Шрифт:
I = E/XC
Замечание: В законе Ома емкостное (реактивное) сопротивление XC заменило активное сопротивление R.
Важно помнить, что емкостное сопротивление зависит от частоты приложенного напряжения и емкости цепи.
ПРИМЕР: К конденсатору емкостью 100 мкФ приложено напряжение 12 вольт частотой 60 герц. Какова величина текущего через него тока?
Дано:
E = 12 В; = 3,14; f = 60 Гц; С= 100 мкф = 0,0001 Ф
I =?
Решение:
Сначала найдем емкостное сопротивление (Хс)
Хс = 1/ 2fC
Хс = 1/(2)(3,14)(60)(0,0001)
Хс = 1/0,0377 = 26,5 Ом
Теперь, зная Хс, найдем ток:
I = E/Хс = 12/26,5
I = 0,45 А или 450 мА.
ПРИМЕР: Через конденсатор емкостью 10 мкФ течет ток 250 мА. Какое напряжение частотой 60 Гц приложено к конденсатору?
Дано:
= 3,14; f = 60 Гц; С = 10 мкф = 0,00001 Ф; I = 250 мА или 0,25 А
Хс =?; E =?
Решение:
Сначала найдем емкостное сопротивление (Хс):
Хс = 1/ 2fC
Хс = 1/(2)(3,14)(60)(0,00001)
Хс = 1/0,00377 = 265 Ом
Теперь найдем падение напряжения (Е):
I = E/Хс
0,25 = E/265
E = 66,25 В
Когда конденсаторы соединены последовательно, общее емкостное сопротивление равно сумме емкостных сопротивлений отдельных конденсаторов:
XCT = XC1 + XC2 + XC3 +… + XCn
Когда конденсаторы соединены параллельно, обратная величина общего емкостного сопротивления равна сумме обратных величин емкостных сопротивлений отдельных конденсаторов.
1/XCT = 1/XC1 + 1/XC2 + 1/XC3 +… + 1/XCn
15-1. Вопросы
1. Опишите, как переменное напряжение создает впечатление протекания тока через конденсатор.
2. Каково фазовое соотношение между током и напряжением в емкостной цепи?
3. Что такое емкостное сопротивление?
4. Чему равно емкостное сопротивление конденсатора емкостью 10 мкФ при частоте 400 герц?
Конденсаторы могут использоваться отдельно или в комбинации с резисторами, образуя RC (резистивно-емкостные) цепи. Одним из применений RC цепей является фильтрация.
Фильтром называется цепь, выделяющая некоторую область частот, ослабляя токи одних частот и пропуская другие. Фильтры имеют частоту (точку) среза между частотами, которые пропускаются, и частотами, которые ослабляются. Наиболее широко используются два типа фильтров: фильтры нижних частот и фильтры верхних частот. Фильтр нижних частот пропускает низкие частоты и ослабляет верхние. Фильтр верхних частот пропускает частоты, находящиеся выше частоты среза, и ослабляет частоты ниже частоты среза.