Үлдэгдэл цэнэгийн улмаас цахилгааны гэмтэл авах. Конденсаторын туршилт Конденсаторыг импульсийн гүйдлээр цэнэглэх

Саяхан бид асуудлыг шийдсэн, одоо үүнд орцгооё конденсаторууд.

Конденсатор- цахилгаан талбайн цэнэг, энергийг хадгалах төхөөрөмж юм. Бүтцийн хувьд энэ нь хоёр дамжуулагч ба диэлектрикийн "сэндвич" бөгөөд энэ нь вакуум, хий, шингэн, органик болон органик бус хатуу байж болно. Анхны дотоодын конденсаторыг (буудсан шилэн лонхтой, тугалган цаасаар бүрхсэн) 1752 онд М.Ломоносов, Г.Ричман нар хийсэн.

Конденсаторын талаар юу сонирхолтой байж болох вэ? Энэ нийтлэл дээр ажиллаж эхлэхдээ би энэ анхдагч хэсгийн талаархи бүх зүйлийг цуглуулж, товч танилцуулж болно гэж бодсон. Гэхдээ би конденсатортой танилцахдаа түүний дотор нуугдаж буй бүх нууц, гайхамшгуудын 100-ны нэгийг ч хэлж чадахгүй байгаагаа мэдээд их гайхсан ...

Конденсатор нь аль хэдийн 250 гаруй жилийн настай боловч хуучирна гэж боддоггүй.. Үүнээс гадна 1 кг "энгийн энгийн конденсатор" нь нэг кг батерей эсвэл түлшний эсээс бага энерги хуримтлуулдаг боловч түүнийг ялгаруулах чадвартай. тэднээс илүү хурдан, харин илүү их хүчийг хөгжүүлдэг. - Конденсаторыг хурдан цэнэггүй болгох үед өндөр чадлын импульсийг авч болно, жишээлбэл, фото флэш, оптик шахуургатай импульсийн лазер, коллайдер. Бараг бүх төхөөрөмжид конденсаторууд байдаг тул хэрэв танд шинэ конденсатор байхгүй бол тэдгээрийг тэндээс авч туршилт хийж болно.

Конденсаторын цэнэгнь түүний аль нэг хавтангийн цэнэгийн үнэмлэхүй утга юм. Энэ нь кулоноор хэмжигдэх ба нэмэлт (-) эсвэл дутуу (+) электронуудын тоотой пропорциональ байна. 1 кулоны цэнэгийг цуглуулахын тулд танд 6241509647120420000 электрон хэрэгтэй болно. Шүдэнзний толгойтой тэнцэх хэмжээний устөрөгчийн бөмбөлөг дотор тэдний тоо ойролцоогоор ижил байдаг.

Электрод дээр цэнэг хуримтлуулах чадвар нь харилцан түлхэлтээр хязгаарлагддаг тул электрод руу шилжүүлэх нь төгсгөлгүй байж болохгүй. Аливаа хадгалах төхөөрөмжийн нэгэн адил конденсатор нь маш тодорхой хүчин чадалтай байдаг. Үүнийг ингэж нэрлэдэг - цахилгаан багтаамж. Энэ нь фарад болон талбайн хавтан бүхий хавтгай конденсаторын хувьд хэмжигддэг С(тус бүр), зайд байрладаг г, хүчин чадал ньСε 0 ε / г (цагтС >> г), Хаана ε - харьцангуй диэлектрик тогтмол, баε 0 =8,85418781762039 * 10 -12 .

Конденсаторын багтаамж нь мөн тэнцүү байна q/U, Хаана q- эерэг хавтангийн цэнэг, У- ялтсуудын хоорондох хурцадмал байдал. Конденсаторын багтаамж нь конденсаторын геометр ба диэлектрикийн диэлектрик дамжуулалтаас хамаардаг бөгөөд ялтсуудын цэнэгээс хамаардаггүй.

Цэнэглэгдсэн дамжуулагчийн хувьд цэнэгүүд нь бие биенээсээ аль болох тархахыг хичээдэг тул конденсаторын зузаан биш, харин усны гадаргуу дээрх бензиний хальс шиг металлын гадаргуугийн давхаргад байрладаг. Хэрэв хоёр дамжуулагч нь конденсатор үүсгэдэг бол эдгээр илүүдэл цэнэгүүд бие биенийхээ эсрэг талд хуримтлагддаг. Тиймээс конденсаторын бараг бүх цахилгаан орон нь түүний ялтсуудын хооронд төвлөрдөг.

Хавтан бүр дээр хөршүүдээс хол байхын тулд төлбөрийг хуваарилдаг. Мөн тэдгээр нь нэлээд зайтай байрладаг: 1 мм-ийн зайтай, 120 В хүртэл цэнэглэгдсэн агаарын конденсаторт электронуудын хоорондох дундаж зай нь 400 нанометрээс илүү байдаг нь атомуудын хоорондох зайнаас хэдэн мянга дахин их байна ( 0.1-0.3 нм) ба энэ нь сая сая гадаргуугийн атомуудад зөвхөн нэг нэмэлт (эсвэл дутуу) электрон байдаг гэсэн үг юм.

Хэрэв зайг багасгахялтсуудын хооронд, дараа нь татах хүч нэмэгдэж, ижил хүчдэлийн үед ялтсууд дээрх цэнэгүүд илүү ойр "тохилцох" боломжтой болно. Хүчин чадал нэмэгдэнэконденсатор. Энэ бол Лейдений их сургуулийн профессор ван Мусшенбрукийн хийсэн зүйл юм. Тэрээр дэлхийн анхны конденсаторын зузаан ханатай савыг (Германы санваартан фон Клейст 1745 онд бүтээсэн) нимгэн шилэн саваар сольжээ. Цэнэглээд гар хүрээд хоёр хоногийн дараа сэрээд Францын хаант улсад амласан ч энэ туршилтыг давтахыг зөвшөөрөхгүй гэдгээ хэлжээ.

Хэрэв та ялтсуудын хооронд диэлектрик байрлуулах юм бол тэдгээр нь түүнийг туйлшруулж, өөрөөр хэлбэл түүний бүрдсэн эсрэг цэнэгийг татах болно. Энэ нь ялтсуудыг ойртуулсантай адил нөлөө үзүүлнэ. Харьцангуй диэлектрик тогтмол өндөртэй диэлектрикийг цахилгаан талбайн сайн тээвэрлэгч гэж үзэж болно. Гэхдээ ямар ч туузан дамжуулагч төгс байдаггүй, тиймээс бид одоо байгаа диэлектрик дээр ямар ч гайхамшигтай диэлектрик нэмсэнээс үл хамааран конденсаторын багтаамж буурах болно. Хэрэв та диэлектрик (эсвэл илүү сайн, дамжуулагч) нэмбэл багтаамжийг нэмэгдүүлэх боломжтой. оронд ньаль хэдийн байгаа боловч бага ε байна.

Диэлектрикт үнэгүй цэнэг бараг байдаггүй. Тэд бүгд болор торонд эсвэл молекулуудад бэхлэгдсэн байдаг - туйл (диполийг төлөөлдөг) эсвэл үгүй. Хэрэв гадаад орон байхгүй бол диэлектрик нь туйлшралгүй, диполь ба чөлөөт цэнэгүүд эмх замбараагүй тархсан бөгөөд диэлектрик нь өөрийн гэсэн оронгүй болно. цахилгаан талбарт энэ нь туйлширсан: диполууд нь талбайн дагуу чиглэгддэг. Молекулын диполууд маш их байдаг тул тэдгээрийг чиглүүлэх үед диэлектрик доторх хөрш зэргэлдээ дипольуудын давуу болон сул талууд бие биенээ нөхдөг. Зөвхөн гадаргуугийн цэнэгүүд нөхөн төлөгдөөгүй хэвээр байна - нэг гадаргуу дээр - нэг, нөгөө талд - өөр. Гадаад талбарт үнэ төлбөргүй төлбөрүүд мөн шилжиж, тусдаа байдаг.

Энэ тохиолдолд янз бүрийн туйлшралын процессууд үүсдэг өөр өөр хурдтай. Нэг зүйл бол электрон бүрхүүлийн нүүлгэн шилжүүлэлт бөгөөд энэ нь бараг тэр даруй тохиолддог, өөр нэг зүйл бол молекулуудын эргэлт, ялангуяа том хэмжээтэй, гурав дахь нь чөлөөт цэнэгийн шилжилт хөдөлгөөн юм. Сүүлийн хоёр процесс нь мэдээжийн хэрэг температураас хамаардаг бөгөөд шингэнд тэдгээр нь хатуу биетээс хамаагүй хурдан явагддаг. Хэрэв диэлектрик халсан бол диполийн эргэлт ба цэнэгийн шилжилт хурдасна. Хэрэв талбарыг унтраасан бол диэлектрикийн деполяризаци нь тэр даруй тохиолддоггүй. Дулааны хөдөлгөөн нь молекулуудыг анхны эмх замбараагүй байдалд нь тараах хүртэл хэсэг хугацаанд туйлширсан хэвээр байна. Тиймээс туйлшралыг өндөр давтамжтайгаар сольсон конденсаторын хувьд зөвхөн туйлшралгүй диэлектрикүүд тохиромжтой: фторопластик, полипропилен.

Хэрэв та цэнэглэгдсэн конденсаторыг задалж, дараа нь (хуванцар хясаагаар) угсарвал энерги нь хаашаа ч гарахгүй бөгөөд LED нь анивчих боломжтой болно. Хэрэв та үүнийг задалсан төлөвт конденсаторт холбовол бүр анивчих болно. Энэ нь ойлгомжтой юм - задлах явцад цэнэг нь ялтсуудаас алга болоогүй бөгөөд хүчдэл нь бүр нэмэгдсэн, учир нь хүчин чадал буурч, одоо ялтсууд шууд утгаараа цэнэглэгдэж байна. Хүлээгээрэй, энэ хурцадмал байдал яаж нэмэгдсэн бэ, яагаад гэвэл энерги нь бас нэмэгдэх болно? Зөв, бид системд механик энерги өгч, ялтсуудын Кулоны таталцлыг даван туулсан. Үнэн хэрэгтээ энэ бол үрэлтийн тусламжтайгаар цахилгаанжуулалтын заль мэх юм - электроныг атомын хэмжээтэй зайд холбож, макроскопийн зайд чирж, улмаар хэд хэдэн вольтоос хүчдэлийг нэмэгдүүлэх (мөн энэ нь химийн холбоо дахь хүчдэл юм) хэдэн арван, хэдэн зуун мянган вольт хүртэл. Синтетик хүрэм яагаад өмсөж байхдаа цахилгаан цочрол үүсгэдэггүй, зөвхөн тайлахад л яагаад цахилгаанд цохиулдаг нь тодорхой болов уу? Хүлээгээрэй, яагаад тэрбумаар биш гэж? Дециметр нь бидний электронуудыг булааж авсан ангстромоос тэрбум дахин том уу? Тийм ээ, учир нь цахилгаан орон дахь цэнэгийг хөдөлгөх ажил нь тэгшитгэлийн интегралтай тэнцүү бөгөөд энэ нь E зайнаас квадратаар суларч байна. Хэрэв хүрэм ба хамрын хоорондох бүх дециметр дээр молекулуудын доторх талбайтай ижил талбар байсан бол тэрбум вольт хамар дээр дарах болно.

