n2 jäänud kujundi pindala vihiku ruutudele vastavas pindalaühikutes võrdub: n = n1 + 2 n1 = n2 = n2 n = n1 + = 2 7. Arvutage kondensaatori laeng: q = nq 0 = 8. Arvutage kondensaatori mahtuvus ja võrrelge tulemust kondensaatorile märgitud mahtuvuse väärtusega. Tulemuste võrdlemisel arvestage suurimat lubatud mahtuvuse viga, mis on samuti kondensaatorile märgitud. 5. Arvutused ja vea hindamine: 6. Järeldus:
Kondensaatoreid iseloomustav suurus on mahtuvus 1745. aastal valmistasid E.J. von Kleist ja P. van Musschenbroek esimese kondensaatori, mida tuntakse kui leideni purki või kleisti pudelit. Kondensaatorite eesmärk on elektronide säilitamine ja/või juhtida vahelduvvoolu. Samas takistades alalisvoolu (DC) läbipääsu. Kondensaatorite mahtuvust tähistatakse mitmel eri viisil. Kõigepealt tuleks selgeks teha ühikud ja nende teisendused Kondensaatorite tunnussuurused Nimimahtuvus kondensaatorile ettenähtud mahtuvuse suurus Mahtuvushälve ehk tolerants lubatud kõrvalekalle nimimahtuvusest Nimipinge maksimaalne alalispinge, millele kondensaator kestval töötamisel vastu peab Mahtuvuse temperatuuritegur suurus, mis iseloomustab mahtuvuse sõltuvust temperatuurist Isolatsioonitakistus kondensaatori takistus nimipingest madalamale alalispingele Lekkevool kondensaatorit nimipingel läbiv vool Kaonurga tangens suurus, mis iseloomustab kondensaatori
positiivsest laengust. 75. Elektron alustab paigalseisust ja läbib elektriväljas potentsiaalide vahe 1.0 V. Kui suure kiiruse elektron omandab? Elektroni laeng on -1.6·10-19 C ja mass 9.1·10-31 kg. 76. Plaatkondensaatori mahtuvus on 1.0 F. Plaatidevaheline kaugus on 1.0 mm ja seal puudub dielektrik. Kui suur on plaatide pindala? 77. Plaatkondensaatori plaatide vaheline kaugus on 5.00 mm. Plaatide pindala on 2.00 m2. Kondensaatorile antakse pinge 10.0 kV. Arvutada kondensaatori mahtuvus, kummagi plaadi laeng ja elektrivälja tugevus plaatide vahel, kui seal puudub dielektrik.
muutkondensaatoreiks. Muutkondensaatoreid liigitatakse häälestus- ja seadekondensaatoriteks. Püsikondensaatoreid jagunevad dielektriku järgi paber-, plast-, keraamika-, vilkklaas-, gaas-, vaakumkondensaatoriteks. Püsikondensaatorite eriliigiks on elektrolüütkondensaator, kus kasutatatakse elektroodide vahel elektrit juhtivat elektrolüüti. 2 Kondensaatorite tunnussuurused · Nimimahtuvus kondensaatorile ettenähtud mahtuvuse suurus. · Mahtuvushälve ehk tolerants lubatud kõrvalekalle nimimahtuvusest. · Nimipinge maksimaalne alalispinge, millele kondensaator kestval töötamisel vastu peab. · mahtuvuse temperatuuritegur suurus, mis iseloomustab mahtuvuse sõltuvust temperatuurist. · Isolatsioonitakistus kondensaatori takistus nimipingest madalamale alalispingele. · Lekkevool kondensaatorit nimipingel läbiv vool.
Juhi sees el.väli puudub. Kasutamine: varjestus. Dielektrikud on ained, kus praktiliselt puuduvad vabad elektrikandjad. Polarisatsioon kui dielektrik satub välisesse elektrivälja, siis molekulid orienteeruvad kindlas suunas. Dielektrikus elektriväli nõrgeneb. Dielektrikuid iseloomustatakse dielektriku läbitavusega. = E0/E Plaatkondensaatori mahtuvuse arvutamise valem: C= S / 4kd (k=9*109) Kui mahtuvus on 3F, siis see näitab seda, et 1V pinge saavutamiseks tuleb kondensaatorile anda 3C suurune laeng. E = U/d Seos pinge ja elektrivälja tugevuse vahel.
