30. Как связаны друг с другом ток и напряжение на конденсаторе?
Конденсатор – электронный компонент, предназначенный для накопления электрического заряда. Способность конденсатора накапливать электрический заряд зависит от его главной характеристики – емкости. Емкость конденсатора (С) определяется как соотношение количества электрического заряда (Q) к напряжению (U).
Емкость конденсатора измеряется в фарадах (F) – единицах, названых в честь британского ученого физика Майкла Фарадея. Емкость в один фарад (1F) равняется количеству заряда в один кулон (1C), создающему напряжение на конденсаторе в один вольт (1V). Вспомним, что один кулон (1С) равняется величине заряда, прошедшего через проводник за одну секунду (1sec) при силе тока в один ампер (1A).
Однако кулон, это очень большое количество заряда относительно того, сколько способно хранить большинство конденсаторов. По этой причине, для измерения емкости обычно используют микрофарады (µF или uF), нанофарады (nF) и пикофарады (pF).
1µF = 0.000001 = 10-6 F
1nF = 0.000000001 = 10-9 F
1pF = 0.000000000001 = 10-12 F
31. Как связаны друг с другом ток и напряжение на индуктивности?
Катушка индуктивности — винтовая, спиральная или винтоспиральная катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью при относительно малой ёмкости и малом активном сопротивлении. Как следствие, при протекании через катушку переменного электрического тока, наблюдается её значительная инерционность.
Применяются для подавления помех, сглаживания пульсаций, накопления энергии, ограничения переменного тока, в резонансных(колебательный контур) и частотноизбирательных цепях, в качестве элементов индуктивности искусственных линий задержки с сосредоточенными параметрами, создания магнитных полей, датчиков перемещений и так далее.
Основным параметром катушки индуктивности является её индуктивность, численно равная отношению создаваемого током потока магнитного поля, пронизывающего катушку к силе протекающего тока. Типичные значения индуктивностей катушек от десятых долей мкГн до десятков Гн.
Индуктивность катушки пропорциональна линейным размерам катушки, магнитной проницаемости сердечника и квадрату числа витков намотки. Индуктивность катушки-соленоида[источник не указан 265 дней]:
,где
—магнитная
постоянная,
— относительная
магнитная проницаемость материала
сердечника (зависит от частоты),
—
площадь
сечения сердечника,
—
длина
средней линии сердечника,
—
число
витков.
Схема последовательного соединения катушек индуктивности. Ток через каждую катушку один и тот же.
При последовательном соединении катушек общая индуктивность равна сумме индуктивностей всех соединённых катушек:
.
Электрическая схема параллельного соединения нескольких катушек индуктивности. Напряжение на всех катушках одинаково
При параллельном соединении катушек общая индуктивность равна:
.
32. Сформулируйте законы коммутации
14.2. Законы (правила) коммутации
Согласно первому закону коммутации, ток через индуктивность не может измениться скачком, т.е. ток через индуктивность до коммутации равен току через индуктивность после коммутации:
iL(0-)=iL(0+).
Доказать
это можно, рассматривая уравнение
(14.1). Если бы ток мог измениться скачком,
то
,
и левая часть уравнения не будет равна
правой.
Иногда приходится использовать более общий закон – закон сохранения потокосцеплений: сумма потокосцеплений до коммутации равна сумме потокосцеплений после коммутации
Согласно второму закону коммутации, напряжение на емкости не может измениться скачком, т.е. напряжение на емкости до коммутации равно напряжению на емкости после коммутации:
uc(0-)=uc(0+).
Доказывается
это аналогично предыдущему. Если бы
была возможность изменения напряжения
на конденсаторе скачком, то
стремилась бы к бесконечности и в
уравнении цепи, содержащей сопротивление
и конденсатор,
или
(так
как
) левая часть не была бы равна правой.
Иногда приходится использовать более общий закон сохранения заряда: заряд в цепи до коммутации равен заряду в цепи после коммутации
33. Нарисовать график тока i=10(e-100t – e-400t)
34. Нарисовать график u= 1000e-100tsin500t