Конденсатор и RC цепочка

Если соединить резистор и конденсатор, то получится пожалуй одна из самых полезных и универсальных цепей.
 

О многочисленных способах применения которой я сегодня и решил рассказать. Но вначале про каждый элемент в отдельности:
 

Резистор — его задача ограничивать ток. Это статичный элемент, чье сопротивление не меняется, про тепловые погрешности сейчас не говорим — они не слишком велики. Ток через резистор определяется законом ома — I=U/R, где U напряжение на выводах резистора, R — его сопротивление.
 

Конденсатор штука поинтересней. У него есть интересное свойство — когда он разряжен то ведет себя почти как короткое замыкание — ток через него течет без ограничений, устремляясь в бесконечность. А напряжение на нем стремится к нулю. Когда же он заряжен, то становится как обрыв и ток через него течь перестает, а напряжение на нем становится равным заряжающему источнику. Получается интересная зависимость — есть ток, нет напряжения, есть напряжение — нет тока.
 

Чтобы визуализировать себе этот процесс, представь ган… эмм.. воздушный шарик который наполняется водой. Поток воды — это ток. Давление воды на упругие стенки — эквивалент напряжения. Теперь смотри, когда шарик пуст — вода втекает свободно, большой ток, а давления еще почти нет — напряжение мало. Потом, когда шарик наполнится и начнет сопротивляться давлению, за счет упругости стенок, то скорость потока замедлится, а потом и вовсе остановится — силы сравнялись, конденсатор зарядился. Есть напряжение натянутых стенок, но нет тока!
 

Теперь, если снять или уменьшить внешнее давление, убрать источник питания, то вода под действием упругости хлынет обратно. Также и ток из конденсатора потечет обратно если цепь будет замкнута, а напряжение источника ниже чем напряжение в конденсаторе.
 

Емкость конденсатора. Что это?
Теоретически, в любой идеальный конденсатор можно закачать заряд бесконечного размера. Просто наш шарик сильней растянется и стенки создадут большее давление, бесконечно большое давление.
А что же тогда насчет Фарад, что пишут на боку конденсатора в качестве показателя емкости? А это всего лишь зависимость напряжения от заряда (q = CU). У конденсатора малой емкости рост напряжения от заряда будет выше.
 

Представь два стакана с бесконечно высокими стенками. Один узкий, как пробирка, другой широкий, как тазик. Уровень воды в них — это напряжение. Площадь дна — емкость. И в тот и в другой можно набузолить один и тот же литр воды — равный заряд. Но в пробирке уровень подскочит на несколько метров, А в тазике будет плескаться у самого дна. Также и в конденсаторах с малой и большой емкостью.
Залить то можно сколько угодно, но напряжение будет разным.
 

Плюс в реале у конденсаторов есть пробивное напряжение, после которого он перестает быть конденсатором, а превращается в годный проводник :)
 

А как быстро заряжается конденсатор?
В идеальных условиях, когда у нас бесконечно мощный источник напряжения с нулевым внутренним сопротивлением, идеальные сверхпроводящие провода и абсолютно безупречный конденсатор — этот процесс будет происходить мгновенно, с временем равным 0, равно как и разряд.
 

Но в реальности всегда существуют сопротивления, явные — вроде банального резистора или неявные, такие как сопротивление проводов или внутреннее сопротивление источника напряжения.
В этом случае скорость заряда конденсатора будет зависить от сопротивлений в цепи и емкости кондера, а сам заряд будет идти по экспоненциальному закону.
 

 

А у этого закона есть пара характерных величин:

  • Т — постоянная времени, это время при котором величина достигнет 63% от своего максимума. 63% тут взялись не случайно, тут прямая завязка на такую формулу VALUET=max—1/e*max.
  • 3T — а при троекратной постоянной значение достигнет 95% своего максимума.

 

Постоянная времени для RC цепи Т=R*C.
 

Чем меньше сопротивление и меньше емкость, тем быстрей конденсатор заряжается. Если сопротивление равно нулю, то и время заряда равно нулю.
 

Рассчитаем за сколько зарядится на 95% конденсатор емкостью 1uF через резистор в 1кОм:
T= C*R = 10-6 * 103 = 0.001c
3T = 0.003c через такое время напряжение на конденсаторе достигнет 95% от напряжения источника.
 

Разряд пойдет по тому же закону, только вверх ногами. Т.е. через Твремени в на конденсаторе остаенется всего лишь 100% — 63% = 37% от первоначального напряжения, а через 3T и того меньше — жалкие 5%.
 

