фазосдвигающий конденсатор - Применение конденсаторов - Резистивно-емкостная цепочка, Разделительный и

Это окончание невероятной информации про применение конденсаторов.

...

style="text-align:justify">

Рисунок 1. Работа емкостного фильтра при однофазном однополупериодном выпрямлении.

демпфирующий конденсатор

Для защиты контактов реле от дуги при питании нагрузки переменным током,нужен снаббер или демпфер, состоящий из резистора и конденсатора подключенных последовательно.Эта цепь снизит скорость нарастания напряжения и загасит высоковольтный импульс.Работает цепочка на переменном токе а параметры деталей рассчитывают.При питании индуктивной нагрузки 230 Вольт, резистор обычно ставят на 220 Ом а конденсатор до 0.47мкФ. При питании 13 Вольт,емкость конденсатора поставил на 1 мкФ и резистор на 1 Ом.Дуга при коммутации успешно была погашена.Надо учитывать,что через снаббер будет протекать небольшой ток на нагрузку если подключить параллельно к контактам реле.Подключают снаббер и параллельно нагрузке,тогда ток при разомкнутых контактах идти по нагрузке не будет,но неизвестно,как снаббер может повлиять в этом случае на индуктивную нагрузку.

защитный диод нельзя ставить к катушке при питании переменным током.

фазосдвигающий конденсатор

Необходимо трехфазный асинхронный двигатель включить как конденсаторный по следующим классическим схемам.

Еще раз напоминаю, что это самые распространенные схемы подключения трехфазного двигателя к однофазной сети. Существует еще несколько способов включения, но о них в данной статье мы говорить не будем.

Как видно из схем, это осуществляется с помощью рабочего и пускового конденсаторов. Их еще называют фазосдвигающими.

фазосдвигающий конденсатор для подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть.

рабочий и пусковой конденсаторы

В качестве рабочих и пусковых используются конденсаторы с оксидным диэлектриком (ранее они назвались электролитическими) Рабочие и пусковые конденсаторы для асинхронных двигателей включаются в сеть переменного тока, и они должны быть неполярными. Они имеют сравнительно большое 450 вольт для оксидных конденсаторов рабочее напряжение, которое в два раза превышает напряжение промышленной сети. На практике применяются конденсаторы с емкостью порядка десятков и сотен микрофарад. Как мы говорили выше, рабочий конденсатор используется для получения вращающего магнитного поля. Пусковая же емкость используется для получения магнитного поля, необходимого для повышения пускового момента электродвигателя. Пусковой конденсатор подключается параллельно рабочему через центробежный выключатель. Когда есть пусковая емкость вращающееся магнитное поле асинхронного двигателя в момент пуска приближается к круговому, а магнитный поток увеличивается. Это повышает пусковой момент и улучшает характеристики двигателя. При достижении асинхронным двигателем оборотов достаточных для отключения центробежного выключателя, пусковая емкость отключается и двигатель остается в работе только с рабочим конденсатором. Схема включения рабочего и пускового конденсаторов приведены на (Рис. 1).

Схема с рабочим и пусковым конденсаторами

В таблице приведены обособленные характеристики рабочих и пусковых конденсаторов для асинхронных двигателей.

rcd-снаббер

Традиционно для импульсных преобразователей, в цепь стока транзистора включена индуктивность первичной обмотки трансформатора или дросселя. И при резком запирании транзистора в условиях, когда коммутируемый ток еще не понизился до безопасной величины, согласно закону электромагнитной индукции на обмотке возникнет высокое напряжение, пропорциональное индуктивности обмотки и скорости перехода транзистора из проводящего состояния в запертое.

Если фронт при этом достаточно крут, а общая индуктивность обмотки в цепи стока транзистора существенна, то высокая скорость нарастания напряжения между стоком и истоком мгновенно приведет к катастрофе. Чтобы эту скорость роста напряжения понизить и облегчить тепловой режим запирания транзистора — между стоком и истоком защищаемого ключа ставят RCD-снаббер.

RCD-cнаббер работает следующим образом. В момент запирания транзистора ток первичной обмотки, в силу наличия у нее индуктивности, не может мгновенно снизиться до нуля. И вместо того чтобы жечь транзистор, заряд, под действием высокой ЭДС, устремляется через диод D в конденсатор C снабберной цепи, заряжая его, а транзистор при этом закрывается в мягком режиме незначительного тока через его переход.

