Шрифт:
Рис. 11-7. Цепь, используемая для определения постоянной времени RC.
Время, необходимое для заряда и разряда конденсатора прямо пропорционально величине сопротивления и емкости. Постоянная времени цепи определяет время, требуемое для того, чтобы конденсатор зарядился до 63,2 % от величины приложенного напряжения или разрядился на 63,2 % от этой величины. Постоянная времени определяется следующей формулой:
t = RC,
где
t — время в секундах, R — сопротивление в омах, С — емкость в фарадах.
ПРИМЕР: Чему равна постоянная времени цепи, состоящей из конденсатора емкостью в 1 микрофараду и резистора величиной 1 МОм?
Дано:
С = 1 мкФ; R = 1 МОм
t =?
Решение:
t = RC
t = (1000000)(0,000001)
t = 1 сек.
Постоянная времени цепи не равна времени, требуемого для полного заряда или разряда конденсатора. Рис. 11-8 показывает, сколько постоянных времени требуется для полного заряда и разряда конденсатора. Заметим, что для полного заряда или разряда конденсатора требуется время, примерно в пять раз большее постоянной времени цепи.
Рис. 11-8. График зависимости заряда и разряда конденсатора от времени.
11-3. Вопросы
1. Что такое постоянная времени цепи RC?
2. Как определяется постоянная времени цепи RC?
3. Сколько постоянных времени цепи требуется для полного заряда или разряда конденсатора?
4. Конденсаторы емкостью 1 мкФ и 0,1 мкФ соединены последовательно. Чему равна полная емкость цепи?
5. Конденсатор емкостью 0,015 мкФ заряжен до 25 вольт. Чему будет равно напряжение на нем через 25 миллисекунд после подсоединения к его выводам резистора 2 МОм?
РЕЗЮМЕ
• Емкость — это способность сохранять электрическую энергию в электростатическом поле.
• Конденсатор состоит из двух проводников, разделенных изолятором.
• Схематическое обозначение постоянного конденсатора следующее:
• Схематическое обозначение переменного конденсатора следующее:
• Единицей измерения емкости является фарада (Ф).
• Поскольку фарада — это большая единица, обычно используются микрофарады (мкФ) и пикофарады (пФ).
• Емкость обозначается буквой С.
• На емкость влияют следующие факторы:
а. Площадь обкладок конденсатора.
б. Расстояние между обкладками.
в. Тип диэлектрического материала
г. Температура.
• Конденсаторы бывают следующих типов: электролитические, бумажные, пластиковые и керамические.
• Емкость последовательно соединенных конденсаторов вычисляется по следующей формуле:
1/СT = 1/С1 + 1/С2 + 1/С3 +… + 1/Сn
• Емкость параллельно соединенных конденсаторов вычисляется по следующей формуле:
СT = С1 + С2 + С3 +… + Сn
• Постоянная времени цепи RC определяется формулой:
t = RC.
Для полного заряда или разряда конденсатора требуется время, примерно в пять раз больше постоянной времени цепи.
Глава 11. САМОПРОВЕРКА
1. Где в конденсаторе сохраняется заряд?
2. Четыре конденсатора с емкостями 1,5 мкФ, 0,05 мкФ, 2000 пФ и 25 пФ соединены последовательно. Чему равна полная емкость цепи?
3. Четыре конденсатора с емкостями 1,5 мкФ, 0,05 мкФ, 2000 пФ и 25 пФ соединены параллельно. Чему равна полная емкость цепи?