Энэ үзэгдлийг шалгаж үзье - конденсаторыг сунгах үед хүчдэлийн өсөлт - туршилтаар. Би энгийн програм бичсэнХарааны Үндсэн Манай PMK018 хянагчаас мэдээлэл хүлээн авахмөн тэдгээрийг дэлгэц дээр харуулах. Ерөнхийдөө бид 200x150 мм хэмжээтэй хоёр ширхэг текстолит хавтанг авч, нэг талдаа тугалган цаасаар хучиж, хэмжих модуль руу орох утсыг гагнах болно. Дараа нь бид диэлектрик - цаасан хуудас - тэдгээрийн аль нэг дээр байрлуулж, хоёр дахь хавтангаар таглана. Хавтангууд нь хоорондоо нягт таардаггүй тул бид тэдгээрийг үзэгний их биеээр дарах болно (хэрэв та гараараа дарвал хөндлөнгийн оролцоо үүсгэж болно).

Хэмжилтийн хэлхээ нь энгийн: потенциометрР1 нь конденсаторт хэрэглэсэн хүчдэлийг (бидний тохиолдолд 3 вольт) тохируулж, товчлуурыг дарна.С1 нь конденсатор руу нийлүүлэх эсвэл нийлүүлэхгүй байх үүрэгтэй.

Тиймээс, товчлуурыг дараад суллана уу - бид зүүн талд харуулсан графикийг харах болно. Конденсатор нь осциллографын оролтоор хурдан цэнэглэгддэг. Одоо ялгарах үед ялтсууд дээрх даралтыг бууруулахыг хичээцгээе - график дээр хүчдэлийн оргилыг харах болно (баруун талд). Энэ бол яг хүссэн үр нөлөө юм. Үүний зэрэгцээ конденсаторын ялтсуудын хоорондох зай нэмэгдэж, багтаамж буурч, улмаар конденсатор илүү хурдан цэнэггүй болж эхэлдэг.

Энд би нухацтай бодлоо ... Бид гайхалтай шинэ бүтээлийн ирмэг дээр байгаа юм шиг байна ... Эцсийн эцэст хэрэв ялтсуудыг салгах үед тэдгээрийн хүчдэл нэмэгдэж, цэнэг нь хэвээр байвал та хоёрыг авч болно. конденсатор, нэг дээр та ялтсуудыг хооронд нь түлхэж, хамгийн их тэлэлтийн цэг дээр цэнэгийг суурин конденсатор руу шилжүүлнэ. Дараа нь ялтсуудыг байрандаа буцааж, нөгөө конденсаторыг салгаж, урвуу байдлаар ижил зүйлийг давтана. Онолын хувьд хоёр конденсатор дээрх хүчдэл нь мөчлөг бүрт тодорхой тооны дахин нэмэгдэх болно. Цахилгаан үүсгүүрийн гайхалтай санаа! Салхин тээрэм, турбин гэх мэт шинэ загваруудыг бий болгох боломжтой болно! Тэгэхээр гайхалтай... ая тухтай байлгах үүднээс энэ бүгдийг эсрэг чиглэлд эргэлддэг хоёр дискэн дээр байрлуулж болно.... өө, энэ юу вэ... өө, энэ бол сургуулийн цахилгаан машин! :(

Ийм хүчдэлтэй ажиллахад тохиромжгүй тул энэ нь генераторын хувьд үндэслээгүй. Гэхдээ нано хэмжүүрээр бүх зүйл өөрчлөгдөж болно. Нано бүтэц дэх соронзон үзэгдлүүд нь цахилгаанаас хэд дахин сул байдаг бөгөөд тэнд байгаа цахилгаан орон нь бидний өмнө дурдсанчлан асар их байдаг тул молекулын электрофорын машин маш их алдартай болж чадна.

Конденсатор нь эрчим хүчний нөөц юм

Хамгийн бага конденсаторт энерги хуримтлагдсан эсэхийг шалгах нь маш хялбар юм. Үүнийг хийхийн тулд бидэнд ил тод улаан LED ба тогтмол гүйдлийн эх үүсвэр хэрэгтэй (9 вольтын батерей ажиллах болно, гэхдээ конденсаторын нэрлэсэн хүчдэл зөвшөөрвөл илүү томийг авах нь дээр). Туршилт нь конденсаторыг цэнэглэж, дараа нь LED-ийг холбож (туйлшралын талаар бүү март), анивчихыг харахаас бүрдэнэ. IN харанхуй өрөөФлэш нь хэдэн арван пикофарадын конденсаторуудаас ч харагдана. Зуун сая орчим электрон зуун сая фотоныг ялгаруулдаг. Гэсэн хэдий ч энэ нь хязгаар биш юм, учир нь хүний нүд илүү сул гэрлийг анзаардаг. Би бага багтаамжтай конденсатор олоогүй байна. Хэрэв тоо нь хэдэн мянган микрофарад хүрвэл LED-ийг нөөцөлж, оронд нь оч харагдахын тулд конденсаторыг металл объект руу богиносгож, конденсаторт энерги байгаагийн илэрхий нотолгоо юм.

Цэнэглэгдсэн конденсаторын энерги нь боломжит механик энерги гэх мэт олон янзаар ажилладаг - шахсан булгийн энерги, өндөрт өргөгдсөн жин эсвэл усны савны энерги (мөн индукторын энерги нь эсрэгээрээ кинетик энергитэй төстэй байдаг. ). Конденсаторын эрчим хүчийг хадгалах чадварыг удаан хугацааны туршид тэжээлийн хүчдэлийн богино хугацааны уналтын үед - цагнаас трамвай хүртэлх төхөөрөмжүүдийн тасралтгүй ажиллагааг хангахад ашиглаж ирсэн.

Мөн конденсатор нь чичиргээ, чичиргээ, дуу чимээ, радио долгион эсвэл цахилгаан сүлжээний цацрагийг илрүүлэх зэргээс үүссэн "бараг мөнхийн" энергийг хадгалахад ашиглагддаг. Ийм сул эх үүсвэрээс бага багаар хуримтлагдсан энерги нь утасгүй мэдрэгч болон бусад электрон төхөөрөмжүүдийг хэсэг хугацаанд ажиллуулах боломжийг олгодог. Энэ зарчим нь цахилгаан эрчим хүч бага зарцуулдаг төхөөрөмжүүдэд (телевизийн алсын удирдлага гэх мэт) мөнхийн "хурууны төрлийн" батерейны үндэс суурь юм. Түүний биед 500 миллифарад багтаамжтай конденсатор, 10-аас 180 милливатт чөлөөт хүчээр 4-8 герц давтамжтай хэлбэлзэлтэй тэжээх генератор байдаг. Зүрхний цохилт, гутлын ул газар унах, техникийн тоног төхөөрөмжийн чичиргээ зэрэг сул чичиргээний энергийг конденсатор руу чиглүүлэх чадвартай пьезоцахилгаан нано утас дээр суурилсан генераторуудыг бүтээж байна.

Чөлөөт энергийн өөр нэг эх үүсвэр нь дарангуйлал юм. Ихэвчлэн тээврийн хэрэгсэл тоормослох үед энерги нь дулаан болж хувирдаг боловч үүнийг хуримтлуулж, дараа нь хурдатгалын үед ашиглаж болно. Энэ асуудал ялангуяа нийтийн тээврийнхэнд хурцаар тавигдаж, зогсох бүртээ хурдаа сааруулж, хурдасгадаг нь их хэмжээний түлш зарцуулж, утаанаас үүдэлтэй агаарыг бохирдуулдаг. 2010 онд Саратов мужид Элтон компани Ecobus - ер бусын моторт дугуйт цахилгаан мотор, суперконденсатор бүхий туршилтын микроавтобусыг бүтээж, эрчим хүчний хэрэглээг 40% бууруулж, эрчим хүч хадгалах төхөөрөмжийг тоормосложээ. Энэ нь Энергиа-Буран төсөлд боловсруулсан материал, ялангуяа нүүрстөрөгчийн тугалган цаасыг ашигладаг. Ерөнхийдөө ЗХУ-д буцаж байгуулагдсан шинжлэх ухааны сургуулийн ачаар Орос улс цахилгаан химийн конденсаторыг хөгжүүлэх, үйлдвэрлэх чиглэлээр дэлхийд тэргүүлэгчдийн нэг юм. Жишээлбэл, Элтоны бүтээгдэхүүнийг 1998 оноос хойш гадаадад экспортолж эхэлсэн бөгөөд саяхан Оросын нэгэн компанийн лицензийн дагуу эдгээр бүтээгдэхүүнийг АНУ-д үйлдвэрлэж эхэлсэн.

Орчин үеийн нэг конденсаторын хүчин чадал (2 фарад, зүүн талд байгаа зураг) нь бүх дэлхийн багтаамжаас хэдэн мянга дахин их юм. Тэд хадгалах боломжтой цахилгаан цэнэг 40 унжлагатай!

Тэдгээрийг дүрмээр бол автомашины аудио системд машины цахилгааны утаснуудын хамгийн их ачааллыг бууруулахад ашигладаг (хүчтэй басс цохилтын үед) ба конденсаторын асар их багтаамжаас болж асаалтанд байгаа бүх өндөр давтамжийн хөндлөнгийн оролцоог дарах зорилгоор ашигладаг. - самбарын сүлжээ.

