Технологія кутової електроніки
Основи
Навантаження та розвантаження
| Процес зарядки | Процес розвантаження | |
навантаження (Конденсатор заряджається через резистор [див. Схему R1]) :
Як видно з відповідної схеми зарядки, струм зарядки дуже високий на початку процесу зарядки, а потім зменшується дедалі повільніше в міру просування заряду. Спочатку напруга піднімається дуже швидко, а потім все повільніше. Процес зарядки закінчується, коли напруга зарядки така ж, як і напруга джерела напруги, тому струм зарядки також падає до нуля.
Розвантаження (Конденсатор розряджається через резистор [див. Схему R2]):
Як видно з відповідної схеми зарядки, струм розряду є найвищим на початку розряду і зменшується дедалі повільніше в міру просування розряду. Напруга однакова. Конденсатор розряджається, коли струм заряду і напруга наближаються до нуля.
Розрахунки (Постійний струм)
Час завантаження (При C = 22 мкФ і R = 1 кОм):
Щоб визначити час зарядки конденсатора, спочатку потрібна постійна часу Tau (τ). Це обчислюється наступним чином:
| Одиниці: | |
Відповідно до щойно розрахованої постійної часу (τ), конденсатор має 63% напруги заряду.
через 2 τ 86%
після 3 τ 95%
після 4 τ 98%
через 5 τ 99%. (див. криву процесу зарядки)
Теоретично конденсатор ніколи не заряджається повністю, але на практиці передбачається 100% заряд через 5 часових констант.
Відповідно, конденсатор після 110 мс завантажений.
Зарядний струм при запуску (при U = 13,8 В, R = 1 кОм):
Час зарядки, як було розраховано вище, працює лише в тому випадку, коли в процесі заряджання достатньо струму (А). Оскільки зарядний струм є найвищим на початку заряджання, достатньо його розрахувати для тесту.
Час розряду:
Для того, щоб визначити час розряду конденсатора, як і при зарядці, спочатку потрібна постійна часу Tau (τ). Це також обчислюється за тією ж формулою, що і при завантаженні, тобто:
Якщо опір підключеного споживача невідомий, але замість нього надається сила струму, спочатку розраховується опір, використовуючи закон Ома:
Якщо у вас є лише потужність, спочатку обчислюється сила струму з:
а потім із законом Ома опір R. Отже, всі випадки слід усунути, щоб визначити постійну часу Tau (τ), але.
Якщо ви хочете визначити напругу через певний час, який не можна поділити на постійну часу, напруга обчислюється наступним чином (U = 13,8 В, постійна часу τ = 22 мс, момент часу t = 8 мс):
| (e = число Ейлера = 2,71828.) Інтернет-калькулятор |
За певних обставин також може бути корисно знати, через який час розряду існує певна залишкова напруга. Це можна розрахувати наступним чином (залишкова напруга Uc = 9В):
| Інтернет-калькулятор |
Наприклад, якщо ви хочете перемкнути реле із затримкою випадання за допомогою конденсатора, це теоретично можливо, але необхідна ємність конденсатора швидко зросте незмірно. Причиною є відносно велике енергоспоживання котушки реле. Доцільно вставити між ними транзистор, оскільки для цього потрібна лише мінімальна потужність, а отже необхідна ємність конденсатора залишається керованою. Як це зробити можна дізнатися тут: Транзистор як перемикач. Будь ласка, подумайте про вільно діючий діод для захисту транзистора!
Але також варіант транзистора десь має свої межі, якщо вам потрібні довші та особливо точні терміни. Тут вам слід повернутися на схему за допомогою таймера NE555.
Параметр Друк працює лише з Netscape V4.0 або I-Explorer 5.0 !