Конденсатор емкостью 250 мкф включается. Советские бумажные конденсаторы
ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК
ВАРИАНТ 1
I |
1. Конденсатор емкостью 250 мкФ включается в сеть переменного тока. Определите емкостное сопротивление конденсатора при частоте 50 Гц. 2. Чему равен период собственных колебаний в колебательном контуре, если индуктивность катушки равна 2,5 мГн, а емкость конденсатора 1,5 мкФ? 3. Напряжение меняется с течением времени по закону u = 40sin(10πt + π/6) В. Определите амплитуду, действующее значение, круговую частоту колебаний и начальную фазу колебаний напряжения. |
4. Сколько оборотов в минуту должна совершать рамка из 20 витков проволоки размером 0,2 х 0,4 м в магнитном поле с индукцией 1 Тл, чтобы амплитуда ЭДС равнялась 500 В? 5. Напряжение в цепи изменяется по закону , причем амплитуда напряжения 200 В, а период 60 мс. Какое значение принимает напряжение через 10 мс? |
|
6. Катушка индуктивностью 75 мГн последовательно с конденсатором включена в сеть переменного тока с напряжением 50 В и частотой 50 Гц. Чему равна емкость конденсатора при резонансе в полученной сети? 7. В колебательном контуре конденсатору сообщили заряд 1 мКл, после чего в контуре возникли затухающие электромагнитные колебания. Какое количество теплоты выделится к моменту, когда максимальное напряжение на конденсаторе станет меньше начального максимального значения в 4 раза? Емкость конденсатора равна 10 мкФ. 8. |
ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК
ВАРИАНТ 2
I |
1. Катушка с индуктивностью 35 мГн включается в сеть переменного тока. Определите индуктивное сопротивление катушки при частоте 60 Гц. 2. Определите частоту собственных колебаний в колебательном контуре, состоящем из конденсатора емкостью 2,2 мкФ и катушки с индуктивностью 0,65 мГн. 3. ЭДС индукции, возникающая в рамке при вращении в однородном магнитном поле, изменяется по закону е = 12sin100πt В. Определите амплитуду ЭДС, действующее значение ЭДС, круговую частоту колебаний и начальную фазу колебаний. |
4. Конденсатор емкостью 800 мкФ включен в сеть переменного тока с частотой 50 Гц с помощью проводов, сопротивление которых 3 Ом. Какова сила тока в конденсаторе, если напряжение в сети 120 В? 5. В цепь переменного тока с частотой 50 Гц включено активное сопротивление 5 Ом. Амперметр показывает силу тока 10 А. Определите мгновенное значение напряжения через 1/300 с, если колебания силы тока происходят по закону косинуса. |
|
6. В колебательном контуре индуктивность катушки равна 0,2 Гн, а амплитуда колебаний силы тока 40 мА. Найдите энергию электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки в момент, когда мгновенное значение силы тока в 2 раза меньше амплитудного значения. 7. Переменный ток возбуждается в рамке, имеющей 200 витков. Площадь одного витка 300 см 2 . Индукция магнитного поля 1,5 10 -2 Тл. Определите ЭДС индукции через 0,01 с после начала движения рамки из нейтрального положения. Амплитуда ЭДС равна 7,2 В. 8. В цепи, схема которой изображена на рисунке, R = 56 Ом, С = 106 мкФ и L = 159 мГн. Активное сопротивление катушки мало. Частота тока в сети ν = 50 Гц. Определите напряжение в сети U, если амперметр показывает 2,4 А. Постройте векторную диаграмму. |
ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК
ВАРИАНТ 3
I |
1. Определите емкость конденсатора, сопротивление которого в цепи переменного тока частотой 50 Гц равно 800 Ом. 2. В рамке, равномерно вращающейся в однородном магнитном поле, индуцируется ток, мгновенное значение которого выражается формулой i = 3sin157t А. Определите амплитуду, действующее значение, круговую частоту колебаний и начальную фазу колебаний силы тока. 3. Рассчитайте период собственных колебаний в колебательном контуре при емкости конденсатора 2 мкФ и индуктивности катушки 0,5 мГн. |
4. Рамка площадью 150 см 2 , содержащая 50 витков проволоки, равномерно вращается со скоростью 120 об/мин в однородном магнитном поле с магнитной индукцией 0,8 Тл. Найдите амплитуду ЭДС индукции в рамке. 5. Амплитуда напряжения в колебательном контуре 100 В, частота колебаний 5 МГц. Через какое время напряжение будет 71 В? |