Гэхдээ электронуудад зориулсан Зөвлөлтийн "өвөөгийн цээж" (баруун талд байгаа зураг) тийм ч багтаамжгүй боловч 40,000 вольтын хүчдэлийг тэсвэрлэх чадвартай (эдгээр бүх вольтыг конденсаторын биед эвдрэхээс хамгаалдаг шаазан аяганд анхаарлаа хандуулаарай). Энэ нь "цахилгаан соронзон бөмбөг" -ийн хувьд маш тохиромжтой бөгөөд конденсаторыг зэс хоолой руу цутгаж, тэр үед гаднаас нь дэлбэрэлтээр шахдаг. Энэ нь маш хүчтэй болж хувирдаг цахилгаан соронзон импульс, радио төхөөрөмжийг идэвхгүй болгох. Дашрамд хэлэхэд, цөмийн дэлбэрэлтийн үед ердийнхөөс ялгаатай нь цахилгаан соронзон импульс гарч ирдэг бөгөөд энэ нь ураны цөм нь конденсатортой ижил төстэй болохыг дахин нэг удаа онцолж байна. Дашрамд хэлэхэд ийм конденсаторыг самнаас статик цахилгаанаар шууд цэнэглэж болох боловч бүрэн хүчдэлд цэнэглэхэд мэдээжийн хэрэг удаан хугацаа шаардагдана. Гэхдээ ван Мусшенбрукийн гунигтай туршлагыг маш хүндрүүлсэн хувилбараар давтах боломжтой болно.

Үсэндээ үзэг (сам, бөмбөлөг, синтетик дотуур хувцас гэх мэт) үрээд л байвал LED гэрэл асахгүй. Учир нь илүүдэл (үснээс авсан) электронууд нь хуванцар гадаргуу дээр тус бүр өөрийн гэсэн цэг дээр баригдсан байдаг. Тиймээс бид зарим электроныг LED-ийн гаралтаар цохисон ч бусад нь түүний араас яаран гарч чадахгүй бөгөөд LED нь нүцгэн нүдэнд мэдэгдэхүйц гэрэлтэхэд шаардлагатай гүйдлийг бий болгоно. Хэрэв та цэнэгийг үзэгнээс конденсатор руу шилжүүлэх нь өөр асуудал юм. Үүнийг хийхийн тулд конденсаторыг нэг терминалаар аваад үзэгийг эхлээд үсэндээ, дараа нь конденсаторын чөлөөт терминал дээр ээлжлэн үрнэ. Яагаад үрэх вэ? Үзэгний бүх гадаргуугаас электронуудын ургацыг нэмэгдүүлэхийн тулд! Энэ мөчлөгийг хэд хэдэн удаа давтаж, конденсатор руу LED холбоно. Энэ нь анивчдаг бөгөөд зөвхөн туйлшрал ажиглагдаж байвал. Тиймээс конденсатор нь "статик" болон "ердийн" цахилгааны ертөнцийн хоорондох гүүр болсон :)

Би бага хүчдэлийн конденсатор эвдрэхээс айж, энэ туршилтанд өндөр хүчдэлийн конденсатор авсан боловч энэ нь шаардлагагүй урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээ байсан юм. Цэнэглэх хангамж хязгаарлагдмал үед конденсатор дээрх хүчдэл нь тэжээлийн хүчдэлээс хамаагүй бага байж болно. Конденсатор нь өндөр хүчдэлийг бага хүчдэл болгон хувиргаж чаддаг. Жишээлбэл, статик өндөр хүчдэлийн цахилгаан - энгийн цахилгаан руу. Үнэн хэрэгтээ ялгаа бий юу: 1 В эсвэл 1000 В хүчдэлтэй эх үүсвэрээс нэг микрокулом бүхий конденсаторыг цэнэглэх үү? Хэрэв энэ конденсатор нь маш их багтаамжтай бол 1 мкС-ийн цэнэг нь нэг вольтын тэжээлийн эх үүсвэрийн хүчдэлээс дээш хүчдэлийг нэмэгдүүлэхгүй (жишээ нь түүний багтаамж нь 1 мкФ-ээс их байвал) ялгаа байхгүй болно. Зүгээр л хэрэв та зүүлтийг хүчээр хязгаарлахгүй бол тэдний олонхи нь өндөр хүсэл эрмэлзэлтэй эх сурвалжаас гүйхийг хүсэх болно. Мөн конденсаторын терминалууд дээр ялгарах дулааны хүч илүү их байх болно (мөн дулааны хэмжээ нь адилхан, энэ нь зүгээр л хурдан ялгарах болно, иймээс хүч илүү их байдаг).

Ерөнхийдөө 100 nf-ээс ихгүй багтаамжтай аливаа конденсатор энэ туршилтанд тохиромжтой. Та илүү ихийг хийж чадна, гэхдээ LED-д хангалттай хүчдэл авахын тулд үүнийг удаан хугацаагаар цэнэглэх шаардлагатай болно. Гэхдээ конденсатор дахь алдагдал бага байвал LED нь удаан шатах болно. Та энэ зарчим дээр тулгуурлан цэнэглэх төхөөрөмж бүтээх талаар бодож магадгүй юм. гар утасярианы үеэр үсэндээ үрэхээс :)

Маш сайн өндөр хүчдэлийн конденсаторхалив юм. Энэ тохиолдолд түүний бариул нь диэлектрикийн үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд металл саваа, хүний гар нь ялтсуудын үүрэг гүйцэтгэдэг. Үсэнд түрхсэн усан оргилуур нь цаасны үлдэгдлийг татдаг гэдгийг бид мэднэ. Хэрэв та халиваар үсээ үрвэл үүнээс юу ч гарахгүй - металл уурагаас электроныг салгах чадваргүй байдаг - энэ нь цаасны хэсгүүдийг татаагүй, тэгээгүй. Гэхдээ өмнөх туршилтын нэгэн адил цэнэглэгдсэн усан оргилуур үзэгээр үрж байвал халив нь хүчин чадал багатай тул өндөр хүчдэлд хурдан цэнэглэгдэж, цаасны хэсгүүд түүнд татагдаж эхэлдэг.

Мөн LED нь халиваас асдаг. Түүний гялалзсан агшныг гэрэл зурагт буулгах боломжгүй юм. Гэхдээ - экспоненциалын шинж чанарыг санацгаая - флэш устах нь удаан хугацаанд үргэлжилдэг (камерын хаалтын стандартаар). Тиймээс бид хэл шинжлэл-оптик-математикийн өвөрмөц үзэгдлийн гэрч болсон: үзэсгэлэнд оролцогч камерын матрицыг дэлгэж байсан!

Гэсэн хэдий ч яагаад ийм хүндрэл гардаг вэ - видео бичлэг байдаг. Энэ нь LED нь маш тод анивчдаг болохыг харуулж байна:

Конденсаторыг цэнэглэх үед өндөр хүчдэлийн, захын эффект нь дараахь зүйлсээс бүрдэх үүргээ гүйцэтгэж эхэлдэг. Хэрэв ялтсуудын хооронд диэлектрикийг агаарт байрлуулж, аажмаар нэмэгдэж буй хүчдэлийг хэрэглэвэл тодорхой хүчдэлийн утгын үед хавтангийн ирмэг дээр чимээгүй ялгадас гарч ирдэг бөгөөд энэ нь дуу чимээ, харанхуйд гэрэлтэх шинж чанартай байдаг. Чухал хүчдэлийн хэмжээ нь хавтангийн зузаан, ирмэгийн хурц байдал, диэлектрикийн төрөл, зузаан гэх мэт зэргээс шалтгаална. Диэлектрик зузаан байх тусам cr өндөр байна. Жишээлбэл, диэлектрикийн диэлектрик тогтмол өндөр байх тусам бага байна. Ирмэгийн нөлөөллийг багасгахын тулд хавтангийн ирмэгийг цахилгааны өндөр хүч чадалтай диэлектрик дотор хийж, диэлектрик жийргэвчийг ирмэгээр нь өтгөрүүлж, хавтангийн ирмэгийг бөөрөнхийлж, аажмаар буурч байгаа хүчдэл бүхий бүсийг бий болгодог. хавтангийн ирмэгийг өндөр эсэргүүцэлтэй материалаар хийж, нэг конденсаторт ногдох хүчдэлийг хэд хэдэн цуваа холболтод хуваах замаар хавтангийн ирмэг.

Тийм ч учраас электростатикийг үүсгэн байгуулагчид электродын төгсгөлд бөмбөг байх дуртай байв. Энэ нь дизайны онцлог биш, харин агаар дахь цэнэгийн урсгалыг багасгах арга юм. Өөр явах газар байхгүй. Бөмбөгний гадаргуу дээрх зарим хэсгийн муруйлт цаашид багасвал хөрш зэргэлдээх хэсгүүдийн муруйлт зайлшгүй нэмэгдэх болно. Эндээс харахад манай цахилгаан статикийн хувьд энэ нь дундаж биш харин гадаргуугийн хамгийн их муруйлт чухал бөгөөд энэ нь мэдээж бөмбөгний хувьд хамгийн бага юм.

Юу болох вэ, эерэг багтаамж нь сөрөгээс хамаагүй их байх нь тодорхой байна уу? Үгүй! Учир нь электронууд нь үнэндээ бидний өхөөрдөм биш, харин атомуудыг холбоход зориулагдсан байсан бөгөөд тэдгээрийн ямар ч мэдэгдэхүйц хувь хэмжээгүйгээр болор торны эерэг ионуудын Кулон түлхэлт нь хамгийн хуягласан конденсаторыг тэр даруй тоос болгон бут цохих болно :)

Үнэн хэрэгтээ хоёрдогч хавтангүй бол конденсаторын "дан ганц хагас" багтаамж нь маш бага байдаг: 2 мм диаметртэй, 1 м урттай нэг ширхэг утасны цахилгаан багтаамж нь ойролцоогоор 10 pF, ба бөмбөрцөг бүхэлдээ 700 мкФ байна.

Хавтануудын хэмжээсийг нарийн хэмжсэний үндсэн дээр физик томъёогоор хүчин чадлыг нь тооцоолох замаар хүчин чадлын үнэмлэхүй стандартыг бий болгох боломжтой. Манайд хоёр газар байрладаг хамгийн нарийн конденсаторыг ингэж хийдэг. Улсын стандарт GET 107-77 нь FSUE SNIIM-д байрладаг 4 дэмжигдээгүй коаксиаль цилиндр конденсаторуудаас бүрдэх ба багтаамжийг гэрлийн хурд, урт ба давтамжийн нэгжийг ашиглан өндөр нарийвчлалтайгаар тооцдог ба конденсаторын багтаамжийг харьцуулах боломжийг олгодог өндөр давтамжийн багтаамжийн харьцуулагчаас бүрдэнэ. 1-100 МГц давтамжийн мужид 0 .01% -иас бага алдаатай стандартаар (10 pf) баталгаажуулахаар авчирсан (зүүн талд байгаа зураг).

