커패시터의 충전 및 배출 중 전류

커패시터는 전기 전하의 형태로 에너지를 저장하는 데 사용되는 전자 장치이며, 전원 공급원이 분리 된 후 에너지 또는 전하를 공급하기 위해 미래에 필요할 때 사용할 수 있습니다. 이 커패시터를 포함하여 컴퓨터, 라디오, 텔레비전 등과 마찬가지로 다양한 유형의 가전 제품에 사용됩니다.

또한 회로에서도 에너지를 관리하지 못하고이 에너지는 필요할 때마다 공급할 수 있습니다. 또한 커패시터를 저장할 수있는 속성을 에너지를 커패시턴스라고합니다.

원리에 대한 토론

커패시터는 작은 거리로 분리 된 2 개의 도체로 구성됩니다. 더욱이, 도체가 배터리와 같은 충전 장치에 연결되면, 충전 장치가 동일하지만 반대 충전으로 인해 전위가 발생할 때까지 전하가 전위가 발생할 때까지 한 도체에서 다른 도체에서 다른 도체로 이동합니다. 충전 장치의 터미널 사이의 전위차와 동일합니다.

그러나, 각 도체에서 수집 된 전하량은 전압에 직접 비례 할뿐만 아니라 비례의 상수를 정전 용량이라고한다. 또한 대수적으로 =- q =cδv로 작성됩니다. 전하 'C'는 쿨롱 단위, 즉 (c), 전압 ΔV 볼트 (V) 및 파라드 단위 (F)의 커패시턴스 'C'로 측정됩니다. 또한 커패시터는 장치이고 커패시턴스는 장치의 특성입니다.

커패시터 파생물의 충전 및 배출

커패시터의 배출뿐만 아니라 충전 및 충전소의 충전 속도를 예측하고 전자 타이밍 회로에 유용하게하는 커패시터의 충전 또는 배출 속도를 예측하는 능력이기 때문에 충전은 필수적입니다. 전압이 커패시터를 가로 질러 놓을 때 발생하며 잠재력은 즉시 적용되는 값으로 증가 할 수 없습니다. 그러나 터미널의 충전이 최대 값으로 축적되기 때문에 추가 전하 첨가의 추가에 저항하는 경향이 있습니다.

따라서 다음은 커패시터의 충전 또는 배출 속도가 의존하는 요인입니다.

• 커패시터의 커패시턴스.
• 회로가 청구되거나 배출되는 도움으로 회로의 저항.

우리가 용기에 액체를 부을 때, 액체의 수준은 계속 증가합니다. 같은 방식으로, 우리가 지휘자에게 전하를 제공 할 때, 그것이 계속 증가 할 수있는 잠재력. 따라서 :

"Q"∝ 전위 "V"

또는

Q =CV… (1)

이제‘C’는 비례의 상수이며 도체의 커패시턴스 또는 용량으로 알려져 있습니다.

방정식에서… (1) :

C =Q/V… (2)

따라서 지휘자의 커패시턴스는 전하의 비율로 정의되어 있습니다.

‘C’의 값은 다음 요인에 따라 다릅니다.

• 지휘자의 모양뿐만 아니라 크기.
• 도체 주변의 매체의 특성
• 인접 요금의 위치.

그러나 지휘자의 자료에 의존하지는 않습니다. 또한, 결과적으로 식 (1) :

q =c 또는 c =q

따라서, 도체의 커패시턴스는 수치 적으로 유니티의 도움으로 잠재력을 높이는 데 필요한 전하의 양 또는 양과 같습니다. 또한 Capacitance의 CGS 장치는 커패시턴스 또는 STAT Farad의 ESU로 알려져 있습니다.

여기,

1 STAT FARAD =1 STAT COULOMB/1 STAT VOLT

그런 다음 도체의 커패시턴스는 1 스탯 쿨롱의 전하가 제공 될 때 1 통계 볼트로 전위가 증가하는 경우 1 STAT FARAD라고합니다. 또한, 커패시턴스의 SI 단위는 파라드, 즉 f.

방정식에서… (2) :

1 Farad‘F’=1 Coulomb‘C’/1 볼트‘V’

커패시터 충전

RC 충전 회로를 만드는 저항‘R’을 포함하여 커패시터‘C’를 순서대로 봅시다. 스위치를 통해 DC 배터리 'V'공급에 연결되어있다.

이제 't'=0이 주어진 특정 시간에 스위치가 켜지고 커패시터가 완전히 충전됩니다. 따라서 회로의 시작 상황은‘t’=0, i =0뿐만 아니라 Q =0입니다.이 시점에서 스위치가 꺼지면 시간이‘T’=0으로 시작되고 현재가 저항을 통해 커패시터에서 흐르고 전하가 캡 케이터를 통해 축적되기 시작합니다.