Laengu kogunemisel plaatidele tekib nende vahele elektriväli, pinge suureneb pidevalt, lõpuks võib toimuda läbilöök. 3.Mahtuvuse arvutamine. (valem, ühikud) Kondensaatori mahtuvus näitab, kui suur laeng plaatidel tõstab plaatidevahelist pinget 1V võrra. C= q / U , kus q= ühe plaadi laeng ; U= pinge ; [C]= 1C / 1V = 1F (farad) 4.Kondensaatori ruumalaühikusse salvestatav energiahulk. W= CU : 2 , W Salevestunud energia J ; C- kondensaatori mahtuvus F ; U- kondensaatorile rakendatud pinge V. 5. Kondensaatorite jadaühendus. Jadaühenduseks nimetatakse ühendust, kus ühe kondensaatori negatiivne elektrood on ühendatud teise kondensaatori positiivse elektroodiga. Jadaühendusel võrdub kondensaatoripatarei kogupinge U üksikutel kondensaatoritel tekkivate pingete summaga: U=U1+U2+U3+...Avaldades pinge U laengu q ja mahtuvuse C kaudu saame q/C=q/C1+q/C2 6.Kondensaatorite rööpühendus
tekivad vooluringis välise perioodilise emj mõjul 3) elektromagneetilised ise võnkumised need eksisteerivad süsteemi sisese energia allika arvel. Vabad elektromagnet võnkumised.Lihtasaim süsteem milles võivad tekkida vabad elektromagnet võnkumised on võnkering. Võnkering on kondensaatorist ja mähisest koosnev süsteem. Kui võnkeringi kondensaator laadida ja see järel ühendada mähisega tekivad elektri- ja magnetvälja perioodilised muutumised st. elektromagnet võnkumised. Kondensaatorile antud energia on koondunud kondensaatori kattete vahele elektrivälja energiana C*U2/2. Kuna kondensaatori ühel kattel on elektronide puudujääk teisel, aga ülejääk hakkavad nad ühelt kattelt teisele liikuma ja tekib elektrivool. Voolu kasv on aegalne induksiioni tõttu. Voolu kasvamine lõppep lui kondensaatori energia on täielikult muundunud magnetvälja energiaks. L*I2 /2. Vool kahaneb, sest magnetvälja energia muundub kondensaatoris elektrivälja energiaks kuid kondensaator
Kui rakendame poolile vahelduva pinge ,tekib poolis vahelduvvool, mis indutseerib eneseinduktsiooni elektromotoorsejõu. Kui eeldame, et poolis R ~ 0, siis vastavalt ohmi seadusele tekib takistus, mida nimetatakse induktiivseks reaktiivtakistuseks ja tähistatakse xL = L = - L di / dt Pingelang pooli otstel edestab pooli läbivat voolu faasis 90 o võrra. Mahtuvuslik vahelduvvool Olgu vahelduvpinge rakendatud kondensaatorile C . Kondensaatori pideva ümberlaadimise tõttu kulgeb vooluringis vahelduvvool. Kui eeldada, et kondensaatoris R ~ 0, siis vastavalt ohmi seadusele tekib takistus, mida nimetatakse mahtuvuslikuks reaktiivtakistuseks ja tähistatakse Pinge kondensaatoril jääb teda läbivast voolust faasis maha 90 0 võrra . 3.Valguse difraktsioon Difraktsiooniks nimetatakse geomeetrilise optika seaduspärasustest kõrvalekaldumise
Pa=U ∙ ω ∙C ∙ tan δ Qx = ∙ C1 Q1−Q2 ε - dielektriline läbitavus, C x – mahtuvus [F], ε0 −12 - elektriline konstant ( ε 0 =8,85 ∙10 ), S – elektroodi pindala [m2] , H – Dielektriku paksus [m], U – kondensaatorile rakendatud pinge [V], ω - pinge nurksagedus [] 1 s , tan δ – kaonurk. 4. Mõõtmistulemused ja arvutustulemused Tabel 1 Mõõtmis- ja arvutustulemused nr Pooli Valitud 3 sagedusriba sagedus
vahel on 1 mm paksune parafiinikiht. Plaadi diameeter on 20 cm. =2,1 0,58 nF 16. Plaatkondensaatori kummagi plaadi pindala on 520 cm2 . Millisele kaugusele peab õhus paigutama kondensaatori plaadid, et mahtuvus oleks 46 pF? 0,01 m 17. Plaatkondensaator koosneb kahest teineteisest 2 mm kaugusele paigutatud 200 cm2 pindalaga plaadist. Plaatide vahel on vilgukivi. Millise suurima laengu võib kondensaatorile anda, kui lubatav pinge on 3 kV? =6 1,5 C 18. Plaatkondensaator koosneb kahest plaadist, kummagi plaadi pindala on 50 cm2. Plaatide vahel on klaasikiht. Milline suurim laeng võib koguneda katetele, kui läbilöök toimub elektriväljatugevusel 10 MV/m. =7 0,03 C 19. Kondensaator koosneb kahest alumiiniumpaberi ribast
