Kondensaattorit eivät tallenna varausta. Se on niin arvoton lausunto, koska se perustuu tähän sanaan "maksu", jolla on useita merkityksiä. Muista, ettet ole koskaan kuullut sitä. Ne eivät myöskään sileä energiaa. Se, mitä ne tasoittavat, on jännite.

Vastaan ​​kysymykseesi, mutta ensin on todella ymmärrettävä, kuinka kondensaattorit toimivat.

Mitä kondensaattorit varastoivat, on energiaa. Sähköpiireissä virtaava aine on sähkövaraus. Mitataan varauksen virtaus ampeereina. Varausmäärä mitataan coulombs. Koska latausta ei koskaan luoda eikä tuhota, laskemme latausta yleensä metaforisen portin ohi virtaavan varauksen. Joitakin hyvin outoja piirejä lukuun ottamatta elektronisen laitteen kokonaisvaraus on myös vakio. Se on hyvin kuin suljettu hydraulijärjestelmä: siinä on nestettä ja voit siirtää sitä ympäriinsä, mutta kukaan ei koskaan pääse sisään tai vuotaa. Voit laskea, kuinka paljon nestettä virtaa jonkin pisteen ohi, mutta sen on tultava jostakin ja sen on mentävä muualta.

Kuvittele, jos sinulla olisi pallomainen astia, joka on täynnä nestettä. Astian keskellä on kumilevy, jonka voit venyttää työntämällä nestettä toiselle puolelle ja pumppaamalla sen pois toisesta. Tällainen on kondensaattori:

Tämä on peräisin Bill Beatyn erinomaisista kondensaattorin väärinkäsityksistä.

Kun painat vettä toisella puolella, yhtä suuri määrä vettä tulee ulos toiselta puolelta. Lisäksi kun tämä kumikalvo on venytetty, se haluaa palata suoraksi. Siten veden paine toisella puolella on korkeampi kuin toinen. Jos poistat tulpat ja vaihdat ne letkuun, vesi virtaa, kunnes kumi ei ole venytetty.

Korvaa nyt "vesi" "sähkövarauksella" ja "paine" "jännitteellä". ja sinulla on kondensaattori.

Kuvittele nyt kaksi alusta, yksi golfpallon kokoinen ja yksi uima-altaan kokoinen. Jokaisella on keskellä samanlainen venytyskalvo. Jos pumppaat ruokalusikallinen vettä golfpallokokoisen astian läpi, kalvo venytetään paljon ja siten sivujen välinen paine-ero on suuri. Jos teet saman uima-altaan kokoiselle alukselle, kalvo tuskin liikkuu ollenkaan, ja paine-ero on vain hieman enemmän kuin ei mitään.

Tämä on kapasitanssi On. Se kertoo sinulle, mikä paine-ero on tietyllä liikemäärällä vettä. Se kertoo, kuinka suuri jännite kondensaattorin läpi on siirretty tietylle sähkövaraukselle. Se määritellään seuraavasti:

$$ C = {q \ yli V} $$

Missä:

• \ $ C \ $ on kapasitanssi , mitattu faradina,
• \ $ q \ $ ladataan liikutettuna kondensaattorin läpi, mitattuna coulombs, ja
• \ $ V \ $ on jännite, mittaa sisään (arvasit sen ) volttia.

Älä ripusta "coulombiin". Coulomb on kuinka suuri varaus siirtyy pisteen ohi, jos 1 ampeeri virtaa yhden sekunnin ajan. Tai 2 ampeeria puolen sekunnin ajan. Tai 1/2 ampeeria 2 sekunnin ajan.

Jos otit laskun, huomaat, että varaus on virran integraali. Toisin sanoen varaus on virtaa, kun etäisyys on nopeutta. Voit korvata "ampeerin" sanoilla "coulomb per second" - yksiköt ovat täsmälleen samat.