Когда транзистор вновь начнет открываться (резко переходя в проводящее состояние для отработки очередного периода коммутации), конденсатор снаббера станет разряжаться, но уже не через голый транзистор, а через снабберный резистор R. А так как сопротивление снабберного резистора в несколько раз больше сопротивления перехода сток-исток, то основная часть запасенной в конденсаторе энергии выделится именно на резисторе, а не на транзисторе. Таким образом RCD-снаббер поглощает и рассеивает энергию паразитного высоковольтного выброса c индуктивности.

Хранитель энергии- конденсатор- ионистр

Элемент памяти- конденсатор DRAM

Как видно из рисунка, основным блоком памяти является матрица памяти, состоящая из множества ячеек, каждая из которых хранит 1 бит информации.

Каждая ячейка состоит из одного конденсатора (С) и трех транзисторов. Транзистор VT1 разрешает или запрещает запись новых данных или регенерацию ячейки. Транзистор VT3 выполняет роль ключа, удерживающего конденсатор от разряда и разрешающего или запрещающего чтение данных из ячейки памяти. Транзистор VT2 используется для считывания данных с конденсатора. Если на конденсаторе есть заряд, то транзистор VT2 открыт, и ток пойдет по линии AB, соответственно, на выходе Q1 тока не будет, что означает – ячейка хранит бит информации с нулевым значением. Если заряда на конденсаторе нет, то конденсатор VT2 закрыт, а ток пойдет по линии AE, соответственно, на выходе Q1 ток будет, что означает – ячейка хранит бит информации со значением “единица”.

Заряд в конденсаторе, используемый для поддержания транзистора VT2 в открытом состоянии, во время прохождения по нему тока, быстро расходуется, поэтому при чтении данных из ячейки необходимо проводить регенерацию заряда конденсатора.

Для работы динамической памяти на матрицу должно всегда поступать напряжение, на схеме оно обозначено, как Uп. С помощью резисторов R напряжение питания Uп равномерно распределяется между всеми столбцами матрицы.

Также в состав памяти входит контроллер шины памяти, который получает команды, адрес и данные от внешних устройств и ретранслирует их во внутренние блоки памяти.

Команды передаются в блок управления, который организует работу остальных блоков и периодическую регенерацию ячеек памяти.

Адрес преобразуется в две составляющие – адрес строки и адрес столбца, и передается в соответствующие дешифраторы.

Дешифратор адреса строки определяет, с какой строки надо провести чтение или запись, и выдает на эту строку напряжение.

Дешифратор адреса столбца при чтении данных определяет, какие из считанных бит данных были запрошены и должны быть выданы в шину памяти. При записи данных дешифратор определяет, в какие столбцы надо подать команды записи.

Блок работы с данными определяет, какие данные, в какую ячейку памяти требуется записать, и выдает соответствующие биты данных для записи в эти ячейки.

Блоки регенерации определяют:

• когда происходит чтение данных и надо провести регенерацию ячейки, из которой данные были считаны;
• когда происходит запись данных, а, следовательно, регенерацию ячейки производить не надо.

Буфер данных сохраняет всю считанную строку матрицы, так как при чтении всегда считывается вся строка целиком, и позволяет потом выбрать из считанной строки требуемые биты данных.

Рассмотрим принцип работы динамической памяти на примере структурной схемы, приведенной на рисунке 1. Рассматривать будем работу с первой ячейкой (M11). Работа остальных ячеек памяти полностью идентична.

Как правило, параметры R1 и R2, а также С1 и С2 выбирают равными:

R1 = R2 = R;

C1 = C2 = C.

Тогда формула принимает вид:

В генераторах RC частота определяется величинами сопротивления резисторов и емкостей конденсаторов, входящих в цепь положительной обратной связи, необходимой для осуществления генерации колебаний.

С помощью изменений одной из величин R (или С) меняется диапазон вырабатываемых частот (ступенчатая регулировка), а меняя другую величину С (или R), получают плавное изменение частоты в поддиапазоне.

Положительная обратная связь обеспечивает генерирование колебаний определенной частоты, отрицательная обратная связь – стабилизирует работу генератора во всем диапазоне вырабатываемых частот.

Генераторы типа RC имеют простую схему и высокие качественные показатели, поэтому получили широкое распространение.

Конденсатор в колебательном контуре

Колебательный контур — электрическая цепь, содержащая катушку индуктивности, конденсатор и источник электрической энергии. При последовательном соединении элементов цепи колебательный контур называется последовательным, при параллельном — параллельным .

Колебательный контур — простейшая система, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания.