peaaegu perioodilisi muutusi nimetatakse millele on paigaldatud kaks või rohkem elektromagnetvõnkumisteks. traatmähisega pooli. Üks mähistest ühendatakse 2.Kirjelda võnkeringis toimuvaid protsesse. vahelduv pinge allikaga ja seda nim. Esimese veerandperioodi alguses antakse primaarmähiseks. Teine mähis ühendatakse energiat kondensaatorile laeng.Kondensaator hakkab tarbiva seadmega – sekundaarmähis.Trafo töö tühjenema läbi pooli.Poolil on suur induktiivsus ja põhineb elektromagnetilisel induktsioonil. temas tekib eneseinduktsioonivool, mis takistab Primaarmähisesse juhitakse vahelduvvool. Muutuva põhivoolu järsku kasvamist. Voolutugevus saavutab vooluga kaasneb muutuv magnetväli. See kandub
kΩ takistusega ehk 2,75 kΩ.) 12. Integraator (ikka sama) Milline on operatsioonivõimendiga realiseeritud intergraatori väljundpinge 1 s pärast, kui sisendisse rakendatakse perioodiliselt (100 ms perioodiga) 10 mV pingeimpulsid kestusega 50 ms (50 ms jooksul on pinge 0 V)? Operatsioonivõimendi toitepinge on V, takisti takistus on 10 k ja kondensaatori mahtuvus 200 nF? (Vool pinge rakendumisel on 1μA ja perioodi jooksul liigub kondensaatorile laeng 50 nC. 1 s on 10 100 ms perioodi ja seega kogulaeng on 500 nC. Väljundpinge kondensaatoril on (200 nF korral) -2,5 V.) 13. Milline on eeltoodud operatsioonivõimendiga realiseeritud intergraatori väljundpinge 5 s kui sisendisse rakendatakse alalispinge 2 mV? (ajategur RC on 2 ms ja integraali leidmiseks piisab kui korrutada pinge ajaga ehk 0,01 V s. Pinge kondensaatoril saab jagades selle integraali ajateguri RC-ga ehk 5V.)
muutumisel 1K võrra. See tegur võib reaalselt olla kas positiivne (temperatuuri tõustes mahtuvus suureneb), negatiivne (temperatuuri tõustes mahtuvus väheneb) või null, sõltuvalt kasutatava dielektriku materjalist. Kondensaatorite parameetrite tähistussüsteemis võib olla eri valmistajatel erinevusi. Eksimuste vältimiseks on otstarbekas kontrollida alati tähistussüsteemi tootevfirma kataloogist. Suuremagabariidilistel kondensaatoritel kantakse põhiparameetrid kondensaatorile. Näiteks 100UF/100V. Kui ühiku märk puudub, on mahtuvuse ühikuks mikrofarad ja pinge ühikuks volt. Näiteks 2,2/100=2,2uF/100V. Väikesegabariidilistel kondensaatoritel ühiku puudumine annab mahtuvuse pikofaradites. Kasutatakse ka lühendatud tähistust, näiteks u22=0,22uF või 2n2=2,2nF. Kasutatakse samuti ka kolmenumbrilist tähistust, kus kaks esimest numbrit on mahtuvus pikofaradites, kolmas number kordaja aste ja lisatav täht määrab tolerantsi allpooltoodud süsteemi kohaselt:
C mahtuvus faradites (F) n plaatide arv Suurem mahtuvus on kondensaatoril, millel on suurem kohakutiolev elektroodipind S, suurem dielektrilise läbitavusega dielektrik, väiksem plaatidevaheline kaugus d. Plaatidevahelise kauguse vähendamisega kaasneb suurem väljatugevus U E= , d mis ei tohi ületada kasutatavale dielektrikule lubatavat suurimat väärtust. Vastasel korral tekib elektriline läbilöök, mis rikub kondensaatori. Kondensaatorile märgitaksegi ta mahtuvus mikro- või pikofaradites ja suurim lubatav tööpinge voltides. 5.4 Ülikondensaator 20. sajandi lõpul õpiti veelgi suurendama kondensaatori mahtuvust. Selleks hakati valmistama kondensaatoriplaate erilisest väga poorsest söest. Niisuguse söeplaadi 1 grammi aktiivpind on umbes 64 2 2000 m . Elektroodide vahet ja poore täidab elektrolüüt. Nii on jõutud kondensaatoriteni, mille mahtuvus on mõõdetav faradites ja isegi kilofaradites
