회로 근처의 두 전기 도체 사이에 일부 전력이 있지만 커패시터는 회로에 전원을 추가하도록 설계된 구성 요소입니다. 커패시터는 처음에는 응축기로 알려져 있습니다. 또한 커패시터의 효과는 커패시턴스라고합니다. 활성 커패시터의 신체 형태와 구조는 매우 다양하며 많은 유형의 커패시터가 일반적으로 사용됩니다. 알루미늄 호일과 종이 (및 전기 클립)가있는 두 조각으로 커패시터를 쉽게 만들 수 있습니다. 최종 용량의 최고의 커패시터는 아니지만 작동합니다.
커패시터는 어떻게 작동합니까?
대부분의 커패시터는 2 개의 전기 도체, 일반적으로 금속판 또는 유전체 매체로 분리 된 영역으로 구성됩니다. 에너지가 커패시터에 저장 될 때 전기장은 커패시터 내부에 있습니다. 저장된 에너지는 전기장과 관련 될 수 있습니다. 실제로, 에너지는 전기장의 존재와 관련 될 수 있습니다. 커패시터 내부, 터미널은 비전 도성 물질 또는 유전체로 분리 된 2 개의 금속 플레이트에 연결합니다.
커패시터의 충전은 무엇입니까?
차전되지 않은 또는 부분적으로 충전 된 커패시터가 전압이 커패시터의 전압보다 큰 전압 소스에 연결되면 (부분적으로 충전 된 커패시터의 경우) 커패시터는 소스로부터 충전을 받고, 커패시터의 전압은 소스의 전압과 동일 할 때까지 기하 급수적으로 상승합니다. 커패시터의 충전이라고합니다.
설명
커패시터 (C)가 저항 (R)과 DC 배터리 공급 (V)에 연결된 스위치를 갖춘 RC 충전 회로를 고려하십시오. 스위치가 처음으로 0으로 닫히면 커패시터는 DC 배터리 공급 전압을 충족 할 때까지 저항을 통해 점차적으로 충전됩니다.
다시 말해, 커패시터는 스위치가 t =0에서 열리면 완전히 충전됩니다. 회로의 초기 조건은 각각 t =0, i =0 및 q =0으로 표시됩니다. 전환, 시간은 t =0에서 시작되며, 전류는 저항을 통해 커패시터로 흐르고 충전을 쌓습니다.
시간 t =0시 외부 회로와 관련하여, 커패시터는 커패시터의 초기 전압이 0이기 때문에 단락 조건에 있습니다. Kirchhoff의 전압 법칙 (KVL)을 사용하면 회로를 따라 전압이 떨어질 수 있습니다.
옴의 법칙 i =vs/r은 회로를 통과하는 충전 전류를 결정하는 데 사용될 수 있습니다.
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. 완전히 하전 된 커패시터는 t =, i =0, q =q =cv가 있는데, 여기서 조건은 5t보다 큽니다.
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 갖는 것이며, 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.
입니다공급 전압은 vs.
입니다공급 전압이 적용된 이후의 시간은 t.
입니다.시간 상수는 rc.
입니다4 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.
결론
이 기사는 커패시터의 충전에 대한 의미와 설명에 대해 광범위하게 논의했습니다. 기억해야 할 몇 가지 중요한 점은 현재 전하가 스위치가 닫히면 크게 증가하고, 속도가 느려질 수있는 시리즈, 충전 단계에서 유전체를 통과합니다.
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