Эрчим хүчний цахилгааны инженерчлэлд дэлхийн хамгийн анхны конденсаторыг 1877 онд Павел Николаевич Яблочков ашигласан бөгөөд тэрээр Ломоносовын конденсаторыг хялбаршуулж, нэгэн зэрэг сайжруулж, шидэлт, тугалган цаасыг шингэнээр сольж, банкуудыг зэрэгцээ холбосон. Тэрээр зөвхөн шинэлэг зүйлийг зохион бүтээх үүрэгтэй нуман чийдэн, Европыг байлдан дагуулсан төдийгүй конденсатортай холбоотой хэд хэдэн патент. Яблочковын конденсаторыг давстай усыг дамжуулагч шингэн болгон, хүнсний ногооны шилэн савыг саванд хийж угсарч үзье. Үүний үр дүнд хүчин чадал нь 0.442 nf байв. Хэрэв бид савыг илүү том талбайтай, олон дахин бага зузаантай гялгар уутаар солих юм бол багтаамж нь 85.7 nf болж өснө. (Эхлээд уутыг усаар дүүргээд алдагдсан гүйдлийг шалгана уу!) Конденсатор ажилладаг - тэр ч байтугай LED-ийг анивчих боломжийг олгодог! Мөн өөрийн чиг үүргээ амжилттай гүйцэтгэж байна электрон хэлхээ

Металл хавтан нь диэлектриктэй аль болох нягт таарах ёстой бөгөөд хавтан ба диэлектрикийн хооронд наалдамхай бодис оруулахаас зайлсхийх шаардлагатай бөгөөд энэ нь нэмэлт алдагдалд хүргэдэг. Хувьсах гүйдлийн. Тиймээс одоо металыг голчлон бүрэх, диэлектрик (шил) дээр химийн эсвэл механик аргаар буулгах эсвэл нягт дардаг (гялтгануур) болгон ашигладаг.

Гялтгануурын оронд та дуртай бүх төрлийн диэлектрикийг ашиглаж болно. Хэмжилт нь (ижил зузаантай диэлектрикийн хувьд) агаарыг харуулсанε хамгийн жижиг нь фторопластикийн хувьд илүү том, силикон нь бүр том, гялтгануурын хувьд бүр том, хар тугалганы цирконатын титанатын хувьд энэ нь ердөө л асар том юм. Шинжлэх ухааны үүднээс яг ийм байх ёстой - эцэст нь фторопластикт электронууд нь фтор-карбоны гинжтэй нягт холбоотой байдаг бөгөөд зөвхөн бага зэрэг хазайж чаддаг - электрон атомаас атом руу үсрэх газар байдаггүй.

65 нанометр бол 300-350 сая еврогийн өртөгтэй Зеленоградын Angstrem-T үйлдвэрийн дараагийн зорилго юм. Тус компани үйлдвэрлэлийн технологийг шинэчлэх хөнгөлөлттэй зээл авах хүсэлтээ Внешэкономбанканд (VEB) аль хэдийн ирүүлсэн гэж Ведомости энэ долоо хоногт үйлдвэрийн ТУЗ-ийн дарга Леонид Рейманаас иш татан мэдээлэв. Одоо Angstrem-T нь 90 нм топологи бүхий микро схемийн үйлдвэрлэлийн шугамыг эхлүүлэхээр бэлтгэж байна. Өмнө нь худалдаж авсан VEB зээлийн төлбөр 2017 оны дунд үеэс эхэлнэ.

Бээжин Уолл Стритийг сүйрүүлсэн

Америкийн гол индексүүд шинэ оны эхний өдрүүдийг рекорд уналтаар тэмдэглэсэн; тэрбумтан Жорж Сорос 2008 оны хямрал дэлхий дахин давтагдах гэж байгааг анхааруулсан.

Оросын анхны хэрэглэгчийн процессор Байкал-Т1, 60 долларын үнэтэй, олноор үйлдвэрлэгдэж байна.

Baikal Electronics компани 2016 оны эхээр 60 орчим долларын өртөгтэй Оросын Baikal-T1 процессорыг үйлдвэрийн үйлдвэрлэлд нэвтрүүлэхээр амлаж байна. Засгийн газар энэ эрэлтийг бий болговол төхөөрөмжүүд эрэлттэй болно гэж зах зээлд оролцогчид хэлж байна.

MTS болон Ericsson хамтран Орос улсад 5G-г хөгжүүлж, хэрэгжүүлэх болно

Mobile TeleSystems PJSC болон Ericsson компаниуд ОХУ-д 5G технологийг хөгжүүлэх, хэрэгжүүлэх чиглэлээр хамтран ажиллах гэрээ байгууллаа. Туршилтын төслүүд, тэр дундаа 2018 оны дэлхийн аварга шалгаруулах тэмцээний үеэр MTS нь Шведийн үйлдвэрлэгчийн хөгжүүлэлтийг туршихаар төлөвлөж байна. Ирэх оны эхээр оператор харилцаа холбоо, олон нийтийн харилцааны яамтай байгуулах асуудлаар яриа хэлэлцээ хийж эхэлнэ. техникийн шаардлагатав дахь үеийн хөдөлгөөнт холбооны .

Сергей Чемезов: Ростек бол дэлхийн хамгийн том арван инженерийн корпорацийн нэг болсон

Ростекийн тэргүүн Сергей Чемезов РБК-д өгсөн ярилцлагадаа Платон систем, АВТОВАЗ-ын асуудал, хэтийн төлөв, Төрийн корпорацийн эмийн бизнес дэх ашиг сонирхол, хориг арга хэмжээний хүрээнд олон улсын хамтын ажиллагааны талаар ярив. дарамт шахалт, импортыг орлох, өөрчлөн байгуулалт, хөгжлийн стратеги, хүнд хэцүү үед шинэ боломжууд.

Ростек "өөрийгөө хашаалж", "Samsung", "General Electric"-ийн амжилтад халдаж байна

"Ростек" компанийн Хяналтын зөвлөл "2025 он хүртэлх хөгжлийн стратеги"-ийг батлав. Үндсэн зорилтууд нь өндөр технологийн иргэний бүтээгдэхүүний эзлэх хувийг нэмэгдүүлэх, санхүүгийн гол үзүүлэлтээрээ Женерал Электрик, Самсунг нарыг гүйцэх явдал юм.

Цэнэглэх гүйдэл 100J ба ~1 сек. Хүйтэн конденсаторыг асаах үед (эхний асаах) оргил үед 10 ампер хүртэл, ажиллах үед 6А хүртэл, асаах үед үнэхээр аймшигтай - 100А. Хэрэв та хүчдэлийн оргилд амжилттай хүрсэн бол 310V / 3 Ом = 103А.

Тиймээс бид 6А дээр тулгуурлан авдаг импульсийн ачаалалсүлжээнд 1-1.5кВт - 6А * 220В = 1320Вт-тай тэнцэх !!

Энэ бол 100 Ж, хэрвээ хэд хэдэн удаа анивчсан бол би пулемёт байсан бол ийм импульст гомдож, анхны сайн гялбааны дараа би дахин гүйдэл өгөхгүй байх байсан.
Хэрэв бид дублергүй цахилгаан хангамжтай хэлхээг авбал эхний гүйдлийн өсөлт нь бүр их байх ба тодорхой тэгш бус байдал байдаг - зөвхөн нэг хагас мөчлөгийг ашигладаг.

Нөгөө талаас - 1 секундын турш цэнэглэх үед 100J. 100 ватттай тэнцэх, бүх төрлийн алдагдалтай 130 - огт аймшигтай хүч биш.Хэрэв та конденсаторыг оролтын конденсаторгүй хүчдэлийн хувиргагч гэх мэт тэжээлийн хүчин зүйлийн залруулагчаар цэнэглэвэл яах вэ?

Гүйдлийн хэлбэр нь дараах байдалтай байна.

Энэ нь профайл болж хувирдаг сүлжээний хүчдэл, өндөр давтамжийн гүйдлийн импульсээр дүүрсэн.Хэрэв хяналтын хэлхээ нь гаралтын гүйдлийг хязгаарлах горимд ажиллаж, заасан хүчдэлд хүрэх үед цэнэглэлтийг тасалвал бид авах болно. хурдан цэнэглэх- жишээ нь 350Вт - 300Ж/сек. ба жигд эрчим хүчний хяналт.
Машин нь аз жаргалтай, цэнэглэх хэлхээ нь харьцангуй бага гүйдэлтэй, том халуун резистор байхгүй, тогтмол хүчдэлээр тэжээгддэг, эрчим хүчний хяналт нь аз жаргалтай байдаг - цахилгаан хүчин зүйл нь самоварынхтай адил юм. ...

Ганц л ГЭХДЭЭ!Би флэш хийж байсан БАРАГ ЛВальдемар Шиманскийн дээрх диаграмын дагуу.Миний ашигласан диаграм энд байна.

Хэрэв та нарийвчилсан мэдээлэл өгөхгүй бол зөвхөн унтрах резисторыг 5.1 Ом, дублер дахь конденсаторыг 22 мФ болгож тохируулсан тул хэлхээ зөв ажиллаж байвал 1А гал хамгаалагч нь аз жаргалтай амьдрах болно. Хэрэв тийм биш бол яаралтай унтрах зориулалттай гал хамгаалагч байдаг.Тэгэхээр тооцоонд ямар нэг зүйл буруу байсан, эсвэл онол, практик хоёр давхцдаггүй.

Мэдээллийн хуудаснаас бичил схем, дизайн авах нь ажиллахгүй - та үүнийг тохируулах хэрэгтэй бөгөөд хачирхалтай асуултууд эхэлнэ -жишээ нь, үнэхээр үед хэлхээ хэрхэн ажиллах болно том конденсатор? - 310В хүртэл цэнэглэх хүртлээ халж, дараа нь л ажиллаж эхэлнэ...

Тооцооллын хувьд бүх зүйл хэвийн байна - нэгдүгээрт, би 100 мФ-ийн цэнэглэгч конденсатор, 3 Ом резистор гэж үзсэн, хоёрдугаарт гал хамгаалагчтөхөөрөмж нь нэлээд инерцитэй бөгөөд нэрлэсэн утгаас хэд дахин их богино импульсийг амархан тэсвэрлэх чадвартай бөгөөд миний дурдсан машин нь нэрлэсэн утгаас 5-15 дахин их импульсийн хэт ачаалалд хариу үйлдэл үзүүлдэг (ангиас хамааран).
Бодит нөхцөлд сүлжээнд ийм импульс байгаа үед гэрэл нь зөвхөн бага зэрэг анивчдаг. Жишээлбэл, гал тогооны өрөөнд байгаа киловаттын цахилгаан данх хэрхэн асч байгааг би тодорхой харж байна.Энд та хэт ачаалал, халаалтгүй гоёмсог шийдлийг авах нь дээр.