C mahtuvus faradites (F) n plaatide arv Suurem mahtuvus on kondensaatoril, millel on suurem kohakutiolev elektroodipind S, suurem dielektrilise läbitavusega dielektrik, väiksem plaatidevaheline kaugus d. Plaatidevahelise kauguse vähendamisega kaasneb suurem väljatugevus U E= , d mis ei tohi ületada kasutatavale dielektrikule lubatavat suurimat väärtust. Vastasel korral tekib elektriline läbilöök, mis rikub kondensaatori. Kondensaatorile märgitaksegi ta mahtuvus mikro- või pikofaradites ja suurim lubatav tööpinge voltides. 5.4 Ülikondensaator 20. sajandi lõpul õpiti veelgi suurendama kondensaatori mahtuvust. Selleks hakati valmistama kondensaatoriplaate erilisest väga poorsest söest. Niisuguse söeplaadi 1 grammi aktiivpind on umbes 64 2 2000 m . Elektroodide vahet ja poore täidab elektrolüüt. Nii on jõutud kondensaatoriteni, mille mahtuvus on mõõdetav faradites ja isegi kilofaradites
prioriteedikoodrid lähevad suure mõõtevahemike arvu puhul keeruliseks. 2. On olemas ka kaalumismuundid (kaalumiskonverterid). Need on täpsemad, kuid aeglasemad. Konverteri sisendis on lülitus ehk sampler. Sinna kirjutatakse sisendpinge hetkväärtus sisse ja hoitakse seda muundamisprotsessi vältel muutumatuna. Harilikult on selleks kondensaator, millele lülitatakse läbi MOS lüliti pinge hetkväärtus. Siis lüliti suletakse ja kondensaatorile jääb pinge lühiajaliselt muutumatuks. 3. Võrdlusmeetodil konverter (e loenduskonverter). Ehituselt sarnane kaalumismeetoridl konverteriga. Erineb sellega, et registri asemel on reverseeritav loendi ja D/A konverterile võetakse pinge loendi väljundilt. Kasutatakse pakkimisviisides. 4. Kahekordse integreerimisega A/D konverter. Kasutatakse mõõteriistades ja automaatikas. Omaduste poolest on aeglane kuid täpne ja ei lase end eriti häirida kõrgsagedusmürast signaalis
võrdub laadimisel tehtud tööga. dA=dq Kogu töö keha laadimisel laenguni q on A=*q/2 Kondensaatori energia võrdub W=C*U2/2 Elektrivälja energia-Kui pinge toiteallikaga ühendatud kondensaatoril tõuseb, siis suurenevad laengud viimase elektronidel ning suureneb väljatugevus dielektrikus. Toiteallikast saadava energia arvel kasvab seejuures ka kondensaatori elektrivälja energia. Kondensaatori pinge suurenemisel dU võrra on tema elektrivälja energia juurdekasv dWc=dA=QdU Kondensaatorile rakendatud pinge kasvamisel väärtuselt uc=0 väärtudeni uc=Uc salvestud tema elektrivälja energia Wc, mida saab arvutada elementaarseid energia juurdekasve dWc summeerides. Seega kondensaatori elektrivälja u c =U c Uc 2 CU c QU c energia Wc = Qdu c = C u c du c = = uc = 0 0 2 2
Induktiivpooli läbiv vahelduvvool(JOONIS. Keskmine) Kui rakendame poolile vahelduva pinge ,tekib poolis vahelduvvool, mis indutseerib eneseinduktsiooni elektromotoorsejõu. Kui eeldame, et poolis R ~ 0, siis vastavalt ohmi seadusele tekib takistus, mida nimetatakse induktiivseks reaktiivtakistuseks ja tähistatakse xL = L Pingelang pooli otstel edestab pooli läbivat voolu faasis 90 ' võrra. Kondensaatorit läbiv vahelduvvool(JOONIS. Parempoolne) Olgu vahelduvpinge rakendatud kondensaatorile C . Kondensaatori pideva ümberlaadimise tõttu kulgeb vooluringis vahelduvvool. Kui eeldada, et kondensaatoris R ~ 0, siis vastavalt ohmi seadusele tekib takistus, mida nimetatakse mahtuvuslikuks reaktiivtakistuseks ja tähistatakse xc=1/ C Pinge kondensaatoril jääb teda läbivast voolust faasis maha 90 0 võrra . Optika Fermat printsiip, valguse peegeldumis- ja murdumisseadus : Fermat' printsiip: valgus levib mööda sellist teed, mille läbimiseks kuluv aeg on minimaalne.