|
6. Конденсатор емкостью 10 мкФ зарядили до напряжения 400 В и подключили к катушке. После этого возникли затухающие электрические колебания. Какое количество теплоты выделится в контуре за время, в течение которого амплитуда колебаний уменьшится вдвое? 7. Электроплитка сопротивлением 50 Ом включена в сеть переменного тока с частотой 50 Гц и напряжением: 220 В. Запишите уравнения, выражающие зависимость напряжения и силы тока от времени для электроплитки. Чему равно мгновенное значение силы тока и напряжения через 1/100 с, если колебания происходят по закону синуса? 8. Найдите показания приборов в цепи, схема которой представлена на рисунке. Напряжение на зажимах цепи U = 216 В, R = 21 Ом, L = 70 мГн, С = 82 мкФ. Частота стандартная. Постройте векторную диаграмму сил токов. |
ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК
ВАРИАНТ 4
I |
1. Какой индуктивности катушку надо включить в колебательный контур, чтобы при емкости конденсатора 2 мкФ получить частоту 1 кГц? 2. Сила тока в электрической цепи изменяется по закону i = 3cos (100πt + π/3) А. Определите амплитуду силы тока, действующее значение силы тока, круговую частоту колебаний и начальную фазу колебаний. 3. Рассчитайте сопротивление конденсатора емкостью 250 мкФ, включенного в цепь переменного тока с частотой 200 Гц. |
4. Индуктивность колебательного контура равна 0,01 Гн, а емкость 1 мкФ. Конденсатор зарядили до разности потенциалов 200 В. Какой наибольший ток возникает в контуре в процессе электромагнитных колебаний? 5. Конденсатор и катушка соединены последовательно. Емкостное сопротивление конденсатора 5 кОм. Какой должна быть индуктивность катушки, чтобы резонанс наступил в цепи при частоте колебаний силы тока 20 кГц? |
|
6. В колебательном контуре с индуктивностью 0,4 Гн и емкостью 20 мкФ амплитудное значение силы тока равно 0,1 А. Каким будет напряжение в момент, когда энергия электрического и энергия магнитного полей будут равны? Колебания считать незатухающими. 7. В цепь переменного тока с частотой 400 Гц включена катушка индуктивностью 0,1 Гн. Определите, какой емкости конденсатор надо включить в эту цепь, чтобы осуществился резонанс. |
Э лектрические конденсаторы служат для накопления электроэнергии. Простейший конденсатор состоит из двух металлических пластин - обкладок и диэлектрика находящегося между ними. Если к конденсатору подключить источник питания, то на обкладках возникнут разноименные заряды и появится электрическое поле притягивающее их на встречу, друг к другу. Эти заряды остаются после отключения источника питания, энергия сохраняется в электрическом поле между обкладками.
Параметр конденсатора | Тип конденсатора | ||
Керамический | Электролитический | На основе металлизированной пленки | |
От 2,2 пФ до 10 нФ | От 100 нФ до 68000 мкФ | 1 мкФ до 16 мкФ | |
± 10 и ±20 | ±10 и ±50 | ±20 | |
50 - 250 | 6,3 - 400 | 250 - 600 | |
Стабильность конденсатора | Достаточная | Плохая | Достаточная |
От -85 до +85 | От -40 до +85 | От -25 до +85 |
В керамических конденсаторах диэлектриком является высококачественная керамика: ультрафарфор,тиконд,ультрастеатит и др. Обкладкой служит слой серебра, нанесенный на поверхность. Керамические конденсаторы применяются в разделительных цепях усилителей высокой частоты.
В электролитических полярных конденсаторах диэлектриком служит слой оксида, нанесенный на металлическую фольгу. Другая обкладка образуется из пропитанной электролитом бумажной ленты.
В твердотельных оксидных конденсаторах жидкий диэлектрик заменен специальным токопроводящим полимером. Это позволяет увеличить срок службы(и надежность). Недостатками твердотельных оксидных конденсаторов являются более высокая цена и ограничения по напряжению(до 35 в).
Оксидные электролитические и твердотельные конденсаторы отличаются большой емкостью, при относительно малых размерах. Эта их особенность определяется тем, что толщина оксида - диэлектрика очень мала.