커패시터를 가로 지르는 시작의 전압은 '0', 즉‘t’=0에서 vc =0이므로 커패시터는 저항, 즉‘r’을 통해서만 단락이 충돌하는 상태에 있습니다. 또한 현재 Kirchhoff의 전압 법칙, 즉 KVL을 사용하여 회로 주변의 전압 방울은 다음과 같이 제공됩니다.

결과적으로 회로 내부에 흐르는 전류는 충전 전류로 알려져 있으며‘i’=vs/r.

그런 다음,

vs - ri (t) - vc (t) =0

용량 성 장치의 플레이트는 전압이 증가함에 따라 충전되기 시작합니다. 커패시터가 전체 전력 잠재력의 63%에 도달하기 위해서는 한 번의 라운드가 일정한 시간을 충전하는 데 1 라운드가 필요합니다 (타우)

커패시터는 계속 충전되어 전압 차이가 줄어 듭니다. 또한 회로 전류가 줄어 듭니다. 

커패시터가 충전되고 있다는 사실에도 불구하고 VS와 VC의 전압 차이가 감소하고 있습니다. 결과적으로 회로 전류도 감소합니다. 완전히 하전 된 커패시터는 t =∞, i =0, q =q =cv를 가진 커패시터이며, 여기서 조건은 5t보다 큽니다. 무한한 시간이 지나면 충전 전류가 무효화됩니다. VC =VS는 이제 커패시터의 공급 전압으로 완전히 개방 회로가되었습니다.

커패시터의 충전 시간 (1T)은 기호 RC로 표시됩니다 (시간 상수는 단지 충전 속도를 정의하고 R이 있고 C가 FARAD에있는 경우).

커패시터 (VC)의 전압은 방정식 VC =Q/C를 사용하여 충전 공정의 임의의 단계에서 계산 될 수 있으며, 이는 전압 V가 커패시터의 충전에 묶여 있음을 알려줍니다.

 vc =vs (1-e-t/rc)

 여기서 :

 커패시터의 전압은 vc.

 공급 전압은 vs.

 공급 전압이 적용된 이후의 시간은 t.

 시간 상수는 rc.

 4 회 상수 충전 회로와 유사하게,이 RC 충전 회로의 커패시터는 이제 일정 기간 (4T) 후에 거의 완전히 충전됩니다. 커패시터의 전압은 최대 값의 약 98%이며 이는 0.98V (초당 볼트)입니다. 이 4T 단계에서 커패시터의 일시적 기간은 끝났습니다. 커패시터 (VC)의 전압이 소스 전압 (VS)과 동일하면 커패시터는 5T (VS) 이후에 완전히 충전 된 것으로 간주됩니다. 커패시터가 완전히 충전 되 자마자 회로가 차단됩니다. 정상 상태 기간은 5t 이후에 시작됩니다.

커패시터 배출

커패시터에 포함 된 전하는 커패시터가 배출되면 해제됩니다. 배출 된 커패시터의 예를 살펴 보겠습니다.

저항의 저항과 직렬로, 우리는 충전 된 커패시터를 커패시턴스 C farad와 연결합니다. 그런 다음 입증 된 바와 같이, 우리는 커패시터를 방출하는 푸시 스위치를 켜서이 시리즈 조합을 단락시킵니다.

커패시터는 단락 되 자마자 배출을 시작합니다.

커패시터의 전압이 완전히 충전 될 때 V 볼트 전압이 있다고 가정합니다. 회로의 배출 전류는 커패시터가 단락 되 자마자 -V / r 암페어입니다.

그러나 회로가 t =+0에서 켜진 후 전류는 다음과 같습니다.

i =cdv/dt

커패시터의 충전 및 배출 속도가 빠를수록 저항 또는 커패시턴스가 작을수록 시간 상수가 작고 그 반대도 마찬가지입니다. 거의 모든 전기 장치에는 커패시터가 포함되어 있습니다. 전원으로 사용할 수 있습니다. 커패시터 예제의 배출 및 충전은 Photoflash 장치의 커패시터입니다.

결론

커패시터는 자연에서 수동적 인 장치라고하며 전기장에서 에너지를 수집하고 필요한 시간마다 회로로 에너지를 다시 보냅니다. 또한, 배출 또는 충전 기간시 유전체의 도움으로 전류 흐름은 없다. 그러나이 경우 누출 전류는 예외입니다.