trafod. Raadiotehnikas kasutatavaid kõrgsagedustrafosi nimetatakse vahesagedustrafodeks (intermediate frequency transformers). Neid toodetakse sagedustele 455 kHz (AM) ja 10,7 MHz (FM). Impulsstrafod. Impulsstrafosi kasutatakse pinge- ja vooluimpulsside kujundamiseks ja muundamiseks ning impulssahelate galvaaniliseks eraldamiseks. Levinumad impulsstrafod on jõupooljuhtide ohjuritrafod ja impulss- eraldustrafod. INDUKTIIVPOOLID Induktiivpool ehk lihtsalt pool on oma omadustelt kondensaatorile vastandelement, alalisvoolule on ta lühiseks ja tema näivtakistus suureneb sageduse suurenedes. Võrreldes takistite ja kondensaatoritega on ta palju vähem levinud, leides põhilist kasutust raadiotehnikas filtrite ja võnkeringide koostises. Pool koosneb alati isoleeralusele keritud suure juhtivusega mähisest, millel võib olla ka südamik Südamiku kasutamine aitab muuta (ka reguleerida) pooli põhiparameetrit s.o. induktiivsust. Induktiivsuse suurendamiseks kasutatakse
kuloni suuruse laengu ümberpaigutamisel teeb elektriväli tööd 1 dzaul. Elektrivälja kahe mõõdetava punkti vaheline pinge langeb enamasti kokku nende punktide potentsiaalide vahega, kuid ei võrdu süsteemi alguses ja lõpus mõõdetava pingega. 2.11 Kondensaator Kondensaator on kahest või enamast elektroodist ja nendevahelisest dielektrikukihist koosnev seadis. Kondensaatoreid iseloomustav suurus on mahtuvus. Kondensaatorite tunnussuurused: · Nimimahtuvus kondensaatorile ettenähtud mahtuvuse suurus. · Mahtuvushälve ehk tolerants lubatud kõrvalekalle nimimahtuvusest. · Nimipinge maksimaalne alalispinge, millele kondensaator kestval töötamisel vastu peab. · mahtuvuse temperatuuritegur suurus, mis iseloomustab mahtuvuse sõltuvust temperatuurist. · Isolatsioonitakistus kondensaatori takistus nimipingest madalamale alalispingele. · Lekkevool kondensaatorit nimipingel läbiv vool.
0 cm kaugusel positiivsest laengust. (12*(-12)*0,12 / 42 = -900 8. Elektron alustab paigalseisust ja läbib elektriväljas potentsiaalide vahe 1.0 V. Kui suure kiiruse elektron omandab? Elektroni laeng on -1.6·10- 19 C ja mass 9.1·10-31 kg. ELEKTRIMAHTUVUS 9. Plaatkondensaatori mahtuvus on 1.0 F. Plaatidevaheline kaugus on 1.0 mm ja seal puudub dielektrik. Kui suur on plaatide pindala? 10. Plaatkondensaatori plaatide vaheline kaugus on 5.00 mm. Plaatide pindala on 2.00 m2. Kondensaatorile antakse pinge 10.0 kV. Arvutada kondensaatori mahtuvus, kummagi plaadi laeng ja elektrivälja tugevus plaatide vahel, kui seal puudub dielektrik. ALALISVOOL 11. Mitu korda muutub isolatsioonita juhi takistus, kui ta pooleks murda ja kokku keerutada? 12. Kui ahela välistakistus on 1.0 , on pinge patarei klemmidel 1.5 V. Kui välistakistust suurendada 2.0 oomini, kasvab pinge klemmidel 2.0 voldini. Leida patarei elektromotoorne jõud ja sisetakistus. 13
0 cm kaugusel positiivsest laengust. 75. Elektron alustab paigalseisust ja läbib elektriväljas potentsiaalide vahe 1.0 V. Kui suure kiiruse elektron omandab? Elektroni laeng on -1.6·10-19 C ja mass 9.1·10-31 kg. 76. Plaatkondensaatori mahtuvus on 1.0 F. Plaatidevaheline kaugus on 1.0 mm ja seal puudub dielektrik. Kui suur on plaatide pindala? 77. Plaatkondensaatori plaatide vaheline kaugus on 5.00 mm. Plaatide pindala on 2.00 m2. Kondensaatorile antakse pinge 10.0 kV. Arvutada kondensaatori mahtuvus, kummagi plaadi laeng ja elektrivälja tugevus plaatide vahel, kui seal puudub dielektrik. MAGNETOSTAATIKA 78. Prootonite kimp liigub kiirusega 3.0 105 m/s läbi homogeense magnetvälja, mille magnetiline induktsioon on 2.0 T ja mis on suunatud z-telje positiivses suunas. Prootonid liiguvad xz-tasandil suunas, mis moodustab 30º z-telje positiivse suunaga. Leida prootonile mõjuv jõud. Prootoni laeng on +1
Efektiivväärtus peab olema palju väiksem nimipingest (vähemalt 15 korda). Lubatud vahelduvpinge protsent on seda väiksem, mida kõrgem on vahelduvpinge sagedus, mida suurem on kondensaatori mahtuvus ja mida kürgem on nimipinge. Kui rakendatakse pulseerpinge siis ei tohi alalispinge ületada nimipinget. Kondensaator tuleb valida arvutustes saadud tulemuste järgi. Oluline on, et tegelik pinge kondensaatorit ei ületaks kondensaatorile lubatud pinget või kasutusada kondensaatorite rööpühendust ja siis mahtuvused liituvad. Jadaühenduse puhul kui mõlemad mahtuvused on võrdsed on kogu mahtuvus pool ühe kondensaatori mahtuvusest. Arvestada tuleb jadaühenduse puhul seda, et pinge jaguneb vastavalt kondensaatori mahtuvusele mitte nimipingele. Võnkeringide puhul tuleb arvutada temperatuuri tegur. XL peab olema suurem kui XC Kondensaatoril ei tohi tekkida induktiivsust kõrgsagedus ahelates.