Бүх зүйл конденсатортой адил, ХЭСЭГТ.Цэнэглэх бүрт зөвхөн ХЭСЭГ хуримтлагддаг ба СОРОНЗНЫ ТАЛБАЙ ОРОМОНД БАЙНА.

Онцгой байдлын үед одоогийн хязгаарлалт байхгүй ...
Уусмалын цорын ганц дутагдал нь багтаамжаас ялгаатай нь цахилгаан соронзон энергийг цуглуулсны дараа индукц нь өөрөө гүйдлийг хязгаарлаж чадахгүй бөгөөд гүйдэл дэмий урсах болно.
Мөн конденсатор нь тохирох хэмжээнээс илүүг авахгүй.Тэгээд эцэст нь гүйдэл зогсох болно.Мөн ороомгийг унтраах шаардлагатай байна ... Энэ нь аюултай бөгөөд найдваргүй юм ...

Хэрэв үржүүлэгчгүй бол би зөвшөөрч байна - унтраалга эвдэрсэн ч конденсатор амьд үлдэх болно, гэхдээ боломжийн гүйдлээр цэнэглэхэд хэтэрхий удаан хугацаа шаардагдана, гэхдээ үржүүлэгчтэй бол - хэрэв та үүнийг цаг тухайд нь унтраахгүй бол цохих болно.Шилжүүлэгч тэжээлийн хангамж нь маш сайн зохион бүтээгдсэн боловч конденсаторыг цэнэглэх үед төхөөрөмж нь богино холболтоор ажиллах болно - та үүнийг ямар нэгэн байдлаар анхаарч үзэх хэрэгтэй.

Тиймээс, миний олж мэдсэн зүйл бол нисэхийн хэлхээ нь хамгийн тохиромжтой юм

Тэр эмэгтэйд байгаа гаралтын хүчдэлоролтоос хамаардаггүй, мөн эргэлтийн харьцаанаас бага зэрэг хамаардаг бөгөөд та конденсаторыг ямар ч хүчдэлд амархан цэнэглэж болно. Шулуутгагчийн дараа конденсатор суурилуулах шаардлагагүй бөгөөд үндсэн конденсатор нь зөвхөн синус долгионы оргилоор төдийгүй бараг бүх хугацаанд цэнэглэгдэх болно.
Бид сүлжээнээс бүрэн гальваник тусгаарлалт, сайн чадлын коэффициент (оролтын конденсаторгүй бол) авдаг. Маш бага гүйдлийн хувьд цахилгаан транзистор хэрэгтэй - 100 Ж/сек, ойролцоогоор 3А (IRF830-IRF840).Онолын хувьд та ямар ч өөрчлөлтгүйгээр 12V дээр ажиллах боломжтой.

Сул талуудын дотроос хэлхээг тооцоолох (мөн та үүнийг нүдээр хийх боломжгүй) болон тохируулах нь тиристортой харьцуулахад илүү хэцүү байдаг. Танд нэлээд өндөр хүчдэлийн транзистор хэрэгтэй - номонд бичсэнээр - сүлжээний хүчдэлээс хоёр дахин их хүч + нөөц - ойролцоогоор 800-900 В ба түүнээс дээш нарийн төвөгтэй хэлхээ 400В-т 2 транзистортой боловч хүчирхэг IGBT-ээс хямд бөгөөд тиристортой харьцуулах боломжтой.
Та трансформаторыг ороох хэрэгтэй
Хэрэв та сүлжээнээс тусгаарлахаар төлөвлөөгүй бол бак хөрвүүлэгч сайхан харагдаж байна,
гэхдээ энэ нь буурч байгаа бөгөөд асуулт надад тодорхойгүй хэвээр байна - юу нь илүү тохиромжтой вэ: 300V ба түүнээс дээш хүчин чадалтай, эсвэл жишээлбэл конденсаторын цуврал холболттой 400V-500V?

Төхөөрөмж нь батерейны нөхцөл байдлаас шалтгаалан 2.5-4 секундэд 1300 мкФ-ээс 310 В хүртэл цэнэглэдэг! Флэш конденсаторууд нь хэт хүчдэлээс хамгаалагдсан, босго импульсийн хамгаалалтгүйдэл болон өөр зүйлд зориулсан цахилгаан транзистор ...

Үүргийн иж бүрдэл ийм л болсон. Тиймээ, 220V сүлжээнээс цэнэглэх чадвар хадгалагдан үлдсэн. Гэхдээ төхөөрөмжөөс тэжээх үед флэш энерги бараг нэг хагас дахин их байдаг ...

Сүлжээг буцаах тухай санаа нь сайн, хэрэв тийм биш бол:

1) IRF840, хүчдэл бага байх болно. 1200в хэрэгтэй

2) Диод, хэрэв конденсатор дээрх хүчдэл 600--1200 В диод байвалхангалтгүй байж магадгүй.

3) ийм хүчдэлийн хэт хурдан нь 2-3 вольтын уналттай байх болно. 80-85 үр ашиг өндөр байж болохгүй.

4) Өөрийгөө зовоохгүйн тулд та бүх үзэл суртлыг ойролцоогоор дүгнэж болно http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/smps_e.html#Aww

5) Сүлжээнээс 300 В хүртэлх конденсаторын цэнэгийн тухайд энэ нь усан дээрх сэрээ юм, синус долгионы дээд хэсгийг 25-30 вольтоор таслав гэж бодъё. Хятад шалгагч нь сүлжээнд 220 В-ыг харуулах боловч та савыг 300 вольт хүртэл цэнэглэж болно.

6) Эрчим хүчийг нэг багтаамж дахь хүчдэлийн квадратаар тооцдог тул хүчдэлийг нэмэгдүүлэх нь үргэлж илүү ашигтай байдаг.

7) Найдвартай импульсийн блоктиристор цэнэглэгчээс илүү төвөгтэй, илүү үнэтэй. Үүнийг зөвхөн цөөн хэдэн тохиолдолд ашиглах нь зүйтэй юм:

Батерейгаас цэнэглэж байна
--- өндөр хурджижиг хэмжээтэй цэнэглэх (600-1000 Ж/сек хурд гэсэн үг)
--- Сүлжээнээс гальваник тусгаарлалт (ихэвчлэн чадварлаг дизайнаар шийдэгддэг)

Та тааламжтайгаар гайхах болно! Ижил хэмжээтэй багалзуур нь нэгээс хагас дахин хүчтэй бөгөөд диод дээрх хүчдэл хоёр дахин нэмэгддэггүй! Мөн гальваник тусгаарлалтгүйгээр та ямар нэгэн байдлаар амьд үлдэх болно! Бид түүнгүйгээр амьдарч байсан ...Та 240-410 В-ын хүрээнд ажилладаг (сүлжээний шулуутгагч ба тэгшитгэсний дараа. 410 В-ын гаралтын хүчдэлийн хувьд танд нэмэлт ороомог хэрэггүй.

Ташуу гүүрэнд тэд нэг диод, гаралтын багалзуурыг мартсан бөгөөд багалзуургүй бол түлхүүрүүдэд маш хэцүү байх болно.

Энгийн байдлын хувьд мэдээжийн хэрэг буцах нь илүү сайн, хамгийн бага хэсэгтэй, богино холболтоос айдаггүй гэх мэт.

Бид юу яриад байгаа юм бэ? Энэ мөн нисдэг 2 түлхүүрийн хэлхээ байдаг.

Гэхдээ дараа нь буцах гол давуу тал (энгийн байдал) алдагдсан тул та дээд талын драйвер эсвэл трансформаторын драйвер суулгах хэрэгтэй.

Тэгэхээр:Флэш конденсаторыг цэнэглэхэд зөвхөн нисдэг хэлхээ тохиромжтой байдаг, учир нь энэ нь гүйдлийн эх үүсвэр (бүх урагшлах хөтчүүд нь хүчдэлийн эх үүсвэр бөгөөд бид аль хэдийн хүчдэлийн эх үүсвэртэй болсон - 220 вольтын сүлжээ).

Зарим онолыг харцгаая. Би диаграмыг өгөхгүй, хүн бүр үүнийг маш сайн мэддэг.

Транзистор дээрх хамгийн их хүчдэлийг залруулсан тэжээлийн хүчдэл ба нийлбэрээр тодорхойлно урвуу хүчдэлдээр анхдагч ороомог. Нийлүүлэлтийн хувьд бүх зүйл тодорхой байна, энэ нь 310 вольт (нэмэх, хасах) юм. Анхдагч ороомгийн урвуу хүчдэл нь зөвхөн импульс эсвэл ажлын мөчлөгийн ажлын мөчлөгөөс хамаарна! Би тайлбарлая - тогтвортой үйл ажиллагааны төлөвт урагшлах хөдөлгөөнд хуримтлагдсан энерги нь урвуу чиглэлд ачаалал руу бүрэн шилжих ёстой (хэрэв энэ нь бүхэлдээ шилжүүлэгдээгүй бол энэ нь цөмд хуримтлагдаж эхэлдэг, бид одоогийн хязгаарт хүрдэг. анхдагч ороомгийн (болон магадгүй ханасан байдал) ба PWM хянагч нь импульсийн үргэлжлэх хугацааг бууруулдаг). Томьёог санацгаая:

U = L(dI/dt)

тэдгээр. Хэрэв урвуу цохилтын T нь урд талын цус харвалтаас 2 дахин их байвал урвуу цохилтын U нь 2 дахин бага байна. ТУХАЙэнд D = 33% -д бид 155 вольтын урвуу хүчдэлийг авдаг. Бүгд. Энэ бол бидний тооцоолсон үнэ цэнэ, бид түүн дээр тулгуурладаг. ТТиймээс индукцийн алдагдлын улмаас үүссэн өсөлтийг тооцохгүй бол унтраалга дээр зөвхөн 310 + 155 = 465 вольт байх болно! Аль ч_ гаралтын хүчдэлд (гаралтын хүчдэлийг N2*155/N1 гэж тооцдог бөгөөд N1 ба N2 нь анхдагч ба хоёрдогч ороомгийн эргэлтийн тоо юм). N1-ийг T урагш харвалт болон нэг импульсээр шилжүүлэх ёстой энерги дээр үндэслэн сонгоно. N2 нь заасан хамгийн их гаралтын хүчдэлд хүрэхийн тулд сонгосон. ТУХАЙИндукцийн алдагдлын улмаас хэт давах асуудал гарсан. Түүний далайц нь юугаар ч хязгаарлагдахгүй бөгөөд хүч нь анхдагч ороомгийн гүйдэл, үнэн хэрэгтээ алдагдах индукцаас хамаардаг. Та стандарт замыг дагаж, snubber суулгаж болно, дараа нь энэ бүх энерги нь түүний резистор (эсвэл zener диод) дээр гарах болно. Та snubber суулгах шаардлагагүй, дараа нь унтраалга дээр энерги ялгарах болно (мосфетууд нь нуралтын процесст нэлээд тэсвэртэй бөгөөд биполярын талаар хэлж болохгүй, параметрүүд нь доголдох, муудахгүйгээр нэлээд их хэмжээний ялгаралтын хүчийг тараах боломжийг олгодог. ).
Гэхдээ манай тохиолдолд флэшийг сүлжээнээс салгах шаардлагагүй тул бид импульсийн трансформаторыг автотрансформатор хэлбэрээр (эсвэл цорго бүхий багалзуурыг) хийж, ... тэгвэл бид гоожих индукцгүй болно. бүх! Энэ тохиолдолд түлхүүр дээрх хүчдэл үргэлж 465 вольт байх болно! ХГаралтын диод дээрх урвуу хүчдэлийн хувьд тийм ээ, энэ нь том байх бөгөөд киловольтоос хэтэрч магадгүй юм (жишээ нь орчин үеийн ихэнх диодууд зориулагдсан хүчдэл). гэхдээ энд бид хоёр диодыг цувралаар холбож, 2 киловольтын Шулуутгагчийг авах боломжтой.

