду двумя
пластинами (обкладками) конденсатора
вычисляется по формуле
E = U/a [в\м]
где:
U — напряжение между обкладками,
S;
a
— расстояние между пластинами, м.
Так как на обеих пластинах конденсатора
накапливаются заряды противоположной
полярности, то эти пластины взаимно
притягиваются с силой F. Она
рассчитывается в ньютонах (н) следующим
образом:
Накопленная
в конденсаторе энергия, определяемая в
джоулях (дж),равна:
где:
С —емкость, ф; U—напряжение,
в.
Во время заряда или разряда конденсатора
величина протекающего тока изменяется.
Мгновенное значение тока выражается формулой:
гдe:
ΔUс — изменение
напряжения на обкладках конденсатора за
время Δt.
Эта формула имеет важное практическое
значение, она показывает, что напряжение на
конденсаторе при его заряде не сразу
достигает своего максимального значения.
Рис. 2
Точно
так же при разряде конденсатора напряжение
убывает до нуля не сразу, а постепенно.
Конденсатору всегда присущи потери, которые
можно представить себе в виде омического
сопротивления, соединенного последовательно
или параллельно с конденсатором. Если
сопротивление Rv включено последовательно с
конденсатором (без потерь) то при заряде его
от источника, э.д.с. которого равна Е,
а внутреннее сопротивление равно нулю
(рис. 2), зарядный ток iзар и
напряжение на обкладках конденсатора Uсбудут меняться по закону
где:
Е — э. д. с., в; t
— время, прошедшее с момента начала
заряда, сек. Величина
CRVимеет размерность
времени, так как (а • сек/ в) * (в/a)
= сек, Ее называют постоянной времени
τ конденсатора и она характеризует качество
конденсатора и требует учета на временах
приближающихся к собственной τ.
Rv определяет и мощность потерь при работе
конденсатора в цепях переменного тока.
По тем же законам изменяется
ток и при включении последовательно с
конденсатором резистора R.
Причем время
нарастания для RC цепочки равно:
Ta = 2,2 R
C = 2,2 τ
А время нарастания определяется по
графику переходного процесса:
Здесь Ta = t2
- t1. Следует обратить ваше
внимание, что Э.Д.С. самоиндукции в
переключающих схемах с большими паразитными
индуктивностями определяется максимальной
скоростью нарастания тока. Контроль и точное
измерение (или по крайней мере достаточно
точная оценка) скорости нарастания тока
является весьма важным для обеспечения
надежности таких ключей.
i= (I1-I0)/(t2-t1)=ΔI/Δt
При Δt -> 0, получаем мгновенные
значения скорости изменения тока. Оно
наиболее точно характеризует характер
изменения величины и может быть записано в
виде:
i=lim ΔI/Δt
=dI/dt Δt->0
Рис. 3
Рис. 4
На рис 3 и 4 показаны две различные
цепи, рис. 3 - дифференцирующая, а на рис. 4
- интегрирующая. Но не смотря на разные
свойства и назначения цепей, процессы
зарядки емкости проходящие в них проходят
одинаково и описываются одинаковыми
формулами.
Постоянная
времени
τ
характеризует скорость заряда или разряда
конденсатора:
τ = C Rv[сек]
где:
С — емкость, мкф;
Rv—
сопротивление, Мом. При
разрядке:
По прошествии интервала времени tн
≈0,7τ величина напряжения (или тока)
достигает половины максимального значения.
Известно много схем, свойства которых
обусловлены величиной постоянной времени.
Дифференцирующая цепь
(рис. 3):
τ = RC ≤ 0,159/f[сек]
где:
f частота
гц.
Интегрирующая
цепь (рис. 4)
τ = RC ≥ 0,159/f
[сек]
При расчете конденсаторов приходится
учитывать абсолютную диэлектрическую
проницаемость среды е, которую можно
представить в виде произведения двух
величин:
где:
εr—
относительная диэлектрическая проницаемость
(или просто диэлектрическая проницаемость) —
величина, показывающая, во сколько раз сила
взаимодействия между электрическими зарядами
в данной среде меньше, чем в вакууме;
ε0 = 8,86 • 10-12
ф/м= 8,86 пф/м — электрическая
постоянная, численно равная абсолютной
диэлектрической проницаемости вакуума. Диэлектрическая проницаемость воздуха
равна единице (ег= 1). Значения
диэлектрической проницаемости некоторых
материалов приведены в табл. 4.