При включении оксидных конденсаторов в цепь, необходимо соблюдать полярность. В случае нарушения полярности, электролитические конденсаторы взрываются, твердотельные - просто выходят из строя. Что бы полностью избежать возможности взрыва(у электролитических конденсаторов), некоторые модели снабжаются предохранительными клапанами(отсутствуют у твердотельных). Область применения оксидных (электролитических и твердотельных) конденсаторов - разделительные цепи усилителей звуковой частоты, сглаживающие фильтры источников питания постоянного тока.
Конденсаторы на основе металлизированной пленки применяются в высоковольтных источниках электропитания.
Таблица 2.
Характеристики слюдяных конденсаторов и конденсаторов на основе
полиэстера и полипропилена.
Параметр конденсатора | Тип конденсатора | ||
Слюдяной | На основе полиэстера | На основе полипропилена | |
Диапазон изменения емкости конденсаторов | От 2,2 пФ до 10 нФ | От 10 нФ до 2,2 мкФ | От 1 нФ до 470 нФ |
Точность (возможный разброс значений емкости конденсатора), % | ± 1 | ± 20 | ± 20 |
Рабочее напряжение конденсаторов, В | 350 | 250 | 1000 |
Стабильность конденсатора | Отличная | Хорошая | Хорошая |
Диапазон изменения температуры окружающей среды, о С | От -40 до +85 | От -40 до +100 | От -55 до +100 |
Слюдяные конденсаторы изготавливаются путем прокладывания между обкладками из фольги слюдяных пластин, или наоборот - металлизацией слюдяных пластин. Слюдяные конденсаторы находят применение в звуковоспроизводящих устройствах, фильтрах высокочастотных помех и генераторах. Конденсаторы на основе полиэстера - это конденсаторы общего назначения, а конденсаторы на основе полипропилена применяются в высоковольтных цепях постоянного тока.
Таблица 3.
Характеристики слюдяных конденсаторов на основе поликарбоната, полистирена
и тантала.
Параметр конденсатора |
Тип конденсатора |
||
На основе поликарбоната |
На основе полистирена |
На основе тантала |
|
Диапазон изменения емкости конденсаторов | От 10 нФ до 10 мкФ | От 10 пФ до 10 нФ | От 100 нФ до 100 мкФ |
Точность (возможный разброс значений емкости конденсатора), % | ± 20 | ± 2,5 | ± 20 |
Рабочее напряжение конденсаторов, В | 63 - 630 | 160 | 6,3 - 35 |
Стабильность конденсатора | Отличная | Хорошая | Достаточная |
Диапазон изменения температуры окружающей среды, о С | От -55 до +100 | От -40 до +70 | От -55 до +85 |
Конденсаторы на основе поликарбоната используются
в фильтрах, генераторах и времязадающих цепях.
Конденсаторы на основе полистирена и тантала используются тоже, во времязадающих
и разделительных цепях. Они считаются конденсаторами общего назначения.
В металлобумажных конденсаторах общего назначения, обкладки изготавливаются
путем напыления металла на бумагу пропитанную специальным составом и покрытые тонким
слоем лака.
