В цепях переменного и постоянного тока конденсаторы выполняют различные задачи, такие как коррекция коэффициента мощности, выпрямление, удаление шума из сигналов и многое другое. Конденсаторы работают, накапливая электрический заряд между своими пластинами в течение короткого периода времени, а затем рассеивая заряд, когда это необходимо. Таким образом, конденсаторы поддерживают уровень напряжения в цепи, что, в свою очередь, снижает пульсацию напряжения в цепи.
Контур:
Как зарядить конденсатор
Зарядка конденсаторов в первую очередь зависит от их типа, поскольку некоторые конденсаторы предназначены только для цепей постоянного тока и часто называются поляризованными конденсаторами. Тогда как в цепях переменного тока используются конденсаторы переменного тока, часто называемые неполяризованными конденсаторами. Таким образом, метод зарядки для обоих различен, поскольку один включает источник постоянного тока, а другой — источник переменного тока.
- Зарядка конденсатора постоянного тока
- Зарядка конденсатора переменного тока
Зарядка конденсатора постоянного тока
Конденсаторы постоянного тока имеют фиксированную полярность, поскольку постоянный ток течет только в одном направлении, поэтому для зарядки требуется источник питания постоянного тока. Конденсатор постоянного тока блокирует поток тока, когда он полностью заряжен, поскольку обе обкладки конденсатора насыщаются. Зарядить конденсатор постоянного тока можно двумя способами:
Способ 1: через батарею с резисторами
Резисторы в электрических цепях используются для ограничения потока тока, что помогает защитить подключенное устройство, если напряжение или ток превышают безопасное значение. Аналогичным образом, использование резисторов для зарядки конденсаторов может фактически предотвратить повреждение конденсатора, если батарея подключена к нему в течение более длительного периода. Кроме того, он также замедляет скорость зарядки, предотвращая любой ущерб, вызванный быстрой зарядкой. Чтобы зарядить конденсатор с помощью резистора, необходимо выполнить несколько шагов:
Шаг 1. Подключите конденсатор к резистору.
Сначала проверьте, есть ли конденсатор, который вы собираетесь заряжать, поскольку некоторые конденсаторы имеют встроенный резистор, и для этого найдите его в таблице данных конденсатора. Если резистора с конденсатором нет, то резистор с конденсатором подключите последовательно с плюсовой клеммой конденсатора:
Сопротивление резистора должно составлять около 1 кОм, поскольку чем выше импеданс, тем медленнее будет заряжаться конденсатор и, следовательно, будет вероятность повреждения конденсатора.
Шаг 2. Подключите мультиметр к конденсатору.
Сначала переместите шкалу мультиметра и установите на нем напряжение, затем соедините положительный вывод конденсатора с положительным щупом мультиметра, а отрицательный щуп мультиметра с отрицательным выводом конденсатора:
Шаг 3. Подключите аккумулятор к конденсатору.
После того, как мультиметр подключен к конденсатору, теперь подключите батарею к конденсатору. Было бы лучше, если бы вы могли добавить переключатель к батарее, поскольку вы можете выключить его, как только конденсатор зарядится, вместо того, чтобы выдергивать провода, что может привести к повреждению:
Напряжение аккумулятора не должно быть выше номинального напряжения конденсатора, для этого проверьте номинальное напряжение, указанное на конденсаторе.
Шаг 4. Зарядите конденсатор от аккумулятора
Как только все будет на месте, включите выключатель питания или подключите положительный провод аккумулятора. На мультиметре вы увидите, что напряжение начнет расти и как только напряжение конденсатора достигнет того же уровня напряжения, что и у аккумулятора, это означает, что конденсатор полностью заряжен. Теперь отключите питание, либо выключив выключатель, либо выдернув положительный провод аккумулятора.
Теперь вы увидите, что напряжение на мультиметре падает и поэтому конденсатор разряжается. Заряд конденсатора рассеивается на мультиметре.
Способ 2: через батарею с лампочкой
Другой способ зарядить конденсатор постоянного тока — использовать лампочку вместо резистора, поскольку нить лампочки представляет собой своего рода резистор, который светится, когда через него проходит электричество. Более того, этот метод позволяет легко определить, достиг ли конденсатор того же уровня напряжения, что и аккумулятор, при выключении. Это происходит потому, что и конденсатор, и батарея имеют одинаковый потенциал, из-за чего поток электронов прекращается. Итак, чтобы зарядить конденсатор через батарею с помощью лампочки накаливания, необходимо выполнить несколько шагов:
Шаг 1. Подключите конденсатор к лампочке
Сначала соедините положительную клемму лампочки с положительной клеммой конденсатора, а отрицательную клемму конденсатора - с отрицательной клеммой лампочки.
