Глава 10. Самопроверка

1. Как можно увеличить магнитное поле, создаваемое ка­тушкой- индуктивности?

2. Чему равна общая индуктивность изображенной ниже цепи?

3. Катушка индуктивности 500 мГн и резистор 10 кОм со­единены последовательно и подключены к источнику тока 25 вольт. Каково будет напряжение на катушке ин-

дуктивности через 100 микросекунд после включения цели?

Г

L3 * 800 мкГн

! 1.6 мГн

ЦЕЛИ

После изучения этой главы студент должен быть в со­стоянии:

• Объяснить, что такое емкость.

• Знать, в каких единицах измеряется емкость.

• Знать различные типы конденсаторов.

• Уметь определить общую емкость последовательной и параллельной цепей.

• Дать объяснение постоянной времени RC и ее связи с емкостью.

Емкость позволяет сохранять энергию в электростати­ческом поле. Емкость существует всегда, когда два провод­ника разделены изолятором.

В этой главе рассматривается емкость и ее применения в цепях постоянного тока. Более подробно емкость рассмот­рена в главе 15.

7. 1. ЕМКОСТЬ

Емкость — это способность устройства хранить элект­рическую энергию в электростатическом поле. Конденса­тор — это устройство, которое обладает определенной ем­костью. Конденсатор состоит из двух проводников, разде­ленных изолятором (рис. 11-1). Проводники называются обкладками, а изолятор — диэлектриком. На рис. 11-2 даны схематические изображения конденсаторов.

Диэлектрик

Обкладки

Рис. 11-1. Конденсатор состоит из двух обкла­док (проводников), разделенных диэлект­риком (изолятором).

К

Когда источник тока подсоеди-

постоянный конденсатор ^{нен к} конденсатору, ток течет до

тех пор пока конденсатор не заря- /Л дится. Конденсатор заряжается

переменный конденсатор избытком электронов на одной об-

Рис. 11-2. Схематичес- ^КЛаДК6 (отрицательный заряд) и

кое обозначение кон- дефицитом электронов на другой

денсаторов.

обкладке (положительный заряд). Диэлектрик предотвращает пере-

мещение электронов между обкладками. Как только кон­денсатор зарядится, ток прекращается. Напряжение на конденсаторе равно напряжению источника тока.

Заряженный конденсатор может быть отключен от ис­точника тока и использован как источник энергии. Одна­ко как только конденсатор теряет энергию, напряжение на нем резко падает. В цепи постоянного тока конденсатор после начальной зарядки работает как разомкнутая цепь. Разомкнутая цепь — это цепь с бесконечным сопротивле­нием.

Предупреждение: так как конденсатор при отключении от источника тока может удерживать потенциал источника тока достаточно долго, обращайтесь со всеми конденсато­рами, как с заряженными. Никогда не касайтесь обоих вы­водов конденсатора рукой до тех пор, пока не разрядите его путем закорачивания выводов. Конденсатор в цепи может удерживать потенциал неопределенно долго, если у него нет пути для разряда.

Количество энергии, сохраняемой в конденсаторе, про­порционально размеру конденсатора. Конденсаторы, ис­пользуемые в учебных лабораториях, обычно малы и нано­сят небольшой удар током при разряде через тело. Однако если конденсатор большой и заряжен высоким напряжени­ем, его удар может быть смертельным. С заряженными кон­денсаторами следует обращаться так же, как и с любыми другими источниками тока.

Основной единицей измерения емкости является фарада (Ф). Фарада — это такая емкость, которая может сохранить

1 кулон заряда при напряжении на конденсаторе 1 вольт. Фарада слишком большая единица для обычных целей, и поэтому обычно используются микрофарады (мкФ) и пи­кофарады (пФ). Для обозначения емкости используется буква С.

1

1 микрофарада = 0,000001 или _1000000 фарады,

1

1. пикофарада = 0,000000000001 или ₁000000000000 Ф^арады’