Код | Емкость(пФ) | Емкость(нФ) | Емкость(мкФ) |
109 | 1,0(пФ) | 0,001(нФ) | 0,000001(мкФ) |
159 | 1,5(пФ) | 0,0015(нФ) | 0,0000015(мкФ) |
229 | 2,2(пФ) | 0,0022(нФ) | 0,0000022(мкФ) |
339 | 3,3(пФ) | 0,0033(нФ) | 0,0000033(мкФ) |
479 | 4,7(пФ) | 0,0047(нФ) | 0,0000047(мкФ) |
689 | 6,8(пФ) | 0,0068(нФ) | 0,0000068(мкФ) |
100 | 10(пФ) | 0,01(нФ) | 0,00001(мкФ) |
150 | 15(пФ) | 0,015(нФ) | 0,000015(мкФ) |
220 | 22(пФ) | 0,022(нФ) | 0,000022(мкФ) |
330 | 33(пФ) | 0,033(нФ) | 0,000033(мкФ) |
470 | 47(пФ) | 0,047(нФ) | 0,000047(мкФ) |
680 | 68(пФ) | 0,068(нФ) | 0,000068(мкФ) |
101 | 100(пФ) | 0,1(нФ) | 0,0001(мкФ) |
151 | 150(пФ) | 0,15(нФ) | 0,00015(мкФ) |
221 | 220(пФ) | 0,22(нФ) | 0,00022(мкФ) |
331 | 330(пФ) | 0,33(нФ) | 0,00033(мкФ) |
471 | 470(пФ) | 0,47(нФ) | 0,00047(мкФ) |
681 | 680(пФ) | 0,68(нФ) | 0,00068(мкФ) |
102 | 1000(пФ) | 1(нФ) | 0,001(мкФ) |
152 | 1500(пФ) | 1,5(нФ) | 0,0015(мкФ) |
222 | 2200(пФ) | 2,2(нФ) | 0,0022(мкФ) |
332 | 3300(пФ) | 3,3(нФ) | 0,0033(мкФ) |
472 | 4700(пФ) | 4,7(нФ) | 0,0047(мкФ) |
682 | 6800(пФ) | 6,8(нФ) | 0,0068(мкФ) |
103 | 10000(пФ) | 10(нФ) | 0,01(мкФ) |
153 | 15000(пФ) | 15(нФ) | 0,015(мкФ) |
223 | 22000(пФ) | 22(нФ) | 0,022(мкФ) |
333 | 33000(пФ) | 33(нФ) | 0,033(мкФ) |
473 | 47000(пФ) | 47(нФ) | 0,047(мкФ) |
683 | 68000(пФ) | 68(нФ) | 0,068(мкФ) |
104 | 100000(пФ) | 100(нФ) | 0,1(мкФ) |
154 | 150000(пФ) | 150(нФ) | 0,15(мкФ) |
224 | 220000(пФ) | 220(нФ) | 0,22(мкФ) |
334 | 330000(пФ) | 330(нФ) | 0,33(мкФ) |
474 | 470000(пФ) | 470(нФ) | 0,47(мкФ) |
684 | 680000(пФ) | 680(нФ) | 0,68(мкФ) |
105 | 1000000(пФ) | 1000(нФ) | 1,0(мкФ) |
2. Второй вариант - маркировка производится не в пико, а в микрофарадах, причем вместо десятичной точки ставиться буква µ.
3.Третий вариант.
У советских конденсаторов вместо латинской "р" ставилось "п".
Допустимое отклонение номинальной емкости маркируется буквенно, часто буква следует за кодом определяющим
емкость(той же строкой).
Конденсаторы с линейной зависимостью от температуры.
ТКЕ(ppm/²C) | Буквенный код |
100(+130....-49) | A |
33 | N |
0(+30....-47) | C |
-33(+30....-80) | H |
-75(+30....-80) | L |
-150(+30....-105) | P |
-220(+30....-120) | R |
-330(+60....-180) | S |
-470(+60....-210) | T |
-750(+120....-330) | U |
-500(-250....-670) | V |
-2200 | K |
Далее следует напряжение в вольтах, чаще всего - в виде обычного числа.
Например, конденсатор на этой картинке промаркирован двумя строчками. Первая(104J) - означает, что его емкость составляет 0,1мкФ(104), допустимое
отклонение емкости не превышает ± 5%(J). Вторая(100V) - напряжение в вольтах.
Напряжение (В) | Буквеный код |
1 | I |
1,6 | R |
3,2 | A |
4 | C |
6,3 | B |
10 | D |
16 | E |
20 | F |
25 | G |
32 | H |
40 | C |
50 | J |
63 | K |
80 | L |
100 | N |
125 | P |
160 | Q |
200 | Z |
250 | W |
315 | X |
400 | Y |
450 | U |
500 | V |
Маркировка СМД (SMD) конденсаторов.
Размеры СМД конденсаторов невелики, поэтому маркировка их производится весьма лаконично.
Рабочее напряжение нередко кодируется буквой(2-й и 3-й варианты на рисунке ниже) в соответствии с (вариант 2 на рисунке), либо с использованием двухзначного
буквенно-цифровой кода(вариант 1 на рисунке). При использовании последнего, на корпусе можно обнаружить таки две(а не одну букву) с одной цифрой(вариант 3 на рисунке).
Первая буква может является как кодом изготовителя(что не всегда интересно), так и указываеть на номинальное рабочее напряжение(более полезная информация), вторая - закодированным значением
в пикоФарадах(мантиссой). Цифра - показатель степени(указывает сколько нулей необходимо добавить к мантиссе).