Таблица 4
Материал
εr
Пробивное
напряжение кВ/мм
tg φ
(вч/нч)
Бакелит
4 -4,6
10-40
0,05-0,12 / -
Бумага
конденсаторная
3,5
20
0,01 / -
Винипласт
4,1
15
Вода
87,83
Воздух
1,000574
Гетинакс А,Б,В,Г
5-7
6,0 -817-30
0,07-0,1 / -
Дерево (береза)
3-4
40-60
Канифоль
3,5
10-15
0,01 / -
Лакоткань шелк
3,8-4,5
8-60
0,04-0,08 / -
Стекло
4 —10
20-30
0,0005-0,001 / 0,001
Стеклотекстолит
7,5 -8,0
10-12
0,01-0,1 / -
Слюда
мусковит
6,8 —7,2
85-95
0,004-0,007 / 0,0002
Керамика
2 000—3 000
Тиконд (керамика)
70-150
10-12
0,0004 / 0,0004
Текстолит А/Вч
7,5-8,5
2-8
0,1-0,15 / 0,07
Масло
конденсаторное
2,15
80-90
- /0,0001
Шелк натуральный
4-5
-
Фарфор
эл-тех
6,5
20
0,0004-0,0008 / -
Фторопласт 4
1,9-2,2
13-15
- / 0,0002-0,0003
Янтарь
2,7-2,9
20-30
TiO2
91
- / 0,004
BaTiO2
1500
- / 0,0159
Вч -на частоте 1 Мгц; Нч на частоте 50
гц.
Емкость
конденсатора, состоящего из двух плоских
пластин,
где
F—площадь
пластин, см2;
а — расстояние между пластинами (толщина
диэлектрика), см.
Для
конденсатора с числом пластин п
емкость
Для
конденсатора с многослойным диэлектриком
справедливо выражение ;
Емкость
коаксиального кабеля
где:
I —длина кабеля, см; D
— внутренний диаметр наружного
проводника, см; d
— внешний диаметр внутреннего
проводника, см. Емкость
двухпроводной линии
где:
l —длина линии, см;
а —расстояние между проводами,
см; D — диаметр
провода, см.
Емкость прямого провода, параллельного земле
(при условии l>h>D),
где^
/ —длина
провода, см; h —
расстояние от земли, см; D —
диаметр провода, см.
Рис. 5
Рис. 6
При параллельном
соединении конденсаторов (рис. 5) общая
емкость
Cобщ = C1
+ C2 + C3 + ... +
Cn
При
последовательном соединении конденсаторов
(рис. 6) общая емкость
1/Cобщ =
1/C1 + !/C2 + 1/C3
+ ... + 1/Cn
Для двух
конденсаторов, соединенных последовательно,
Основные понятия,Сопротивление в цепи переменного тока,
Конденсатор в цепи переменного тока, Индуктивность в цепи переменного
тока, Мощность переменного тока
РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН В СВОБОДНОМ
ПРОСТРАНСТВЕ - Общие положения, ИОНОСФЕРА И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА
РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН, Преломление и отражение радиоволн в
ионосфере, Особенности распространения
сверхдлинных и длинных волн, Особенности распространения средних
волн, Особенности распространения коротких
волн, РАСПРОСТРАНЕНИЕ УЛЬТРАКОРОТКИХ ВОЛН В
ПРИЗЕМНОМ ПРОСТРАНСТВЕ, Распространения радиоволн над
поверхностью земли, дальний прием
При полном или частичном использованииматериалов ссылка на "www.electrosad.ru" обязательна. Ваши замечания, предложения, вопросы можно отправить автору через
гостевую книгу или почтой.