Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Перейти к полной версии этой страницы на форумах сайта Электрик: Конденсатор и сила тока
Форумы сайта ЭЛЕКТРИК > Теория > Вопросы по теории электротехники


Alexey104
Здравствуйте!

У меня тут несколько странный вопрос назрел, даже не знаю, как его сформулировать по-человечески. В общем-то, любому школьнику, хотя бы периодически посещающему уроки физики, известно, что в цепи, состоящей из источника переменной ЭДС и конденсатора, при чисто теоретическом условии, что эта цепь не обладает активным сопротивлением, синусоида тока опережает по фазе синусоиду напряжения на четверть периода. Обусловлено это тем, что сопротивление разряженного конденсатора стремится к нулю, но по мере заполнения обкладок конденсатора зарядами, сопротивление его увеличивается, а сила тока в цепи, соответственно, уменьшается. Это вполне логичное объяснение такой картины:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Вроде бы всё предельно ясно, но, с другой стороны, присутствует в этом какой-то элемент мистики. Конденсатор, как и резистор, подчиняется закону Ома, с той лишь разницей, что активное сопротивление в случае с кондером заменяется реактивным. То есть амплитуда тока конденсатора пропорциональна амплитуде внешней ЭДС, приложенной к нему. Если мы увеличим напряжение источника, увеличится и ток "через конденсатор". Допустим, мы подключили кондер к источнику точно в тот момент, когда напряжение источника проходит через ноль, как на графике выше.
Здесь меня вот что смущает:
В начальный момент времени напряжение ещё не достигло максимального амплитудного значения, а конденсатор уже как бы "заранее знает" какой силы ток через него пойдёт. Как было сказано выше, ток конденсатора зависит от приложенного к нему напряжения. В начальный момент времени на графике это напряжение ещё не достигло максимальной величины, оно только начинает возрастать от нуля до пика, а кондер словно "предвидит" какова будет величина напряжения к концу первой четверти периода и "устанавливает" максимальный ток в соответствии со своим "предсказанием". Как ему это удаётся? Насколько я знаю, изобретатель конденсатора не Кашпировский и не Мессинг.
Надеюсь, кто-нибудь понял мой не совсем адекватный вопрос. icon_biggrin.gif
Shura_with_KINEF
Вопрос действительно не совсем адекватный, поскольку смешаны понятия установившегося режима и импульсного воздействия, что в сумме даёт некий переходный режим, не описываемый в школьных учебниках. График нарисован не совсем корректно, поскольку режим установившихся гармонических колебаний не предполагает ни начала, ни конца, единственное, что можно рассматривать это фазу(угол) тока и напряжения в какой-то момент времени на каком то участке цепи.
Если предположить, что на рисунке изображён момент включения источника во время 0, то график тока, естественно, не правильный. Причём чисто теоретически ток в момент замыкания цепи 0, может быть равным 0, а может стремиться в бесконечность, хоть в (+), хоть в (-), мы же не знаем начальных условий, конденсатор может быть и предварительно заряженным. icon_smile.gif
rosck
Цитата(Alexey104 @ 10.1.2017, 21:27) *
конденсатор уже как бы "заранее знает" какой силы ток через него пойдёт.

На конденсаторе, при зарядке, растет напряжение и ток зарядки конденсатора, будет зависеть от разнице этого напряжения и приложенного к конденсатору. Поэтому, при достижении синусоиды максимального амплитудного значения, приложенное напряжение и напряжение на конденсаторе равны, токв конденсаторе в этот момент снижается до нуля. После перехода максимального амплитудного значения приложенное напряжение становится меньше чем на конденсаторе и конденсатор начинает разряжаться. Тоесть, в этот момент, ток в конденсаторе меняет направление. Этим и обусловлен сдвиг токов и напряжения на 90 градусов.
Shura_with_KINEF
rosck, вот этого всего нет:
- "разнице этого напряжения и приложенного к конденсатору"
- "Поэтому, при достижении синусоиды максимального амплитудного значения, приложенное напряжение и напряжение на конденсаторе равны"
- "После перехода максимального амплитудного значения приложенное напряжение становится меньше чем на конденсаторе"
Поскольку нет "приложенного напряжения" и "напряжения на конденсаторе", напряжение в замкнутой цепи
Цитата(Alexey104 @ 10.1.2017, 20:27) *
состоящей из источника переменной ЭДС и конденсатора
ОДНО. Ток в такой цепи ограничен реактивным сопротивлением конденсатора, а для реальной цепи ещё внутренним сопротивлением источника напряжения.
Null
Цитата(Alexey104 @ 10.1.2017, 20:27) *
кондер словно "предвидит" какова будет величина напряжения к концу первой четверти периода и "устанавливает" максимальный ток в соответствии со своим "предсказанием". Как ему это удаётся?

Удается это ему в соответствии с формулой из ТОЭ: ι=dq/dt=C(du/dt)
rosck
Цитата(Shura_with_KINEF @ 11.1.2017, 10:29) *
rosck, вот этого всего нет:

Я описал процесс заряда, разряда конденсатора на переменном токе своими словами.
Если в цепи нет разницы потенциалов откуда тогда току взяться?
Shura_with_KINEF
Ну как же нет, а источник ЭДС?
Автор задал вопрос про график с приведённого рисунка. на графике в момент времени 0 напряжение равно 0, а ток уже некоторому максимальному зачению как для установившегося решения. Почему то он решил, что до наступления времени 0, напряжения не было вообще и ток получается возник в момент времени 0 ниоткуда, ведь напряжение в момент времени 0 продолжало оставаться равным 0. О его заблуждении я попытался объянить в первом своём топе.
Может так будет понятней, что процес бесконечный как вперёд по времени, так и назад.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Alexey104
Цитата(Shura_with_KINEF @ 11.1.2017, 14:20) *
Автор задал вопрос про график с приведённого рисунка. на графике в момент времени 0 напряжение равно 0, а ток уже некоторому максимальному зачению как для установившегося решения. Почему то он решил, что до наступления времени 0, напряжения не было вообще и ток получается возник в момент времени 0 ниоткуда, ведь напряжение в момент времени 0 продолжало оставаться равным 0.

Да, именно так я и представлял себе процесс заряда - как на "вырванном из контекста" графике, без учёта переходных процессов.
Спасибо всем за ответы!
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
   Rambler's Top100      
Электрик © 2002-2008 Oleg Kuznetsov     
  Русская версия IP.Board © 2001-2024 IPS, Inc.