Ну с подачей и снятием напряжения все ясно. А если напряжение подали, а потом еще ступенчато подняли, а разряжали также ступеньками? Ситуация тут практически не изменится — поднялось напряжение, конденсатор дозарядился до него по тому же закону, с той же постоянной времени — через время 3Т его напряжение будет на 95% от нового максимума.
Чуть понизилось — подразрядился и через время 3Т напряжение на нем будет на 5% выше нового минимума.
Да что я тебе говорю, лучше показать. Сварганил тут в мультисиме хитровыдрюченный генератор ступечнатого сигнала и подал на интегрирующую RC цепочку:

 

Видишь как колбасится :) Обрати внимание, что и заряд и разряд, вне зависимости от высоты ступеньки, всегда одной длительности!!!
 

А до какой величины конденсатор можно зарядить?
В теории до бесконечности, этакий шарик с бесконечно тянущимися стенками. В реале же шарик рано или поздно лопнет, а конденсатор пробьет и закоротит. Вот поэтому у всех конденсаторов есть важный параметр — предельное напряжение. На электролитах его часто пишут сбоку, а на керамических его надо смотреть в справочниках. Но там оно обычно от 50 вольт. В общем, выбирая кондер надо следить, чтобы его предельное напряжение было не ниже того которое в цепи. Добавлю что при расчете конденсатора на переменное напряжение следует выбирать предельное напряжение в 1.4 раза выше. Т.к. на переменном напряжении указывают действующее значение, а мгновенное значение в своем максимуме превышает его в 1.4 раза.
 

Что следует из вышеперечисленного? А то что если на конденсатор подать постоянное напряжение, то он просто зарядится и все. На этом веселье закончится.
 

А если подать переменное? То очевидно, что он будет то заряжаться, то разряжаться, а в цепи будет туда и обратно гулять ток. Движуха! Ток есть!
 

Выходит, несмотря на физический обрыв цепи между обкладками, через конденсатор легко протекает переменный ток, а вот постоянному слабо.
 

Что нам это дает? А то что конденсатор может служить своего рода сепаратором, для разделения переменного тока и постоянного на соответствующие составляющие.
 

Любой изменяющийся во времени сигнал можно представить как сумму двух составляющих — переменной и постоянной.

Например, у классической синусоиды есть только переменная часть, а постоянная равна нулю. У постоянного же тока наоборот. А если у нас сдвинутая синусоида? Или постоянная с помехами?
 

Переменная и постоянная составляющие сигнала легко разделяются!
Чуть выше я тебе показал как конденсатор дозаряжается и подразряжается при изменениях напряжения. Так что переменная составляющая сквозь кондер пройдет на ура, т.к. только она заставляет конденсатор активно менять свой заряд. Постоянная же как была так и останется и застрянет на конденсаторе.
 

Но чтобы конденсатор эффективно разделял переменную составляющую от постоянной частота переменной составляющей должна быть не ниже чем 1/T
 

Возможны два вида включения RC цепочки:
Интегрирующая и дифференцирующая. Они же фильтр низких частот и фильтр высоких частот.
 

Фильтр низких частот без изменений пропускает постоянную составляющую (т.к. ее частота равна нулю, ниже некуда) и подавляет все что выше чем 1/T. Постоянная составляющая проходит напрямую, а переменная составляющая через конденсатор гасится на землю.
Такой фильтр еще называют интегрирующей цепочкой потому, что сигнал на выходе как бы интегрируется. Помнишь что такое интеграл? Площадь под кривой! Вот тут она и получается на выходе.
 

Как здесь вычисляется постоянная составляющая? А с виду и не скажешь, но надо помнить, что любой периодически сигнал раскладывается в ряд Фурье, превращаясь в сумму из постоянной составляющей и пачки синусоид разной частоты и амплитуды.
 

Фильтр высоких частот работает наоборот. Он не пускает постоянную составляющую (т.к. ее частота слишком низка — 0) — ведь конденсатор для нее равносилен обрыву, а вот переменная пролазит через кондер без проблем.

А дифференцирующей цепью ее называют потому, что на выходе у нас получается дифференциал входной функции, который есть не что иное как скорость изменения этой функции.

  • На участке 1 происходит заряд конденсатора, а значит через него идет ток и на резисторе будет падение напряжения.
  • На участке 2 происходит резкое увеличение скорости заряда, а значит и ток резко возрастет, а за ним и падение напряжения на резисторе.
  • На участке 3 конденсатор просто удерживает уже имеющийся потенциал. Ток через него не идет, а значит на резисторе напряжение тоже равно нулю.
  • Ну и на 4м участке конденсатор начал разряжаться, т.к. входной сигнал стал ниже чем его напряжение. Ток пошел в обратную сторону и на резисторе уже отрицательное падение напряжения.