Тиймээс бид хамгийн их гаралтын хүчдэлийн хэлхээг тооцоолсон. Хэрэв бид конденсаторыг хоёр дахин бага (жишээлбэл) хүчдэлээр цэнэглэхээ зогсоохыг хүсвэл юу болох вэ? гэхдээ муу зүйл байхгүй. Түлхүүр дээрх хүчдэлийн далайц 465 вольт хүрэхгүй - энэ нь 310 + 155/2 вольт болно.

Энэ хэлхээний гол асуудал бол трансформаторыг үйлдвэрлэх явдал юм - гаралтын конденсаторыг шаардлагатай хурдаар цэнэглэхийн тулд импульс бүрт хангалттай их хэмжээний энерги хадгалах шаардлагатай болно. Энэ нь нэлээн том W хэлбэрийн цоорхойтой цөм дээр эсвэл бага нэвчилттэй тохируулагч цагираг дээр хийж болно. параметрүүдийг ороомог ороомог, түүгээр гүйдэл дамжуулж, ханалтын моментийг ажиглах замаар тооцоолж, туршилтаар сонгож болно. МШилжүүлэгчээр дамжин өнгөрөх хамгийн их гүйдэл нь хэлхээний горим (тасралтгүй эсвэл тасралтгүй гүйдэл) ба хүчнээс (би 300-320 ваттаар тооцоолсон) хамааран 4-6 ампераас илүү байх болно.

Би схемийн тоймыг танилцуулж байна. Уг хэлхээ нь UC3842 (эсвэл 3844) дээр суурилдаг - хямд PWM хянагч (зарчмын хувьд хэлхээг өөр ямар ч нөхцөлд тохируулж болно).

Бүх зүйл хэрхэн ажилладаг талаар би товчхон хэлье.

R7 резистороор дамжуулан хүчийг (би оролтын шүүлтүүр, Шулуутгагч, конденсаторыг өөрийн сонголтоор үлдээх болно) холбоход C3 конденсаторыг 16.5 вольтын хүчдэлээр цэнэглэдэг бөгөөд энэ нь PWM хянагчийг эхлүүлэх босго юм. Үүний дараа R9, VD4, C8 Шулуутгагч ба шүүлтүүрээр дамжуулан трансформаторын III ороомогоос хүчийг авдаг. R7 резистороор C8 биш харин C3 конденсатор цэнэглэгдэхийн тулд VD1 диод шаардлагатай. III ороомог нь түүн дээрх хүчдэлийг урвуу чиглэлд биш урагш хөдөлгөх замаар холбогдсон тул нэгжийн гаралтын хүчдэлээс хамаардаггүй, зөвхөн тэжээлийн хүчдэлээс хамаарна гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. IV ороомог нь ижил зарчмаар холбогдсон бөгөөд энэ нь санал хүсэлтийн хэлхээнд тэжээл өгдөг. Эдгээр хэлхээн дэх гүйдэл нь бага (R8 ба R9 резистороор хязгаарлагддаг) тул тэдгээрийг оруулах нь хэлхээний үйл ажиллагаанд бараг ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй.

PWM генераторын давтамж ба хамгийн их ажлын мөчлөгийг C1 конденсатор ба резистор R1 тохируулна. Би диаграммд ойролцоогоор өгөгдлийг өгдөг; эдгээр элементүүдийг сонгох шаардлагатай байж магадгүй (би 100 кГц давтамжийг төлөвлөсөн). PWM генераторын ажиллах ерөнхий зарчим нь дараах байдалтай байна: эхэнд C1 конденсаторыг микро схемийн лавлах хүчдэлээс (5 вольт) R1 резистороор цэнэглэж, дараа нь дотоод гүйдлийн эх үүсвэрээр цэнэглэдэг. Үүний зэрэгцээ конденсаторыг цэнэглэх явцад микро схемийн гаралтын хүчдэл үргэлж бага байдаг (өөрөөр хэлбэл үхсэн хугацаа).

R2 резистор нь шилжүүлэгчээр дамжих гүйдэлтэй пропорциональ хүчдэл үүсгэдэг. Энэ нь 4А хүрэхэд (CS оролтын хүчдэл 1V) PWM нь транзисторыг хаадаг. R3C6 шүүлтүүр нь транзистор солихтой холбоотой дуу чимээг дарах зориулалттай. Resistor R1 ба диод VD2 нь түлхүүрийг харьцангуй удаан нээж, аль болох хурдан хаах зориулалттай.

Тиймээс, одоо гаралтын хүчдэлийг олж авч үзье. Түлхүүр нээлттэй байх үед трансформаторын I ороомгийн дундуур гүйдэл урсдаг. Үүний зэрэгцээ VD5-VD6 диод дээрх хүчдэл нь урвуу бөгөөд тэдгээр нь хаалттай байна. Шилжүүлэгч хаагдах үед I ба II ороомог дээрх хүчдэл тэмдэг огцом өөрчлөгдөж, диодууд нээгдэж, конденсаторыг шугаман бууралтын гүйдлээр цэнэглэж эхэлдэг. Энэ тохиолдолд хүчдэлийг анхдагч ороомогоос авдаг тул бид гоожих индукц огт байхгүй бөгөөд бид snubber суурилуулах шаардлагагүй болно. Энэ хэлхээний цорын ганц дутагдал нь гаралтын хүчдэл нь өөр "нийтлэг" утастай бөгөөд сүлжээнд гальваникаар холбогдсон байдаг. Гэхдээ гэрэлтүүлгийн хувьд энэ нь хамаагүй.

TL431A болон optocoupler 817C нь гаралтын хүчдэл тогтворжуулагчтай бөгөөд R16 резистороор ойролцоогоор 150-350 вольтоор зохицуулагддаг. R13 резистор нь конденсаторыг бага зэрэг цэнэглэж, заасан хүчдэлд хүрэхэд PWM хянагч унтрахгүй байхын тулд шаардлагатай байдаг (энэ нь өөрөө болон санал хүсэлтийн хэлхээг тэжээдэг тул). Гэсэн хэдий ч ийм цахилгаан хангамж найдвартай ажиллана гэдэгт би бүрэн итгэлтэй биш байна - үүнийг угсарч, турших шаардлагатай. Эсвэл та хянагчийг тэжээж болно санал хүсэлттрансформатор дээрх тусдаа тэжээлийн эх үүсвэрээс, гэхдээ энэ нь бүтцийн хэмжээсийг нэмэгдүүлэх болно.

Өмнө дурьдсанчлан, трансформаторын ойролцоо өгөгдөл нь тус бүр нь 500 мкН-ийн I ба II ороомог, III ба IV ороомог бөгөөд урагш ажиллуулах явцад шаардлагатай хүчдэлийг тэдгээрт үүсгэдэг (ойролцоогоор 16 В ба 12 В). Трансформатор нь ханалтгүйгээр анхдагч ороомгийн 4А гүйдлийг тэсвэрлэх ёстой. Зарчмын хувьд гүйдэл нь өөр байж болно - энэ нь зөвхөн нэгжийн хүч ба конденсаторыг цэнэглэх хурдыг өөрчилнө (зөвхөн R2 ороомгийн хамгийн их зөвшөөрөгдөх гүйдлийг сонгох ёстой).

Бүтцийн хувьд энэ нь хоёр дамжуулагч ба диэлектрикийн "сэндвич" бөгөөд энэ нь вакуум, хий, шингэн, органик болон органик бус хатуу байж болно. Анхны дотоодын конденсаторыг (буудсан шилэн лонхтой, тугалган цаасаар бүрхсэн) 1752 онд М.Ломоносов, Г.Рихтер нар хийсэн.

Конденсатор нь аль хэдийн 250 гаруй жилийн настай боловч хуучирна гэж боддоггүй.. Үүнээс гадна 1 кг "энгийн энгийн конденсатор" нь нэг кг батерей эсвэл түлшний эсээс бага энерги хуримтлуулдаг боловч түүнийг ялгаруулах чадвартай. тэднээс илүү хурдан, харин илүү их хүчийг хөгжүүлдэг. — Конденсаторыг хурдан цэнэггүй болгох үед өндөр чадлын импульс, жишээлбэл, фото флэш, оптик шахуургатай импульсийн лазер, коллайдер зэрэгт авч болно. Бараг бүх төхөөрөмжид конденсаторууд байдаг тул хэрэв танд шинэ конденсатор байхгүй бол тэдгээрийг тэндээс авч туршилт хийж болно.

Электрод дээр цэнэг хуримтлуулах чадвар нь харилцан түлхэлтээр хязгаарлагддаг тул электрод руу шилжүүлэх нь төгсгөлгүй байж болохгүй. Аливаа хадгалах төхөөрөмжийн нэгэн адил конденсатор нь маш тодорхой хүчин чадалтай байдаг. Үүнийг ингэж нэрлэдэг - цахилгаан багтаамж. Энэ нь фарад болон талбайн хавтан бүхий хавтгай конденсаторын хувьд хэмжигддэг С(тус бүр), зайд байрладаг г, хүчин чадал нь Sε 0 ε/d(цагт С>> г), Хаана ε – харьцангуй диэлектрик тогтмол, ба ε 0 =8,85418781762039 * 10 -12 .