Vooluallika positiivne poolus tõmbab ühelt plaadilt ära elektrone ja see plaat saab positiivse laengi. Sama palju elektrone liigub teisele plaadile ja see plaat saab negatiivse laengu. Elektronide liikumine kesta seni, kuni kondensaatori plaatide potentsiaalide vahe võrdub potentsiaalide vahega vooluallika klemmidel. 11.Kondensaatorite jada- ja rööpühendus. Kondensaatorite jadaühendus. Kui potentsiaalide vahe on rakendatud mitmele jadamisi ühendatud kondensaatorile, siis kõigil kondensaatoritel on võrdne laeng q. Kõikide kondensaatorite potentsiaalide vahe summa võrdub ühendatud kondensaatoritele rakendatud potentsiaalide vahega. Jadamisi ühendatud kondensaatorid saab asendada ühe kondensaatoriga, millel on sama laeng q ja selline potentsiaalide vahe mis on jadamisi ühendatud kondensaatorite kahe äärmise plaadi vahel. Kondensaatorite rööpühendus.
Osalahendused tekivad esmalt just gaasimullides, sest: · Gaasimulli elektriline tugevus on väiksem tahke dielektriku elektrilisest tugevusest. · Elektrivälja tugevus on gaasimulli sees suurem kui teda ümbritsevas dielektrikus erineva dielektrilise läbitavuse tõttu Osalahenduste arenemist aitavad selgitada joonised 3.2 ja 3.3. Joonis 3.2 Gaasimulliga dielektrik ja selle aseskeem Klemmile rakendatakse vahelduvpinge u, u =Um sint Kondensaatorile Ct (tühikule) langeb sellest pinge ut, ut =Umt sint , kus vastavalt mahtuvuslikule pingete jagunemisele 38. Osalahendustel tühimikule rakendatud pinge muutumine 39. Osalahenduste mõju Osalahenduste mõju: · lahenduskanali kiired elektronid pommitavad dielektriku väikest pinda · dielektriku väike osa (10-14...10-15 cm3) kuumeneb kuni mitmesaja kraadini · selles osas dielektrik laguneb, tekivad (ka keemiliselt aktiivsed) kõrvalproduktid
· Elektrolüütkondensaatorit läbiv lekkevool normaalse polaarsuse korral on tühine, kuid vastupidisel polaarsusel on lekkevool suur, seetõttu on tal teatav ventiili toime (nagu dioodil), mistõttu teda läbivale siinusvoolule lisanduvad põhisagedusele harmoonilised sagedused · Lisaks sellele elektrolüütkondensaatoritel kasvab energiakadu sagedustel üle 2...3 KHz järsult. See vool sõltub omakorda veel kondensaatorile rakendunud alalispinge komponendist. Sellist moonutust saab vähendada kui ühendada elektrolüütkondensaatoriga rööbiti paberkondensaator või plastkondensaator, sest nendel on ka kõrgetel helisagedustel dielektriku kaonurga tangens vähemalt 10 korda väiksem ja puudub ventiili toime. Elektrolüütkondensaatori mittelineaarsed omadused ilmnevad eriti just kõrgetel sagedustel (üle 3 kHz) ja temaga rööbitise
tekitatud elektriväli paneb vooluringid elektronid liikuma. Vooluallika positiivne poolus tõmbab ühelt plaadilt ära elektrone ja see plaat saab positiivse laengi. Sama palju elektrone liigub teisele plaadile ja see plaat saab negatiivse laengu. Elektronide liikumine kesta seni, kuni kondensaatori plaatide potentsiaalide vahe võrdub potentsiaalide vahega vooluallika klemmidel. Kondensaatorite jadaühendus. Kui potentsiaalide vahe on rakendatud mitmele jadamisi ühendatud kondensaatorile, siis kõigil kondensaatoritel on võrdne laeng q. Kõikide kondensaatorite potentsiaalide vahe summa võrdub ühendatud kondensaatoritele rakendatud potentsiaalide vahega. Jadamisi ühendatud kondensaatorid saab asendada ühe kondensaatoriga, millel on sama laeng q ja selline potentsiaalide vahe mis on jadamisi ühendatud kondensaatorite kahe äärmise plaadi vahel. Ekvivalentne mahtuvus avaldub valemist: Kondensaatorite rööpühendus.