А если подать на вход прямоугольнй импульс, с очень крутыми фронтами и сделать емкость конденсатора помельче, то увидим вот такие иголки:

Вверху идет осциллограма того что на входе, внизу то что на выходе дифференциальной цепи.
Как видишь, тут мощные всплески на фронтах. Оно и понятно, в этом месте функция меняется резко, а значит производная (скорость изменения) этой функции велика, на пологих участках сигнал константа и его производная, скорость изменения, равна нулю — на графике ноль.
 

А если загнать в дифференциатор пилу, то на выходе получим…

прямоугольник. Ну, а чо? Правильно — производная от линейной функции есть константа, наклон этой функции определяет знак константы.
 

Короче, если у тебя сейчас идет курс матана, то можешь забить на богомерзкий Mathcad, отвратный Maple, выбросить из головы матричную ересь Матлаба и, достав из загашников горсть аналоговой рассыпухи, спаять себе истинно ТРУЪ аналоговый компьютер :) Препод будет в шоке :)
 

Правда на одних только резисторах кондерах интеграторы и диффернциаторы обычно не делают, тут юзают операционные усилители. Можешь пока погуглить на предмет этих штуковин, любопытная вещь :)
 

А вот тут я подал обычный приямоугольный сигнал на два фильтра высоких и низких частот. А выходы с них на осциллограф:

И вот что получилось на осциллографе:

Вот, чуть покрупней один участок:

Как видишь, на одном срезало постоянную составляющую, на другом переменную.
 

Ладно, что то мы отвлеклись от темы.
 

Как еще можно применить RC цепь?
Да способов много. Часто ее используют не только в качестве фильтров, но и как формирователи импульсов. Например, на сбросе контроллера AVR, если надо чтобы МК стартанул не сразу после включения питания, а с некоторой выдержкой:

При старте кондер разряжен, ток через него вваливат на полную, а напряжение на нем мизерное — на входе RESET сигнал сброса. Но вскоре конденсатор зарядится и через время Т его напряжение будет уже на уровне логической единицы и на RESET перестанет подаваться сигнал сброса — МК стартанет.
А для AT89C51 надо с точностью наоборот RESET организовать — вначале подать единицу, а потом ноль. Тут ситуация обратная — пока кондер не заряжен, то ток через него течет большой, Uc — падение напряжения на нем мизерное Uc=0. А значит на RESET подается напряжение немногим меньше напряжения питания Uпит-Uc=Uпит.
Но когда кондер зарядится и напряжение на нем достигнет напряжения питания (Uпит=Uс), то на выводе RESET уже будет Uпит-Uc=0
 

Аналоговые измерения
Но фиг сними с цепочками сброса, куда прикольней использовать возможность RC цепи для замера аналоговых величин микроконтроллерами в которых нет АЦП.
Тут используется тот факт, что напряжение на конденсаторе растет строго по одному и тому же закону — экспоненте. В зависимости от кондера, резистора и питающего напряжения. А значит его можно использовать как опорное напряжение с заранее известными параметрами.
 

Работает просто, мы подаем напряжение с конденсатора на аналоговый компаратор, а на второй вход компаратора заводим измеряемое напряжение. И когда хотим замерить напряжение, то просто вначале дергаем вывод вниз, чтобы разрядить конденсатор. Потом возвращем его в режим Hi-Z, cбрасываем и запускаем таймер. А дальше кондер начинает заряжаться через резистор и как только компаратор доложит, что напряжение с RC догнало измеряемое, то останавливаем таймер.

Зная по какому закону от времени идет возрастание опорного напряжения RC цепи, а также зная сколько натикал таймер, мы можем довольно точно узнать чему было равно измеряемое напряжение на момент сработки компаратора. Причем, тут не обязательно считать экспоненты. На начальном этапе зарядки кондера можно предположить, что зависимость там линейная. Или, если хочется большей точности, аппроксимировать экспоненту кусочно линейными функциями, а по русски — отрисовать ее примерную форму несколькими прямыми или сварганить таблицу зависимости величины от времени, короче, способов вагон просто.
 

Если надо заиметь аналоговую крутилку, а АЦП нету, то можно даже компаратор не юзать. Дрыгать ножкой на которой висит конденсатор и давать ему заряжаться через перменный резистор.
 

По изменению Т, которая, напомню T=R*C и зная что у нас С = const, можно вычислить значение R. Причем, опять же необязательно подключать тут математический аппарат, в большинстве случаев достаточно сделать замер в каких-нибудь условных попугаях, вроде тиков таймера. А можно пойти другим путем, не менять резистор, а менять емкость, например, подсоединяя к ней емкость своего тела… что получится? Правильно — сенсорные кнопки!
 