Шаг 2. Подключите мультиметр к конденсатору.
Сначала переместите шкалу мультиметра и установите на нем напряжение, затем соедините положительный вывод конденсатора с положительным щупом мультиметра, а отрицательный щуп мультиметра с отрицательным выводом конденсатора:
Шаг 3. Подключите аккумулятор к конденсатору.
После того, как мультиметр подключен к конденсатору, теперь подключите батарею к конденсатору. Было бы лучше, если бы вы добавили к батарее переключатель, поскольку вы можете выключить его, как только конденсатор зарядится, вместо того, чтобы выдергивать провода, что может привести к повреждению.
Шаг 4. Зарядите конденсатор с помощью аккумулятора
Как только все будет на месте, включите выключатель питания или подключите положительный провод аккумулятора. На мультиметре вы увидите, что напряжение начнет расти и как только напряжение конденсатора достигнет того же уровня напряжения, что и у аккумулятора, это означает, что конденсатор полностью заряжен.
Также лампочка начнет светиться, а интенсивность свечения лампочки будет увеличиваться при увеличении напряжения на конденсаторе. Аналогичным образом, когда батарея и конденсатор начнут достигать одного и того же потенциала, интенсивность света лампочки начнет уменьшаться, и лампочка в конечном итоге погаснет. Теперь отключите питание, либо выключив выключатель, либо выдернув положительный провод аккумулятора.
Теперь вы увидите, что напряжение на мультиметре снижается и лампочка начинает светиться, поскольку конденсатор разряжается. Когда лампочка погаснет, это означает, что конденсатор разряжен.
Зарядка конденсатора переменного тока
Основное различие между конденсаторами переменного и постоянного тока заключается в том, что конденсатор переменного тока не имеет полярности, тогда как конденсатор постоянного тока имеет фиксированную полярность. Более того, вместо конденсаторов постоянного тока можно использовать конденсаторы переменного тока, поскольку они не имеют фиксированной полярности. Итак, для зарядки конденсатора переменного тока мы можем использовать источник переменного тока, и вот несколько шагов по зарядке конденсатора переменного тока.
Шаг 1. Подключите конденсатор к резистору.
Сначала проверьте, есть ли конденсатор, который вы собираетесь заряжать, поскольку некоторые конденсаторы имеют встроенный резистор, и для этого найдите его в таблице данных конденсатора. Если резистора с конденсатором нет, то резистор с конденсатором подключите последовательно с плюсовой клеммой конденсатора:
Шаг 2. Подключите мультиметр к конденсатору.
Сначала переместите шкалу мультиметра и установите на нем напряжение, затем соедините положительный вывод конденсатора с положительным щупом мультиметра, а отрицательный щуп мультиметра с отрицательным выводом конденсатора:
Шаг 3. Подключите источник питания переменного тока к конденсатору.
После подключения мультиметра к конденсатору подключите к конденсатору источник питания переменного тока. Перед этим выключите выключатель питания, так как конденсатор может выйти из строя из-за перезаряда или внезапного напряжения:
Шаг 4. Зарядите конденсатор от источника переменного тока.
Как только все будет на месте, включите выключатель питания, и на мультиметре вы увидите, что напряжение начнет повышаться, как только напряжение конденсатора достигнет того же уровня, что и напряжение питания, тогда это означает что конденсатор полностью заряжен. Теперь отключите питание:
Примечание: При зарядке конденсатора следует соблюдать большую осторожность, поскольку эти конденсаторы немного чувствительны к более высоким напряжениям. Если через конденсатор проходит чрезмерный ток или напряжение, он повреждается. Более того, чтобы опробовать все эти методы, необходимо носить защитное снаряжение там, где это необходимо, чтобы предотвратить травмы.
Заключение
Конденсаторы хранят электрическую энергию в электрических полях между их обкладками, которая затем рассеивается в цепи за счет других подключенных к ней компонентов. Конденсаторы функционально различаются, когда речь идет о цепях переменного и постоянного тока, поскольку в цепи постоянного тока конденсатор блокирует поток тока, когда он полностью заряжен.
С другой стороны, в цепях переменного тока конденсаторы допускают двустороннее протекание тока, что служит ряду применений. Чтобы зарядить конденсатор, просто подключите к нему резистор последовательно, а затем подключите его к источнику переменного или постоянного тока не более чем на 2–3 секунды, в зависимости от типа конденсатора.