Энэ тохиолдолд янз бүрийн туйлшралын процессууд өөр өөр хурдаар явагддаг. Нэг зүйл бол электрон бүрхүүлийн нүүлгэн шилжүүлэлт бөгөөд энэ нь бараг тэр даруй тохиолддог, өөр нэг зүйл бол молекулуудын эргэлт, ялангуяа том хэмжээтэй, гурав дахь нь чөлөөт цэнэгийн шилжилт хөдөлгөөн юм. Сүүлийн хоёр процесс нь мэдээжийн хэрэг температураас хамаардаг бөгөөд шингэнд тэдгээр нь хатуу биетээс хамаагүй хурдан явагддаг. Хэрэв диэлектрик халсан бол диполийн эргэлт ба цэнэгийн шилжилт хурдасна. Хэрэв талбарыг унтраасан бол диэлектрикийн деполяризаци нь тэр даруй тохиолддоггүй. Дулааны хөдөлгөөн нь молекулуудыг анхны эмх замбараагүй байдалд нь тараах хүртэл хэсэг хугацаанд туйлширсан хэвээр байна. Тиймээс туйлшралыг өндөр давтамжтайгаар сольсон конденсаторын хувьд зөвхөн туйлшралгүй диэлектрикүүд тохиромжтой: фторопластик, полипропилен.

Энэ үзэгдлийг шалгаж үзье - конденсаторыг сунгах үед хүчдэлийн өсөлт - туршилтаар. Би Visual Basic программ дээр PMK018 хянагчаас өгөгдөл хүлээн авч, дэлгэцэн дээр харуулах энгийн програм бичсэн. Ерөнхийдөө бид 200x150 мм хэмжээтэй хоёр ширхэг текстолит хавтанг авч, нэг талдаа тугалган цаасаар хучиж, хэмжих модуль руу орох утсыг гагнах болно. Дараа нь бид тэдгээрийн аль нэгэнд диэлектрик - цаасан хуудас тавьж, хоёр дахь хавтангаар таглана. Хавтангууд нь хоорондоо нягт таардаггүй тул бид тэдгээрийг үзэгний их биеээр дарах болно (хэрэв та гараараа дарвал хөндлөнгийн оролцоо үүсгэж болно).

Хэмжилтийн хэлхээ нь энгийн: потенциометр R1 нь конденсаторт нийлүүлсэн хүчдэлийг (бидний тохиолдолд энэ нь 3 вольт) тохируулдаг бөгөөд S1 товчлуур нь конденсатор руу нийлүүлэх эсвэл үгүй болгоход үйлчилдэг.

Конденсатор нь эрчим хүчний нөөц юм

Хамгийн бага конденсаторт энерги хуримтлагдсан эсэхийг шалгах нь маш хялбар юм. Үүнийг хийхийн тулд бидэнд ил тод улаан LED ба тогтмол гүйдлийн эх үүсвэр хэрэгтэй (9 вольтын батерей ажиллах болно, гэхдээ конденсаторын нэрлэсэн хүчдэл зөвшөөрвөл илүү томийг авах нь дээр). Туршилт нь конденсаторыг цэнэглэж, дараа нь LED-ийг холбож (туйлшралын талаар бүү март), анивчихыг харахаас бүрдэнэ. Харанхуй өрөөнд хэдэн арван пикофарадын конденсаторуудаас ч гэсэн флэш харагдана. Зуун сая орчим электрон зуун сая фотоныг ялгаруулдаг. Гэсэн хэдий ч энэ нь хязгаар биш юм, учир нь хүний нүд илүү сул гэрлийг анзаардаг. Би бага багтаамжтай конденсатор олоогүй байна. Хэрэв тоо нь хэдэн мянган микрофарад хүрвэл LED-ийг нөөцөлж, оронд нь оч харагдахын тулд конденсаторыг металл объект руу богиносгож, конденсаторт энерги байгаагийн тод илрэл юм.

Мөн конденсатор нь чичиргээ, чичиргээ, дуу чимээ, радио долгион эсвэл цахилгаан сүлжээний цацрагийг илрүүлэх зэргээс үүссэн "бараг мөнхийн" энергийг хадгалахад ашиглагддаг. Ийм сул эх үүсвэрээс бага багаар хуримтлагдсан энерги нь утасгүй мэдрэгч болон бусад электрон төхөөрөмжүүдийг хэсэг хугацаанд ажиллуулах боломжийг олгодог. Энэ зарчим нь цахилгаан эрчим хүч бага зарцуулдаг төхөөрөмжүүдэд (телевизийн алсын удирдлага гэх мэт) мөнхийн "хурууны төрлийн" батерейны үндэс суурь юм. Түүний биед 500 миллифарад багтаамжтай конденсатор, 10-аас 180 милливатт чөлөөт хүчээр 4-8 герц давтамжтайгаар хэлбэлзлээр тэжээдэг генератор байдаг. Зүрхний цохилт, гутлын ул газар унах, техникийн тоног төхөөрөмжийн чичиргээ зэрэг сул чичиргээний энергийг конденсатор руу чиглүүлэх чадвартай пьезоцахилгаан нано утас дээр суурилсан генераторуудыг бүтээж байна.

Чөлөөт энергийн өөр нэг эх үүсвэр нь дарангуйлал юм. Ихэвчлэн тээврийн хэрэгсэл тоормослох үед энерги нь дулаан болж хувирдаг боловч үүнийг хуримтлуулж, дараа нь хурдатгалын үед ашиглаж болно. Энэ асуудал ялангуяа нийтийн тээврийнхэнд хурцаар тавигдаж, зогсох бүртээ хурдаа сааруулж, хурдасгадаг нь их хэмжээний түлш зарцуулж, утаанаас үүдэлтэй агаарыг бохирдуулдаг. 2010 онд Саратов мужид Элтон компани нь эрчим хүчний хэрэглээг 40% бууруулдаг тоормосны эрчим хүчийг хадгалах төхөөрөмж бүхий ер бусын моторт дугуйт цахилгаан мотор, суперконденсатор бүхий туршилтын микроавтобусыг бий болгосон. Энэ нь Энергиа-Буран төсөлд боловсруулсан материал, ялангуяа нүүрстөрөгчийн тугалган цаасыг ашигладаг. Ерөнхийдөө ЗХУ-д буцаж байгуулагдсан шинжлэх ухааны сургуулийн ачаар Орос улс цахилгаан химийн конденсаторыг хөгжүүлэх, үйлдвэрлэх чиглэлээр дэлхийд тэргүүлэгчдийн нэг юм. Жишээлбэл, Элтоны бүтээгдэхүүнийг 1998 оноос хойш гадаадад экспортолж эхэлсэн бөгөөд саяхан Оросын нэгэн компанийн лицензийн дагуу эдгээр бүтээгдэхүүнийг АНУ-д үйлдвэрлэж эхэлсэн.

Орчин үеийн нэг конденсаторын хүчин чадал (2 фарад, зүүн талд байгаа зураг) нь бүх дэлхийн багтаамжаас хэдэн мянга дахин их юм. Тэд 40 Кулон цахилгаан цэнэгийг хадгалах чадвартай!

Гэхдээ электронуудад зориулсан Зөвлөлтийн "өвөөгийн цээж" (баруун талд байгаа зураг) тийм ч багтаамжгүй боловч 40,000 вольтын хүчдэлийг тэсвэрлэх чадвартай (эдгээр бүх вольтыг конденсаторын биед эвдрэхээс хамгаалдаг шаазан аяганд анхаарлаа хандуулаарай). Энэ нь "цахилгаан соронзон бөмбөг" -ийн хувьд маш тохиромжтой бөгөөд конденсаторыг зэс хоолой руу цутгаж, тэр үед гаднаас нь дэлбэрэлтээр шахдаг. Үүний үр дүнд радио төхөөрөмжийг идэвхгүй болгодог маш хүчтэй цахилгаан соронзон импульс юм. Дашрамд хэлэхэд, цөмийн дэлбэрэлтийн үед ердийнхөөс ялгаатай нь цахилгаан соронзон импульс гарч ирдэг бөгөөд энэ нь ураны цөм нь конденсатортой ижил төстэй болохыг дахин нэг удаа онцолж байна. Дашрамд хэлэхэд ийм конденсаторыг самнаас статик цахилгаанаар шууд цэнэглэж болох боловч бүрэн хүчдэлд цэнэглэхэд мэдээжийн хэрэг удаан хугацаа шаардагдана. Гэхдээ ван Мусшенбрукийн гунигтай туршлагыг маш хүндрүүлсэн хувилбараар давтах боломжтой болно.

Ерөнхийдөө 100 nf-ээс ихгүй багтаамжтай аливаа конденсатор энэ туршилтанд тохиромжтой. Та илүү ихийг хийж чадна, гэхдээ LED-д хангалттай хүчдэл авахын тулд үүнийг удаан хугацаагаар цэнэглэх шаардлагатай болно. Гэхдээ конденсатор дахь алдагдал бага байвал LED нь удаан шатах болно. Та энэ зарчмыг ашиглан ярианы үеэр утсаа үсэндээ үрж цэнэглэх төхөөрөмж бүтээх талаар бодож магадгүй юм :)

Маш сайн өндөр хүчдэлийн конденсатор бол халив юм. Энэ тохиолдолд түүний бариул нь диэлектрикийн үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд металл саваа, хүний гар нь ялтсуудын үүрэг гүйцэтгэдэг. Үсэнд түрхсэн усан оргилуур нь цаасны үлдэгдлийг татдаг гэдгийг бид мэднэ. Хэрэв та халиваар үсээ үрчихвэл үүнээс юу ч гарахгүй - металл уурагаас электроныг салгах чадваргүй - энэ нь цаасны хэсгүүдийг татаагүй, бас татаагүй. Гэхдээ өмнөх туршилтын нэгэн адил цэнэглэгдсэн усан оргилуур үзэгээр үрж байвал халив нь хүчин чадал багатай тул өндөр хүчдэлд хурдан цэнэглэгдэж, цаасны хэсгүүд түүнд татагдаж эхэлдэг.