pinge UC tõuseb praktiliselt toitepingeni. Põhitüristori T1 sulgemiseks avatakse abitüristor T2. Selle tulemusel ühendatakse kondensaator C negatiivse potentsiaaliga juhtmega. Et kondensaatori pinge UC ei saa hetkeliselt nulliks muutuda, siis muutub pinge türistori T1 anoodil katoodi suhtes negatiivseks. Kui pinge türistoril T1 on negatiivne, siis ei saa ta voolu juhtida ja ta sulgub. Koormusvool kommuteerub ümber kondensaatorile ning kondensaator laadub läbi koormuse ja türistori T2. Pinge türistori anoodil muutub sellega uuesti positiivseks, ent selleks kulunud ajaga peavad türistori sulgeomadused jõudma taastuda. Koormusvool kahaneb nüüd nullini. Takisti R väärtus peab olema valitud selline, et türistori T2 vool jääks lõppolekus hoidevoolust IH väiksemaks, mis tagab ka T2 sulgumise. Antud skeemiga sulgeahela
Kui suur on plaatide pindala? Lahendus: C = 1,0 F d = 1 mm = 0,001 m 8,854 0 F/m (elektriline konstant) S=? Ülesande lahendamiseks kasutame valemit , , = = 1,13 , / Vastus: Plaatide pindala on 1,13 77. Plaatkondensaatori plaatide vaheline kaugus on 5 . Plaatide pindala on 2.00 . Kondensaatorile antakse pinge 0 . Arvutada kondensaatori mahtuvus, kummagi plaadi laeng ja elektrivälja tugevus plaatide vahel, kui seal puudub dielektrik. Lahendus: d = 5 mm = 0,005 m S=2 U = 10 kV = 1 0 V 8,854 0 F/m a) C = ? (kondensaatori mahtuvus) , Kasutame valemit = = 3,54 0 F = 3,54 nF = 0,00354 μF ,
Laengu pindtihedus plaatidel U Q0 C + ( Q 0+ Q ’ ) 0 , -Q ’ Kondensaatori plaatide vahel tühjuses olevat elektrivälja võib S m 2 E iseloomustada suurusega , kus ε on elektriline konstant. Veel kehtib D0 0 E +Q ’ kondensaatorile - ( Q 0+ Q ’ ) seos D0 0 . Juhul, kui kondensaatori plaatide vahele asetatakse dielektrik, siis dielektriku molekulid elektriväljas polariseeruvad. Kui plaatide vahele panna dielektrik, siis see polariseerub ja tekipb lisalaeng plaatidele – indutseeritud dipool. Polarisatsiooninähtuse iseloomustamiseks kasutatakse tavaliselt mõistet polariseerumus P
EL Joonis 4.32. Pinget suurendav alalispingemuundur Kui pooljuhtlüluiti Pl juhib voolu (kontuur 1), siis salvestub osa toiteallika energiast induktiivsuse L magnetväljas. Kui pooljuhtlüliti katkestab ahela, siis kommuteerub induktiivsuse vool läbi dioodi VD koormusele ja kondensaatorile C (kontuur 2) ning induktiivsuse magnetväljas salvestunud energia WL = Li2/2 muundatakse mahtuvuse elektrivälja energiaks WC = Cu2/2. Muunduri väljundpinge sõltub pooljuhtlüliti suhtelisest 132 lülituskestusest. Väljundpinge võrdub sisendpingega, kui PL on pidevalt välja lülitatud (ei juhi voolu). PL kommuteerimisel saab väljundis oleva kondensaatori pinget tõsta induktiivsusest saadava lisaenergia arvelt
Tuua näiteid. 10.Mida suurem on pind seda väiksem (või suurem on mahtuvus) (kirjuta õige vastus). 38.Kondensaator. 1. Mida nimetatakse kondensaatoriks? 2. Mida nimetatakse kondensaatori elektroodideks e. plaatideks? 3. Mis moodustavad kondensaatori? Tuua näiteid. 4. Mida lähemal on kehad teineteisele, seda väiksem või suurem on mahtuvus? (kirjutada õige vastus). 5. Joonistada lihtsaim lamekondensaator. 6. Mida tehakse mahtuvuse suurendamiseks? 7. Millised andmed märgitakse kondensaatorile? Miks ei tohi ületada kasutatavale dielektrikule lubatavat suurimat väärtust? 8. Joonistada mitmeplaadiline kondensaator. 39.Ülikondensaator. 1. Millisei kondensaatoreid nimetatakse ülikondensaatoriteks? 2. Milleks ülikondensaatorid ilmselt varsti kujunevad ja mida nad võimaldavad? 3. Mis piirab esialgu ülikondensaatorite kasutamist? 4. Kuidas muutub temperatuuri tõusuga ülikondensaatori tööiga? 40.Kondensaatorite ühendamine. Kondensaatorite jadaühendus. 1
