Lad. i roz.kondensatora, elektro-technika


TEMAT: Ładowanie i wyładowanie kondensatora.

\

1. Włączenie napięcia stałego do obwodu z elementami RC

Jeśli do obwodu zawierającego połączenie szeregowe elementów RC zostanie

Rys.1 Ładowanie i wyładowanie kondensatora przez rezystancję R

0x01 graphic

przyłożone źródło napięcia stałego, wówczas obwód będzie przez krótką chwilę przebywał w stanie nieustalonym /dynamicznym/. Stan ten będzie trwał do momentu, aż napięcie na kondensatorze oraz prąd w obwodzie przyjmą wartość stałą, czyli obwód osiągnie stan ustalony.

Przy stałej czasowej T=RC otrzymuje się zależność prądu ładowania w postaci zanikającej funkcji wykładniczej

-t/RC -t/T

i = U/R*e = I*e

gdzie: I - wartość początkowa prądu w obwodzie /w chwili t=0/,

e - 2,718 - podstawa logarytmów naturalnych,

T=RC - elektryczna stała czasowa obwodu RC

  1. Zwarcie gałęzi RC o warunkach początkowych niezerowych.

Po naładowaniu kondensatora i przełączeniu wyłącznika z pozycji 1 do pozycji 2 /rys.1/ następuje wyładowanie kondensatora przez rezystancję R. Proces wyładowania trwa do czasu, aż różnica potencjałów między okładzinami kondensatora zmaleje do zera. Ponieważ obwód wyładowania nie zawiera napięcia źródłowego, a więc w stanie ustalonym prąd już nie płynie I = 0 oraz nie istnieje napięcie na kondensatorze Uc = 0 /kondensator wyładował się/. W stanie nieustalonym napięcie na kondensatorze oraz prąd w obwodzie maleją według funkcji wykładniczej

-t/T

uc = U*e

-t/T

i = -uc/R = -U/R*e

gdzie: U - napięcie na kondensatorze w chwili przełączenia /t=0/, zaś stała

czasowa T=RC charakteryzuje szybkość zmian rozpatrywanych

wielkości.

Znak minus wskazuje odwrotny kierunek prądu rozładowania.

W praktyce każdy kondensator jest niedoskonały i można go schematycznie przedstawić jako równoległe połączenie pojemności i rezystancji skrośnej izolacji.

Gdyby więc obwód wyładowania był przerwany to napięcie między okładzinami nie utrzyma wartości stałej ponieważ wystąpi proces samowyładowania.

  1. Energia pola elektrycznego.

Zgromadzone ładunki podczas ładowania kondensatora wytwarzają pomiędzy okładzinami pole elektryczne. W czasie powstawania tego pola prąd wykona pewną pracę, która zmienia się na energię pola elektrycznego. Przyrost energii pola elektrycznego w czasie dt wynosi

dW = uc*dq

ponieważ dc = C*duc więc

dW = C*uc*duc

Po scałkowaniu wyrażenia C*uc*duc od zera do napięcia ustalonego U otrzymuje się całkowitą wartość pola elektrycznego

W = 1/2 CU2

Energia nagromadzona w polu elektrycznym kondensatora jest wprost proporcjonalna do jego pojemności i do kwadratu napięcia między okładzinami.

  1. Pomiary laboratoryjne.

Dane:

R=1,5MΩ, C=30μF, U=50V, pomiar co 10s.

Stała czasowa: τ=RC=45s.

Całkowita energia pola elektrycznego: W = 1/2 CU2 =0,0375J

TABELA:

ŁADOWANIE

ROZŁADOWANIE

Lp

t

Uc

i

t

Uc

i

s

V

mA

s

V

mA

1

0

0

40

0

48

32

2

10

7

32

10

35

24

3

20

15

27

20

28

17

4

30

20

22

30

19

12

5

40

23

19

40

14

9

6

50

26

17

50

9

7

7

60

28

14

60

6

6

8

70

30

12

70

4

5

9

80

31

10,5

80

3

4

10

90

9

90

2

3

11

100

8

100

0

0

12

110

7

13

120

6

14

130

5

15

140

4

16

150

3

17

160

2

18

170

1

19

180

0

0x08 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

uc(t) [V],

- ic(t) [mA]



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
cos o rozladowaniu i ladowaniu kondensatora, elektro-technika
Lad i roz kondensatora
3 ROZ w sprawie warunków technicznych zasilania energią elektryczną obiektów budowlanych łączno
013 ROZ M T G M w sprawie warunków technicznych, jakim pow
ćw 1 elektrody węglowe w kondensatorze elektrochemicznym
009 ROZ M R G Z w sprawie warunków technicznych, jakim powi
Jakość energii elektrycznej, 1. TECHNIKA, Elektryka - Elektronika, Elektroenergetyka, Sieci
Zagadnienia do egzaminu z Elektroniki i Technik Mikroprocesorowych
milczarski,elektroniczna technika pomiarowa, pomiar kątów
015 ROZ M S W w sprawie warunków technicznych użytkowania
Elementy RLC, elektro-technika
Elektroniczne techniki pomiarowe, Badanie mimośrodu limbusa teodolitu względem alidady
Cw2 rysunek elektryczny techniczny
011 ROZ M T G w sprawie warunków technicznych, jakim powin
018 ROZ M I w sprawie warunków technicznych, jakim powinny
Sprawko2 - Badanie zjawiska ulotu elektrycznego, Politechnika Poznańska, Elektrotechnika, Technika W
Elektroniczna technika pomiarowa -, geodezja, Elektroniczna technika pomiarowa

więcej podobnych podstron