Конденсаторыг өндөр хүчдэлээр цэнэглэх үед ирмэгийн нөлөө нь дараахь зүйлээс бүрдэх үүрэг гүйцэтгэж эхэлдэг. Хэрэв ялтсуудын хооронд диэлектрикийг агаарт байрлуулж, аажмаар нэмэгдэж буй хүчдэлийг хэрэглэвэл тодорхой хүчдэлийн утгын үед хавтангийн ирмэг дээр чимээгүй ялгадас гарч ирдэг бөгөөд энэ нь дуу чимээ, харанхуйд гэрэлтэх шинж чанартай байдаг. Чухал хүчдэлийн хэмжээ нь хавтангийн зузаан, ирмэгийн хурц байдал, диэлектрикийн төрөл, зузаан гэх мэт зэргээс шалтгаална. Диэлектрик зузаан байх тусам cr өндөр байна. Жишээлбэл, диэлектрикийн диэлектрик тогтмол өндөр байх тусам бага байна. Ирмэгийн нөлөөллийг багасгахын тулд хавтангийн ирмэгийг цахилгааны өндөр хүч чадалтай диэлектрик дотор хийж, диэлектрик жийргэвчийг ирмэгээр нь өтгөрүүлж, хавтангийн ирмэгийг бөөрөнхийлж, аажмаар буурч байгаа хүчдэл бүхий бүсийг бий болгодог. хавтангийн ирмэгийг өндөр эсэргүүцэлтэй материалаар хийж, нэг конденсаторт ногдох хүчдэлийг хэд хэдэн цуваа холболтод хуваах замаар хавтангийн ирмэг.

Хмм.. гэхдээ биеийн хүчин чадал нь цэнэг хуримтлуулах чадвар юм бол эерэг ба сөрөг цэнэгийн хувьд тэс өөр байх магадлалтай... Бөмбөрцөг конденсаторыг вакуум дотор төсөөлөөд үз дээ... Цахилгаан станц, гигаватт цагийг харамлахгүйгээр зүрхнээсээ сөрөг цэнэгтэй болгоё (энэ бол бодлын туршилтын сайн тал юм!)... гэвч хэзээ нэгэн цагт маш их илүүдэл гарах болно. Энэ бөмбөлөг дээрх электронууд нь электрон сөрөг битүүмжлэлд орохгүйн тулд вакуум даяар тархаж эхлэх болно. Гэхдээ эерэг цэнэгтэй бол энэ нь тохиолдохгүй - электронууд хэчнээн цөөхөн үлдсэн ч гэсэн конденсаторын болор торноос нисэхгүй.
Юу болох вэ, эерэг багтаамж нь сөрөгээс хамаагүй их байх нь тодорхой байна уу? Үгүй! Учир нь электронууд нь үнэндээ бидний өхөөрдөм биш, харин атомуудыг холбоход зориулагдсан байсан бөгөөд тэдгээрийн ямар ч мэдэгдэхүйц хувь хэмжээгүйгээр болор торны эерэг ионуудын Кулон түлхэлт нь хамгийн хуягласан конденсаторыг тэр даруй тоос болгон бут цохих болно :)

Хавтануудын хэмжээсийг нарийн хэмжсэний үндсэн дээр физик томъёогоор хүчин чадлыг нь тооцоолох замаар хүчин чадлын үнэмлэхүй стандартыг бий болгох боломжтой. Манайд хоёр газар байрладаг хамгийн нарийн конденсаторыг ингэж хийдэг. GET 107-77 улсын стандарт нь Холбооны улсын нэгдсэн аж ахуйн нэгжийн SNIIM-д байрладаг бөгөөд 4 дэмжигдээгүй коаксиаль-цилиндр конденсатораас бүрдэх бөгөөд багтаамжийг гэрлийн хурд, урт, давтамжийн нэгжийг ашиглан өндөр нарийвчлалтайгаар тооцдог. 1-100 МГц давтамжийн мужид 0.01% -иас бага алдаатай стандарт (10 pf) -тай шалгахаар авчирсан конденсаторуудын багтаамжийг харьцуулах боломжийг олгодог өндөр давтамжийн багтаамжийн харьцуулагч (зүүн талд байгаа зураг).

Стандарт GET 25-79 (баруун талд байгаа зураг), Холбооны улсын нэгдсэн аж ахуйн нэгж VNIIM-д байрладаг. Д.И. Менделеев нь вакуум блок дахь тооцооны конденсатор ба интерферометр, багтаамжийн хэмжүүр, термостат бүхий багтаамжийн трансформаторын гүүр, тогтворжсон долгионы урттай цацрагийн эх үүсвэрүүдийг агуулдаг. Энэхүү стандарт нь өндөр тогтвортой гэрлийн цацрагийн өгөгдсөн тооны долгионы уртаар электродын урт өөрчлөгдөхөд дизайны конденсаторын хөндлөн электродын системийн багтаамжийн өсөлтийг тодорхойлох аргад үндэслэсэн болно. Энэ нь 0.2 pF багтаамжийн нарийвчлалыг 0.00005% -иас илүү нарийвчлалтайгаар хадгалах боломжийг олгодог.

Гэхдээ Митино дахь радио зах зээл дээр би 5% -иас дээш нарийвчлалтай конденсатор олоход хэцүү байсан 🙁 За, дуртай PMK018-ээр дамжуулан хүчдэл, цаг хугацааны хэмжилт дээр үндэслэн багтаамжийг томъёогоор тооцоолохыг хичээцгээе. Бид хүчин чадлыг хоёр аргаар тооцно. Эхний арга нь цэнэгийн янз бүрийн мөчүүдэд хэмжигдэх экспоненциал ба конденсатор дээрх хүчдэлийн харьцаанд суурилдаг. Хоёр дахь нь цэнэгийн цэнэгийн үед конденсатораас ялгарах цэнэгийг хэмжих замаар гүйдлийг цаг хугацааны явцад нэгтгэх замаар олж авдаг. Гүйдлийн график ба координатын тэнхлэгээр хязгаарлагдсан талбай нь конденсаторын өгсөн цэнэгтэй тоогоор тэнцүү байна. Эдгээр тооцоог хийхийн тулд конденсаторыг цэнэггүй болгож буй хэлхээний эсэргүүцлийг яг таг мэдэх хэрэгтэй. Би энэ эсэргүүцлийг электрон иж бүрдэлээс 10 кОм-ын нарийвчлалтай резистороор тохируулсан.

Мөн туршилтын үр дүн энд байна. Үзэсгэлэнгийн оролцогч ямар үзэсгэлэнтэй, гөлгөр болсонд анхаарлаа хандуулаарай. Үүнийг компьютерээр математикийн аргаар тооцдоггүй, харин байгалиас нь шууд хэмждэг. Дэлгэц дээрх координатын торны ачаар экспоненциалын шинж чанар нарийн ажиглагдаж байгаа нь тодорхой байна - ижил хугацааны интервалд энэ нь ижил тооны удаа буурдаг (би үүнийг дэлгэцэн дээрх захирагчаар хэмжсэн :) Тиймээс, Физик томъёонууд бидний эргэн тойрон дахь бодит байдлыг хангалттай тусгаж байгааг бид харж байна.

Таны харж байгаагаар хэмжсэн болон тооцоолсон багтаамж нь нэрлэсэн хэмжээтэй (мөн Хятадын мультиметрийн заалттай) ойролцоогоор давхцаж байгаа боловч яг тийм биш юм. Тэдний аль нь үнэн болохыг тодорхойлох стандарт байхгүй байгаа нь харамсалтай! Хэрэв хэн нэгэн хямд үнэтэй эсвэл гэртээ ашиглах боломжтой стандарт савыг мэддэг бол энэ тухай коммент хэсэгт бичихээ мартуузай.

Эрчим хүчний цахилгааны инженерчлэлд дэлхийн хамгийн анхны конденсаторыг 1877 онд Павел Николаевич Яблочков ашигласан бөгөөд тэрээр Ломоносовын конденсаторыг хялбаршуулж, нэгэн зэрэг сайжруулж, шидэлт, тугалган цаасыг шингэнээр сольж, банкуудыг зэрэгцээ холбосон. Тэрээр Европыг байлдан дагуулсан шинэлэг нуман чийдэнг зохион бүтээсэн төдийгүй конденсатортай холбоотой хэд хэдэн патентыг эзэмшдэг. Яблочковын конденсаторыг давстай усыг дамжуулагч шингэн болгон, хүнсний ногооны шилэн савыг саванд хийж угсарч үзье. Үүний үр дүнд хүчин чадал нь 0.442 nf байв. Хэрэв бид савыг илүү том талбайтай, олон дахин бага зузаантай гялгар уутаар солих юм бол багтаамж нь 85.7 nf болж өснө. (Эхлээд уутыг усаар дүүргээд алдагдсан гүйдлийг шалгана уу!) Конденсатор ажилладаг - тэр ч байтугай LED-ийг анивчих боломжийг олгодог! Энэ нь мөн электрон хэлхээнд үүргээ амжилттай гүйцэтгэдэг (би үүнийг ердийн конденсаторын оронд генератор руу холбохыг оролдсон - бүх зүйл ажилладаг).

Энд ус нь дамжуулагчийн хувьд маш даруухан үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд хэрэв танд тугалган цаас байгаа бол түүнгүйгээр хийж болно. Яблочковын араас бид мөн адил хийх болно. Энд 130 pf хүчин чадалтай гялтгануур ба зэс тугалган конденсатор байна.

Металл ялтсууд нь диэлектриктэй аль болох ойр байх ёстой бөгөөд хавтан ба диэлектрикийн хооронд наалдамхай бодис оруулахаас зайлсхийх шаардлагатай бөгөөд энэ нь ээлжит гүйдлийн нэмэлт алдагдалд хүргэдэг. Тиймээс одоо металыг голчлон бүрэх, диэлектрик (шил) дээр химийн эсвэл механик аргаар буулгах эсвэл нягт дардаг (гялтгануур) болгон ашигладаг.

Гялтгануурын оронд та дуртай бүх төрлийн диэлектрикийг ашиглаж болно. Хэмжилт нь (ижил зузаантай диэлектрикийн хувьд) агаарыг харуулсан ε хамгийн жижиг нь фторопластикийн хувьд илүү том, силикон нь бүр том, гялтгануурын хувьд бүр том, хар тугалганы цирконатын титанатын хувьд энэ нь ердөө л асар том юм. Шинжлэх ухааны үүднээс яг ийм байх ёстой - эцэст нь фторопластикт электронууд нь фтор-карбоны гинжтэй нягт холбоотой байдаг бөгөөд зөвхөн бага зэрэг хазайж чаддаг - электрон атомаас атом руу үсрэх газар байдаггүй.

Та өөр өөр диэлектрик тогтмолтай бодисуудтай ийм туршилтыг өөрөө хийж болно. Таны бодлоор илүү өндөр диэлектрик тогтмол, нэрмэл ус эсвэл тос юу вэ? Давс эсвэл элсэн чихэр? Парафин эсвэл саван уу? Яагаад? Диэлектрик тогтмол нь олон зүйлээс шалтгаална... энэ тухай бүхэл бүтэн ном бичиж болно.

Тэгээд л болоо? 🙁

Үгүй ээ, бүгд биш! Долоо хоногийн дараа үргэлжлэл байх болно! 🙂