muutumisel 1K võrra. See tegur võib reaalselt olla kas positiivne (temperatuuri tõustes mahtuvus suureneb), negatiivne (temperatuuri tõustes mahtuvus väheneb) või null, sõltuvalt kasutatava dielektriku materjalist. Kondensaatorite parameetrite tähistussüsteemis võib olla eri valmistajatel erinevusi. Eksimuste vältimiseks on otstarbekas kontrollida alati tähistussüsteemi tootevfirma kataloogist. Suuremagabariidilistel kondensaatoritel kantakse põhiparameetrid kondensaatorile. Näiteks 100UF/100V. Kui ühiku märk puudub, on mahtuvuse ühikuks mikrofarad ja pinge ühikuks volt. Näiteks 2,2/100=2,2uF/100V. Väikesegabariidilistel kondensaatoritel ühiku puudumine annab mahtuvuse pikofaradites. Kasutatakse ka lühendatud tähistust, näiteks u22=0,22uF või 2n2=2,2nF. ELEKTROONIKA KOMPONENDID lk. 11 Kasutatakse samuti ka kolmenumbrilist tähistust, kus kaks esimest numbrit on
vooluimpulss, mistõttu on alalisvoolu vahelülisse sisse ehitatud türistoriga juhitav pidurdusahel. Takisti piirab voolu väärtust, kondensaatorid laaduvad aeglasemalt ning ohutult. Kui kondensaatorid on laetud viiakse türistor kinnisesse olekusse ning takisti lühistatakse. Pidurdusahelat kasutatakse dünaamilisel pidurdamisel, et ära hajutada pidurdamisel vabanevat soojusenergiat. Pidurdusahel on juhitav transistoriga. Sagedusmuunduri väljalülitamisel võib kondensaatorile jääda eluohtlik kõrgepinge veel kuni viieks minutiks, mistõttu tuleb olla eriti ettevaatlik äsja väljalülitatud seadmega. Vaheldis (inverter) muundatakse alalisvool muutliku pinge ja sagedusega vahelduvvooluks. Vaheldi koosneb kuuest transistorist ja antiparalleelselt ühendatud dioodidega. Muundurit juhitakse transistoride juhtimisega kasutades selleks pulsilaiusmodulatsiooni põhimõtet (vt. punkt 6.5). Muunduri väljund on ühendatud mootori klemmidega.
C mahtuvus faradites (F) n plaatide arv Suurem mahtuvus on kondensaatoril, millel on suurem kohakutiolev elektroodipind S, suurem dielektrilise läbitavusega dielektrik, väiksem plaatidevaheline kaugus d. Plaatidevahelise kauguse vähendamisega kaasneb suurem väljatugevus U E= , d mis ei tohi ületada kasutatavale dielektrikule lubatavat suurimat väärtust. Vastasel korral tekib elektriline läbilöök, mis rikub kondensaatori. Kondensaatorile märgitaksegi ta mahtuvus mikro- või pikofaradites ja suurim lubatav tööpinge voltides. 5.4 Ülikondensaator 20. sajandi lõpul õpiti veelgi suurendama kondensaatori mahtuvust. Selleks hakati valmistama kondensaatoriplaate erilisest väga poorsest söest. Niisuguse söeplaadi 1 grammi aktiivpind on umbes 64 2 2000 m . Elektroodide vahet ja poore täidab elektrolüüt. Nii on jõutud kondensaatoriteni, mille mahtuvus on mõõdetav faradites ja isegi kilofaradites
annaabi.ee 
