Электротехника - электрическая цепь и ее элементы

Курсовые
Черчение

Теплоэнергетика

Электротехника
Карта

Двухполюсные пассивные элементы

Емкостной элемент.

Рассмотрим конденсатор, представляющий собой два проводящих параллельно расположенных электрода площадью S, разделенных диэлектрическим слоем толщиной d, свойства которого характеризуются диэлектрической проницаемостью e (рис. 1.15).

 

 

При напряжении u=j1-j2>0 между электродами на одном из них будет положительный заряд q+=q, на другом — отрицательный заряд q-=-q. Заряд

 

,

 

где  — вектор электрического смещения, связанный в однородной линейной среде с вектором напряженности  равенством

 

 

(e0=1/(4p×9×109) Ф/м — электрическая постоянная).

Если поле в конденсаторе считают равномерным, то

 

 

Величина С=q/uC называется емкостью. Емкость измеряется в фарадах (Ф). В нашем случае:

 

У линейного емкостного элемента заряд q пропорционален напряжению:

 

q=CuC  (1.8)

 

Ток через емкость

 

 

Если С=const, то

 

 (1.9)

 

Напряжение на зажимах емкости

 

 (1.10)

 

Обозначение линейной емкости приведено на рис. 1.14.

Как видно из равенства (1. 8), ток через емкость отличен от нуля только при иС³const. Изменение напряжения на электродах вызывает изменение величины заряда каждого из них. Если напряжение возрастает, ток i>0, т. е. конденсатор заряжается; заряд q=q+=-q- увеличивается. Если напряжение убывает, ток i<0, т. е. конденсатор разряжается; заряд q=q+=-q- уменьшается.

Формула (1. 9) записана для совпадающих положительных направлений иС и i (рис. 1.14 и 1.15); при этом знаки иС и q+=-q- всегда одинаковы. Ток i между электродами конденсатора является током смещения.

Линейная емкость при С=const>0 представляет собой пассивный элемент. Энергия, поступающая в такой элемент,

 

 

[при иС(0)=0].

В данном случае энергия запасается в электрическом поле, связанном с емкостью.

Процесс запасания энергии как в магнитном, так и в электрическом полях является обратимым. Запасенная энергия может быть отдана другим элементам цепи. Например, энергия заряженного конденсатора при разряде его на сопротивление рассеивается в этом сопротивлении; разряжающийся конденсатор можно рассматривать в указанном смысле как активный элемент — источник энергии.

[an error occurred while processing this directive]

Инженерная графика

 

Сопромат