Емкость в цепях переменного тока
Система из двух проводящих тел, разделённых диэлектриком, образует конденсатор. Эти проводящие тела называются обкладками конденсатора. Если к ним подключить источник энергии, то на них будет накапливаться заряд q, пропорциональный напряжению на
конденсаторе uC , |
(3.6) |
|
На рис. 3.5 показано обозначение конденсатора.
Коэффициент пропорциональности С между q и uC называется ёмкостью
конденсатора. Единица измерения ёмкости
(фарад)
Рис. 3.5
Ёмкость зависит от формы, размеров конденсатора и диэлектрической проницаемости диэлектрика между обкладками.
Пусть напряжение, подаваемое на конденсатор, изменяется по
закону:
(3.7)
|
При |
возрастании |
При |
уменьшении |
||
напряжения |
от |
нуля |
до |
напряжения |
конденсатор |
|
максимального |
значения |
разряжается, заряд стекает с |
||||
конденсатор |
заряжается, |
на |
его обкладок. |
|
||
его обкладки от |
источника |
|
|
|||
поступает |
|
электрический |
|
|
||
заряд. |
Таким |
образом, в |
проводах постоянно двигается |
|||
|
||||||
электрический заряд, т.е. протекает ток (процессы между обкладками конденсатора не рассматриваем).
Величина тока определяется зарядом, прошедшим в единицу времени через поперечное сечение проводника:
(3.8)
Емкостная проводимость BC определяется как:
Величина, обратная ёмкостной проводимости, называется ёмкостным сопротивлением:
(б)
Рис. 3.6
Подставляя (3.7) в (3.8), получим:
так как
(3.8) где 
Отсюда
На рис. 3.6 представлены векторные диаграммы токов и напряжений в ёмкости.
Таким образом, в ёмкости ток опережает напряжение на 90°.
Полные сопротивления (импедансы) для простейших элементов
Резистор
ZR R i0 R
ZR R
arg ZR
u i 0
Конденсатор
ZС 0 iXC
i 1 1
C i C
ZС 1
С
arg ZС
u i 900
Индуктивность
ZL 0 iX Li L
ZL L
arg ZL
u i 900