Tätä tietoa ja vähän peruslaskentaa käyttämällä kapasitanssi voidaan määrittää myös jännitteellä ja virralla:

$$ {\ mathrm d V (t) \ over \ mathrm dt} = {I (t) \ yli C} $$

Mitä tämä sanoo: Jännitteen muutos ajan myötä (volttia sekunnissa) on yhtä suuri kuin virta (ampeeria tai coulombeja sekunnissa) jaettuna kapasitanssilla (faradit).

Jos sinulla on yksi farad-kondensaattori ja liikut 1 ampeeria (1 coulomb sekunnissa) sen läpi, jännite kondensaattorin yli muuttuu nopeudella 1 voltti sekunnissa.

Jos kaksinkertaistat kapasitanssin, jännitteen muutosnopeus on puolet.

Ja mielestäni tässä on vastaus kysymykseesi. Usein kondensaattorit laitetaan virtalähteen yli pitämään jännite vakaana. Tämä toimii, koska mitä enemmän kapasitanssia sinulla on, sitä vaikeampi on muuttaa jännitettä, koska se vaatii enemmän virtaa.

Tässä sovelluksessa kondensaattorit eivät tasoita energiaa , ne tasoittavat jännitettä . He tekevät niin tarjoamalla energian varastoinnin, josta kuorma voi imeytyä ohimenevän suuren virran aikana. Tämä helpottaa virtalähteen työtä, koska sen ei tarvitse käsitellä suuria virran muutoksia. Itse asiassa kondensaattori auttaa keskittämään kuorman nykyisen tarpeen virtalähteen näkökulmasta.

Tasoituskondensaattoreita käytetään jännitteen aaltoilun vaimentamiseen, yleensä virtalähteillä. He tekevät tämän varastoimalla ja täydentämällä energiaa ajoittain. Alla olevassa kuvassa näkyy näiden kondensaattoreiden hyvin yleinen käyttötapa täyssillan tasasuuntaajassa.

Kuten näette, tasoituskondensaattori purkaa ja täydentää energiaa, kun lähtö jännite laskee. Tämä "tasaa" lähtöjännitteen, minkä vuoksi tätä kondensaattoria kutsutaan "tasoittavaksi" kondensaattoriksi.

Kondensaattorit tarjoavat illuusion kuormallesi siitä, että ne on kytketty ihanteelliseen jännitelähteeseen.

Esimerkiksi virtalähteelläsi on jonkin verran sisäistä vastusta ja pitkä induktanssi voi johtua pitkistä johtaa.

^{simuloi tätä virtapiiriä - Kaavio luotu käyttämällä CircuitLab}

Kondensaattorin lisääminen antaa kuorman nähdä likimääräisen Vs -kytkimen ollessa auki / kiinni. Muussa tapauksessa syöttöjännite vaihtelee, kun kuorma avataan / suljetaan.

Kyllä, se toimii periaatteessa samalla tavalla. Kondensaattorin kapasiteetti on tyypillisesti pienempi kuin esimerkiksi akulla. Kun kytket kuorman kondensaattoriin, sen varaus ja jännite pienenevät ajan myötä. Siksi sitä kutsutaan tasaiseksi. Akku tekee sen samalla tavalla, mutta paljon, paljon hitaammin, korkeamman kapasiteetin vuoksi.

Jännitesignaalin tasoittaminen on myös tasaista. Jos lataamme ja puramme kondensaattoria samanaikaisesti muuttuvalla jännitesignaalilla, ymmärrät, että kondensaattori latautuu nousevilla reunoilla. Putoavilla reunoilla kondensaattori 'auttaa' toista virtalähdettä, mikä tekee putoavan reunan tasaisemmaksi. Lopulta tämä voi johtaa melkein vakiojännitteeseen.

Kuvittele kondensaattori vesilasillisena, jossa on reikä. Joten kuinka nopeasti täytätkin lasin, reiän läpi ulostulo on suunnilleen sama. Näin kondensaattori toimii, se latautuu ensin, sitten se tuottaa lähdön joka suodattaa melun ja tuottaa puhtaan ulostulon riippumatta siitä, kuinka tulo vaihtelee.