Техника
Как работает конденсатор (полностью физика процесса. то, что он не пропускает постоянную составляющую, мне известно)
Через конденсатор проходят только токи Фуко, внутренние токи, возникающие за счет смещения орбит электронов по действием поля, или за счет поворота диполей. это значит, что через него не проходят те электроны, которые подошли к его первой пластине. откуда берутся электроны, и ток соответственно, в электрическом коле уже после конденсатора? ? как понять, почему через конденсатор ток постоянен, а напряжение отстает на 90 градусов по фазе? ну понятно, это через сопротивляемость диполей или орбит электрическому полю, отсюда и инерционность, но почему именно 90 градусов? математически это через производную в косинусе, но как понять это инженерным способом??
Это вовсе не токи Фуко. Токи Фуко - это наведённые токи В ПРОВОДНИКЕ (они же вихревые токи) . А в конденсаторе проходят токи СМЕЩЕНИЯ (токи Максвелла, если угодно) . И токи эти пропорциональны скорости изменения электрического поля в конденсаторе - это прямое следствие одного из уравнений означенного Максвелла.
А скорость изменения - это производная. Поэтому ток смещения (через конденсатор) пропорционален производной от напряжённости электрического поля по времени. Для конденсатора, параметры которого не изменяются со временем, напряжённость поля однозначно связана с напряжением на пластинах (E = U/d). Значит, производная от напряжённости пропорциональна производной от напряжения. Вот это и есть ОБЩАЯ ФОРМУЛА тока смещения через конденсатор: I = C*dU/dt.
Частный случай - это синусоидальное изменение напряжения. Если в эту вот формулу тупод подставить U = Uo*sinωt и продифференцировать, то получим, что ток со временем изменяется как косинус от времени. Если теперь вспомнить совсем детскую тригонометрию - формулы приведения - то cosωt = sin(ωt-π/2). Вот это "минус пи пополам" и есть опережение током напряжения. Косинус у нас уже такой, каким синус ещё только будет, через четверть периода.
Кстати, если ток через конденсатор постоянен, то ни о какой фазе говорить не приходится. Понятие "фазы" по определению относится только к периодическим сигналам. Постоянному току через конденсатор соответствует линейно изменяющееся напряжение.
А скорость изменения - это производная. Поэтому ток смещения (через конденсатор) пропорционален производной от напряжённости электрического поля по времени. Для конденсатора, параметры которого не изменяются со временем, напряжённость поля однозначно связана с напряжением на пластинах (E = U/d). Значит, производная от напряжённости пропорциональна производной от напряжения. Вот это и есть ОБЩАЯ ФОРМУЛА тока смещения через конденсатор: I = C*dU/dt.
Частный случай - это синусоидальное изменение напряжения. Если в эту вот формулу тупод подставить U = Uo*sinωt и продифференцировать, то получим, что ток со временем изменяется как косинус от времени. Если теперь вспомнить совсем детскую тригонометрию - формулы приведения - то cosωt = sin(ωt-π/2). Вот это "минус пи пополам" и есть опережение током напряжения. Косинус у нас уже такой, каким синус ещё только будет, через четверть периода.
Кстати, если ток через конденсатор постоянен, то ни о какой фазе говорить не приходится. Понятие "фазы" по определению относится только к периодическим сигналам. Постоянному току через конденсатор соответствует линейно изменяющееся напряжение.
Ну от математики и надо плясать. 90 градусов -- это свойство именно синусоиды и её производной, а не конденсатора -- его свойство только в дифференцирующем характере. Можно поставить обратную задачу -- найти такую функцию напряжения от времени, чтобы разность фаз напряжения и тока составляла 90 градусов -- получится синусоида. Причём решение справедливо для любого дифференцирующего звена.
Вот аналогия -- к пружинке прикладываем силу F - суть напряжение, она смещается на расстояние x, суть - заряд, скорость этого смещения - v, суть ток. F=kx (u=cq), dF/dt=k*dx/dt=kv (du/dt=c*dq/dt=c*I). Прикладываете к пружинке силу по синусоиде, скорость будет отставать на 90 градусов. . Прикладываем к конденсатору напряжение по синусоиде - ток будет отставать на 90 градусов. Никаких особых механизмов, только дифференцирующий характер..
Вот аналогия -- к пружинке прикладываем силу F - суть напряжение, она смещается на расстояние x, суть - заряд, скорость этого смещения - v, суть ток. F=kx (u=cq), dF/dt=k*dx/dt=kv (du/dt=c*dq/dt=c*I). Прикладываете к пружинке силу по синусоиде, скорость будет отставать на 90 градусов. . Прикладываем к конденсатору напряжение по синусоиде - ток будет отставать на 90 градусов. Никаких особых механизмов, только дифференцирующий характер..
полная чушь все это
смысл неполярного конденсатора в том что ток обгоняет ЭДС
смысл неполярного конденсатора в том что ток обгоняет ЭДС
Похожие вопросы
- Как работает конденсатор (полностью физика процесса. то, что он не пропускает постоянную составляющую, мне известно)
- Как происходит отсекание постоянной составляющей напряжения конденсатором?
- Почему конденсатор не пропускает постоянный ток? (а переменный пропускает).
- Как работает конденсатор в цепи?
- Объясните каким образом в этой схеме работает конденсатор
- Почему щёлкает бич? Мне интересна физика процесса. Ведь конец совсем тонкий, а гремит не хуже пистолета!
- Зачем "срезать постоянную составляющую" на входе аудио усилителя с помощью конденстора?
- Почему в кипятильнике из лезвий работает конденсатор, а в моем самодельном нет взаимодействия (описание на рисунке)?
- Как Вы видите физику процесса
- Если постоянный ток не проходит через конденсатор, то почему полярные конденсаторы работают только в постоянном токе?