Например EA3 может означать, что номинальное напряжение конденсатора 16в(E) а емкость - 1,0 *1000 = 1 нанофарада,
BF5 соответсвенно, напряжение 6,3в(В), емкость - 1,6* 100000 = 0,1 микрофарад и.т.д.
Буква | Мантисса. |
A | 1,0 |
B | 1,1 |
C | 1,2 |
D | 1,3 |
E | 1,5 |
F | 1,6 |
G | 1,8 |
H | 2,0 |
J | 2,2 |
K | 2,4 |
L | 2,7 |
M | 3,0 |
N | 3,3 |
P | 3,6 |
Q | 3,9 |
R | 4,3 |
S | 4,7 |
T | 5,1 |
U | 5,6 |
V | 6,2 |
W | 6,8 |
X | 7,5 |
Y | 8,2 |
Z | 9,1 |
a | 2,5 |
b | 3,5 |
d | 4,0 |
e | 4,5 |
f | 5,0 |
m | 6,0 |
n | 7,0 |
t | 8,0 |
Использование каких - либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт
Большинство светотехнических установок наряду с активной мощностью потребляют и реактивную мощность, т.к. они имеют обмотки с довольно большой индуктивностью. Наличие реактивной мощности приводит к необходимости использовать более мощные трансформаторы и кабели, чем это требуется при активной нагрузке. Величина реактивной нагрузки характеризуется значением cos Ф в сети. При этом следует отметить, что потребляемая реактивная мощность не затрачивается на выполнение полезной работы, а фактически расходуется впустую.
Появление в сети реактивной нагрузки имеет, следующие негативные последствия:
увеличение потребляемой мощности;
уменьшение мощности, доступной вторичным трансформаторам;
увеличение падений напряжения и потерь на нагревание в кабелях;
сокращение срока службы оборудования;
увеличение на 30-60% суммы платежа на потребляемую электроэнергию.
Каждому дросселю полагается своя емкость конденсатора. Ни на дросселе , ни на ИЗУ , на схемах включения ламп эти конденсаторы не указаны. Эти конденсаторы подключаются параллельно сети 220 вольт до дросселя и служат для увеличения cos Ф сети, т.е. для компенсации реактивной мощности.
Изначально электромагнитный дроссель имеет очень низкий cos Ф. На корпусе дросселя указывается такой параметр как "лямбда" 0.42(0.44), 0.55 - это современное обозначение cos Ф, т.е. зарубежные электротехники, да и наши в последнее время для светотехнических расчётов ввели новое понятие - "фактор мощности"; его и следует принимать при расчётах как cos Ф. Грубо говоря, КПД дросселя изначально в пределах 50%. Это очень мало, почти 50% потребляемой электроэнергии расходуется зря, приходится платить за ложный ток.
При использовании входного конденсатора (параллельно сети) происходит компенсация емкостью индуктивности дросселя и ток, потребляемый комплектом лампа-дроссель, снижается почти в 2 раза. Считается, что с электромагнитным ПРА можно получить cos Ф, в самом лучшем случае, не более 0.92.
Электронные ПРА дают cos Ф 0.98-0.99, т.е. ток приблизится к току обычной лампы накаливания 250 ватт (если бы такая была). Например, ток потребляемый от сети электромагнитного ПРА с лампой ДНаТ-250 без конденсатора, почти 3А, а с ним - 1.4А. И так далее.
Дроссель ДНаТ-250 (3А) - 35 мкф.
Дроссель ДНаТ-400 (4.4А) - 45 мкф.
Дроссель ДРЛ-250 (2.15А) - 18 мкф.
Дроссель ДРЛ-400 (3.25А) - 25 мкф.
Для получения требуемой емкости конденсаторы можно включать параллельно, например 2 конденсатора по 16 мкф, подключенных параллельно, дают емкость 32 мкф., рабочее напряжение остается тоже - 250 вольт.
Не следует надеяться, что, поставив емкость побольше, Вы получите cos Ф больше 1. Если емкость будет больше, чем надо, лампа начнет мигать, если меньше, то ток потребления снизиться незначительно. То есть повышение емкости конденсаторов приведёт к уменьшению КПД и возникновению резонанса в цепи.
Ниже приведены величины емкостей в МКФ (все конденсаторы должны быть рассчитаны на переменное напряжение ~400V).