тво ємності

Ємність представляє значно менший опір проходженню через неї струмів високої частоти, ніж струмів низької частоти, і повністю затримує проходження через неї постійного струму.

З теорії електротехніки відомо, що чистий, ідеальна ємність - конденсатор, без активного опору і індуктивності, представляє для проходить через неї змінного струму опір в Омах, яке визначається формулою

f - частота проходить через ємність струму, Гц;

С - величина ємності, Ф.

Опір ХС = 1 / ωС носить назву ємнісного опору - величина позитивна.

Формула показує, що опір взятої ємності змінюється обернено пропорційно до частоти проходить через неї змінного струму. Коли частота проходить через ємність струму дорівнює нулю (f = 0), ХС = 1 / (2π ∙ 0 ∙ C) = ∞. У міру збільшення частоти ємнісний опір конденсатора зменшується, і при нескінченно великій частоті воно дорівнює нулю (ХС = 1 / 2π ∙ ∞ ∙ C = 0), являє коротке замикання (рисунок 4).

Векторна діаграма на малюнку 1.3 показує, що в разі ідеального конденсатора прикладена до нього напруга U відстає від струму I через ємність на кут φ, рівний - 90 °, - кут зсуву фаз виходить негативний. Це можна записати в символічній формі як

де - j XС - реактивний опір ємності.

Реактивні опору індуктивності і ємності протилежні за знаком.

Малюнок 3 - Векторна діаграма

Малюнок 4 - Крива зміни реактивного опору ємності в залежності від частоти

Реальний конденсатор володіє деяким активним опором, що враховує мають в ньому місце втрати потужності. Це активний опір RС збільшує повний опір ZС конденсатора, яке, так само

якщо RС і XС включені послідовно, а модуль цього опору дорівнює

Кут φ зсуву фаз в реальному конденсаторі дорівнює не 90 °, як зазначено на векторній діаграмі на рисунку 3 для ідеального конденсатора, а меншою величиною, яка визначається з відношення

яке і характеризує якість конденсатора - добротність Q з. чим більше qс. т. е. чим менше RС. тим більше конденсатор наближається до ідеального. Зі збільшенням частоти f добротність конденсатора зменшується, але це зміна мало в тому діапазоні частот, для роботи в якому даний конденсатор призначений. На роботу конденсатора впливає його власна індуктивність, яка залежить від розмірів обкладок конденсатора і способу їх з'єднання з висновками.

4.Последовательное з'єднання ємності та індуктивності.

Електричне коло, що складається з індуктивності, ємності і включеного послідовно з ними змінної напруги, представляє для струмів резонансної і близьких до неї частот дуже мале реактивне опір, а для струмів інших частот - велике реактивне опір і тим більше, чим далі дана частота від резонансної.

При послідовному включенні індуктивності L і ємності С загальне реактивне опір X ланцюга дорівнюватиме сумі їх реактивних опорів

Так як ємнісний опір при нижчих частотах убуває набагато швидше, ніж зростає індуктивний, то при збільшенні частоти загальне реактивне опір даної ланцюга буде спочатку зменшуватися, потім при якійсь частоті стане рівним нулю (реактивні опору урівноважать один одного), а при подальшому збільшенні частоти воно стане знову зростати, так як ємнісний опір буде зменшуватися повільніше, ніж зростати індуктивне.

Для побудови кривої зміни загального реактивного опору Х ланцюга необхідно від більшого опору віднімати менше з урахуванням знака і відкладати результат різниці на відповідних перпендикулярах до осі частот. Для такого побудови криві опорів XL і XC об'єднують на одному графіку в однаковому масштабі. Побудова кривої зміни показано на малюнку 5.

Малюнок 5 - Крива зміни загального реактивного опору послідовного контуру в залежності від частоти.

Частота, при якій X = j (XL -XC) = 0, називається резонансною частотою послідовного контуру, ωL = 1 / ωC, ωp = 1 / √LC - резонанс напруг. Твір реактивних опорів контуру jXL (-jXC) = L / C не залежить від частоти і є постійною величиною. При резонансній частоті

ρ - характеристичний опір контуру.

Нижче резонансної частоти ланцюг з послідовно включених індуктивності і ємності носить характер ємнісного опору, а вище резонансної частоти - індуктивного опору (рисунок 5).

У реальних контурах модуль повного опору послідовного контуру навіть при резонансі нічого очікувати дорівнює нулю - він буде мінімальним і зростати в міру відходу в ту або іншу сторону від резонансної частоти. У момент резонансу струм буде максимальним, напруги UC і UL дорівнюватимуть, найбільшими і врівноважувати один одного.

Добротність, який характеризує контур,

Чим більше QK. тим більше контур наближається до ідеального, тим вже крива залежності струму контуру від частоти. Ця резонансна крива допомагає визначити смугу пропускання частот [4, 7-15].