Резонансная частота контура определяется так называемой формулой Томсона:

Колебательным контуром (к.к.) называется цепь, состоящая из конденсатора и катушки индуктивности. При определенных условиях в к.к. могут возникнуть электромагнитные колебания заряда, тока, напряжения и энергии.

Рассмотрим цепь, показанную на рис.2. Если поставить ключ в положение 1, то будет происходить заряд конденсатора и на его обкладках появится заряд Q и напряжение UC . Если затем перевести ключ в положение 2, то конденсатор начнет разряжаться, в цепи потечет ток, при этом энергия электрического поля, заключенного между обкладками конденсатора, будет превращаться в энергию магнитного поля, сосредоточенную в катушке индуктивности L. Наличие катушки индуктивности приводит к тому, что ток в цепи увеличивается не мгновенно, а постепенно из-за явления самоиндукции. По мере разряда конденсатора заряд на его обкладках будет уменьшаться, ток в цепи увеличиваться. Максимального значения контурный ток достигнет при заряде на обкладках равном нули. С этого момента контурный ток начнет уменьшаться, но, благодаря явлению самоиндукции, он будет поддерживаться магнитным полем катушки индуктивности, т.е. при полном разряде конденсатора энергия магнитного поля, запасенного в катушке индуктивности, начнет переходить в энергию электрического поля. Из-за контурного тока начнется перезаряд конденсатора и на его обкладках начнет накапливаться заряд противоположный первоначальному. Перезаряд конденсатора будет происходить до тех пор, пока вся энергия магнитного поля катушки индуктивности не перейдет в энергию электрического поля конденсатора. Затем процесс повторится в обратном направлении, и, таким образом, в цепи возникнут электромагнитные колебания.

Запишем 2 -й закон Кирхгофа для рассматриваемого к.к,

- дифференциальное уравнение к.к.

Мы получили дифференциальное уравнение колебаний заряда в к.к. Это уравнение аналогично дифференциальному уравнению, описывающему движение тела под действием квазиупругой силы. Следовательно, аналогично будет записываться и решение этого уравнения

- уравнение колебаний заряда в к.к.

- уравнение колебаний напряжения на обкладках конденсатора в к.к.

- уравнение колебаний тока в к.к.

помехоподавляющие конденсаторы X-конденсатор и Y-конденсатор

X-конденсатор

Название X-конденсатор происходит от анг. «across the line», также называют межфазными. x-конденсаторы используются для минимизации электромагнитных помех, которые могут быть вызваны дифференциальным шумом в AC источнике. X-конденсаторы устанавливают между фазным и нейтральным проводниками для снижения влияния от наведенных помех, скачков напряжения и переходных процессов. Но при работе X-конденсаторы подвержены всем влияниям от сети, что может создать опасную ситуацию, если превышены пороговые значения. X-конденсаторы конструируются таким образом, чтобы при перенапряжениях и выходе из строя образовывать короткое замыкание для срабатывания входного автомата или предохранителя. Однако, X-конденсатор значительно увеличивает риск возгорания, если не установлена защита от сверхтоков.

Y-конденсатор

Y-конденсаторы в анг. литературе называют «line to ground» (линия-земля) или «line bypass» (байпас линии). Y-конденсаторы обычно устанавливают между линиями переменного тока источника и землей для снижения синфазных электро магнитных помех. Y-конденсатора также подвержены влиянию от сети из-за наведенных помех, перенапряжений и переходных процессов, что также может приводить к возникновению опасных ситуаций при превышении пороговых значений и выходу конденсатора из строя. Y-конденсаторы конструируются специальным образом, и в отличие от X-конденсаторов, выход из строя приводит к разрыву в цепи. При этом на вход попадает неотфильтрованное сетевое напряжение, однако снижается риск возгорания.

Классификация Помехоподавляющих Конденсаторов

Как и в случае со многими устройствами, критически важными для безопасности, для обозначения возможностей и пороговых значений помехоподавляющих конденсаторов используются различные стандарты и классификации. Существует множество стандартов для определения данных конденсаторов, Наиболее распространенный стандарт IEC 60384-14 определяет классификацию безопасности класса X и Y конденсаторов по различным уровням допустимого пикового напряжения до наступления отказа.

В соответствии с IEC 60384-14, подклассы X-конденсаторов определяются следующим образом:

• X3 – пиковое напряжение до 1,2кВ включительно;
• X2 – пиковое напряжение от 1,2 до 2,5кВ включительно;
• X1 – пиковое напряжение от 2,5 до 4кВ включительно.

подклассы Y-конденсаторов определяются следующим образом:

• Y1 – до 500В AC включительно, пиковое напряжение до 8кВ;
• Y2 – от 150В AC до 300В AC, пиковое напряжение до 5кВ;
• Y3 – от 150В AC до 250В AC; пиковое напряжение не тестируется;
• Y4 –менее 150В AC, пиковое напряжение до 2,5кВ.

Типы X и Y конденсаторов

X и Y помехоподавляющие конденсаторы используется в фильтрации сетевого напряжения для снижения ЭМП. Однако они подключаются непосредственно к опасному сетевому напряжению, что требует их сертификации на безопасность. Существуют различные форм-факторы помехоподавляющих конденсаторов, используемых в цепях фильтрации с учетом требований безопасности. Керамические конденсаторы для поверхностного монтажа и керамические дисковые конденсаторы, обычно используются для подавления помех в сети, в то время как пленочные конденсаторы чаще используются для ослабления наведенных помех.

Керамические и пленочные конденсаторы могут использоваться в качества как X, так и Y конденсаторов, но их характеристики и форм-фактор может подходить более к одному или другому типу приложений. Керамические чаще используются для подавления помех в импульсных источниках и инверторах, в линиях высокочастотных переключений для управления электродвигателями, реле и инверторах. Пленочные – там, где их самовосстанавливающие свойства являются востребованными, например, в емкостных источниках питания, электросчетчиках, на транспорте и в жестких условиях эксплуатации.

Отличие в применении в схемотехнике конденсаторов и индуктивностей

Катушка индуктивности и конденсатор – два ключевых компонента в схемотехнике, которые выполняют различные функции в зависимости от задачи схемы. Вот несколько советов по их применению:

Когда применять катушку индуктивности:

1. Фильтрация высокочастотных шумов: Катушки эффективно подавляют высокочастотные шумы в цепях питания. Их используют в фильтрах для сглаживания пульсаций и подавления помех.

2. Индуктивная нагрузка: В цепях, где требуется накопление энергии в магнитном поле, например, в импульсных источниках питания (DC-DC преобразователях), катушки часто используются как накопители энергии.

3. Сглаживание тока: В импульсных цепях катушка помогает сглаживать колебания тока, поскольку она сопротивляется резким изменениям тока.

4. Резонансные цепи: В радиочастотных и резонансных цепях катушки создают резонанс в сочетании с конденсаторами. Это важно для настройки резонансных частот.

5. Дроссели: Катушки используются как дроссели для ограничения токов в определенных частях цепи.

Когда применять конденсатор:

1. Фильтрация низкочастотных шумов: Конденсаторы хорошо справляются с фильтрацией низкочастотных помех и пульсаций. Их используют в блоках питания для сглаживания напряжения.

2. Энергетический буфер: Конденсаторы могут накапливать и отдавать энергию, что делает их полезными для кратковременного хранения энергии, например, в цепях импульсных источников питания и стабилизаторах.

3. Развязка сигналов: В сигнальных цепях конденсаторы часто используются для развязки или блокировки постоянной составляющей, позволяя проходить только переменным сигналам (например, в цепях AC-копплинга).

4. Резонансные цепи: Конденсаторы в сочетании с индуктивностями создают LC-резонансные контуры, которые важны для настройки частоты в радиочастотных цепях и фильтрах.

5. Фазосдвигающие цепи: В цепях синхронизации и фазосдвига конденсаторы помогают изменять фазу сигнала, что используется в фазосдвиговых осцилляторах и фильтрах.

Обобщение:

• Катушки индуктивности эффективны для работы с высокочастотными компонентами сигнала и управления током.
• Конденсаторы чаще используются для управления напряжением, сглаживания и фильтрации низкочастотных сигналов.

Правильный выбор между катушкой индуктивности и конденсатором зависит от природы сигнала, который нужно фильтровать или преобразовать, и от желаемого эффекта на ток и напряжение.

Индуктивности и конденсаторы оказывают противоположное влияние на электрические схемы, поскольку их реакция на переменные сигналы и взаимодействие с током и напряжением различны. Вот сравнение их основных эффектов:

1. Характер накопления и передачи энергии

• Индуктивность (L): Накопление энергии происходит в магнитном поле. Катушка индуктивности накапливает энергию, когда через нее протекает ток, и возвращает ее обратно в цепь при снижении тока.
• Конденсатор (C): Накопление энергии происходит в электрическом поле между обкладками. Конденсатор накапливает энергию при повышении напряжения и возвращает ее при его снижении.

2. Реакция на переменный ток (AC)

• Индуктивность:
  • Сопротивляется изменению тока. Чем выше частота сигнала, тем больше сопротивление индуктивности (индуктивное реактивное сопротивление
  • При повышении частоты индуктивность увеличивает свое сопротивление, блокируя высокочастотные сигналы.
• Конденсатор:
  • Сопротивляется изменению напряжения. Чем выше частота, тем меньше сопротивление конденсатора (емкостное реактивное сопротивление .
  • При повышении частоты конденсатор проводит высокочастотные сигналы лучше.

3. Фильтрация сигналов

• Индуктивность:
  • Эффективно подавляет высокочастотные сигналы и пропускает низкочастотные. Используется в фильтрах для подавления высокочастотных помех (дроссели в цепях питания).
• Конденсатор:
  • Фильтрует низкочастотные сигналы и пропускает высокочастотные. Применяется для удаления постоянной составляющей или сглаживания низкочастотных пульсаций (например, в блоках питания).

4. Реакция на постоянный ток (DC)

• Индуктивность:
  • В постоянном токе индуктивность постепенно накапливает энергию, но после стабилизации тока не оказывает сопротивления. В установившемся состоянии она ведет себя как проводник.
• Конденсатор:
  • В постоянном токе конденсатор заряжается до достижения напряжения источника, после чего блокирует прохождение тока, ведя себя как разомкнутая цепь.

5. Использование в цепях питания

• Индуктивность:
  • Используется для сглаживания тока и подавления высокочастотных помех.
  • В импульсных источниках питания применяется как накопитель энергии для преобразования напряжений.
• Конденсатор:
  • Применяется для сглаживания напряжения, так как он сохраняет заряд при колебаниях напряжения и помогает устранить пульсации.
  • Часто используется в цепях фильтрации для удаления высокочастотных помех.

6. Фазовые сдвиги

• Индуктивность:
  • В индуктивных цепях ток отстает по фазе от напряжения на 90 градусов. Это свойство активно используется в цепях с индуктивными нагрузками.
• Конденсатор:
  • В емкостных цепях ток опережает по фазе напряжение на 90 градусов. Такое свойство важно для цепей с фазовым регулированием.

7. Применение в резонансных цепях

• Индуктивность и конденсатор:
  • В LC-контуре (резонансной цепи) индуктивность и конденсатор работают совместно. Они создают резонанс на определенной частоте, при которой энергия циклически переходит от магнитного поля индуктивности в электрическое поле конденсатора и обратно. Резонанс используется в радиочастотных фильтрах, осцилляторах и антеннах.

Итоговое сравнение:

Параметр	Индуктивность	Конденсатор
Накопление энергии	В магнитном поле	В электрическом поле
Реакция на переменный ток	Сопротивляется изменению тока, блокирует высокие частоты	Сопротивляется изменению напряжения, пропускает высокие частоты
Фильтрация	Блокирует высокочастотные помехи	Блокирует низкочастотные сигналы
Влияние на постоянный ток	Сопротивление стремится к нулю (как проводник)	Заряжается и блокирует постоянный ток (как разомкнутая цепь)
Фазовый сдвиг	Ток отстает от напряжения на 90°	Ток опережает напряжение на 90°
Применение	Сглаживание тока, фильтрация, резонанс	Сглаживание напряжения, фильтрация, резонанс

Таким образом, индуктивности лучше справляются с фильтрацией высокочастотных помех и управлением током, тогда как конденсаторы более эффективны для сглаживания напряжения и работы с высокочастотными сигналами.

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

• электрический конденсатор , конденсатор , конденсаторы , переменный конденсатор ,
• конденсатор
• индуктивность

Исследование, описанное в статье про применение конденсаторов, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое применение конденсаторов, резистивно емкостная цепь, разделительный конденсатор, развязывающий конденсатор, сглаживающий конденсатор, демпфирующий конденсатор, rcd-снаббер , рабочий и пусковой конденсаторы, блокировочный конденсатор, блокирующий конденсатор, помехоподавляющие конденсаторы, x-конденсаторы, y- конденсаторы и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Электротехника, Схемотехника, Аналоговые устройства

Продолжение:

Часть 1 Применение конденсаторов - Резистивно-емкостная цепочка, Разделительный и развязывающий ,Сглаживающий, Демпфирующий, фазосдвигающий Рабочий и пусковой, X,
Часть 2 фазосдвигающий конденсатор - Применение конденсаторов - Резистивно-емкостная цепочка, Разделительный и