Если что то непонятно, то не парься скоро напишу статью про то как прикрутить к микроконтроллеру аналоговую фиговину не используя АЦП. Там подробно все разжую.
 

Теперь, думаю, ты понял за что я так люблю RC цепочки и почему на моей отладочной плате PinBoard их несколько и с разными параметрами :)
 

238 thoughts on “Конденсатор и RC цепочка”

    1. предельное напряжение. На электролитах его часто пишут сбоку, а на керамических его надо смотреть в справочниках. Но там оно обычно от 50 вольт. В общем, выбирая кондер надо следить, чтобы его предельное напряжение было не ниже того которое в цепи.

      может быть не выше того котоое цепи.
      например если переменное 220 то 220*1.4=310 надо взять вольт на 270-300
      а если постояноое то к примеру 24 то и напряжение должно на конденсаторе быть
      24?

  1. Про «истинно ТРУЪ аналоговый компьютер» — в совсем старых книжках упоминались аналоговые схемы для моделирования решений дифференциальных уравнений, так что это еще не предел :)

    1. Индуктивности препротивнейшая штука, тк во первых их обычно нужно мотать, а во вторых если индуктивность без сердечника или без экрана, она чуствительна к находящемуся близко железу (на 27МГц уже контура разносят на 10-20см и они при этом еще оказываются связаны).

      Так что индуктивности уже желательно рассматривать вместе с теорией поля и не плоский случай а 3D.

  2. Очень хорошо) Правда, можно было бы еще приплести сюда немного матана в виде комплексных вычислений.
    Хотелось бы еще услышать про LC цепи и различные _фильтры_ в качестве кульминации всего ранее сказанного. А то лично я уже, честно говоря, мат. аппарат их расчета немного подзабыл :)

    И ряды Фурье в качестве отдельной темы :) Очень полезная штука все же. БПФ в контроллерах на многое способно.

  3. «В общем, выбирая кондер надо следить, чтобы его предельное напряжение было не ниже того которое в цепи»

    Хотел бы добавить, что для переменного напряжения конденсатор следует брать с напряжением в 1.41 раза выше действующего, так как амплитудное значение выше.

  4. ви таки будете смеяться, но я часа 4 назад на радиокоте как раз извалял в гавне постоянную заряда
    я это называю парадоксом заряда конденсатора

    оно бы все ничего, да только тут засунули какое-то число е типа пи и теперь у нас заряд нелинейный
    ведь сферический конденсатор в вакууме линеен

            1. Есть такой анекдот:
              Псих в психбольнице гоняется за другими психами и кричит «продифференцирую всех нах!». Все ессно убегают. Боятся значить! Подбегает он к главврачу психушки. А тот спокойно так стоит. Псих у него спрашивает: «Почему не убегаешь? Продифференцирую НАХ!» А тот ему: «А я экспонента!»

              зы Не кормите ержика!

    1. Какоето число е)) Если провести анализ переходного процесса, например операторным методом, то после после нахождения оригинала, воспользовавшись теоремой смещения (откуда и берется экспонента)увидим, что напряжение на емкости меняется по показательному закону.

    2. «кстати число пи … никак не связано с окружностью»

      Можно в двух словах пояснить, что имелось ввиду, ибо есть связь l=pi*d.
      (Если объяснение содержит процесс вакуумной сферизации, тогда не надо).

      1. Число пи конечно связано с окружностью, тк математика процессов реактивных цепей использует 2-мерную систему координат, в которой в простейшем случае колебания представлены движением по окружности (в более сложных случаях там получаются фигуры Лиссажу, или даже что-то свиду хаотическое, которые впрочем тоже нормально описываются суммой нескольких векторов вращающихся по окружности).

        «Усложнение» такое нужно потому что в реактивных цепях есть эффекты накопления энергии, которые (эффекты) громоздко вписать обычной математикой, но красиво получаются при введении комплексных чисел с мнимой частью.

      1. Постоянный = стабильный.
        У индуктивности наоборот, при постоянном напряжении ток нарастает линейно.

        Еще ток в конденсаторе может меняться как угодно быстро, а напряжение нет, на индукторе соотвественно наоборот, приложеное напряжение может меняться как угодно, а ток оно держит.

  5. извините за придирки, а можно я тоже немножко Вас поправлю.

    Поправка 1.
    На правом графике (к сожалению рисунки не имеют нумерации), где Вы говорите про него: «На участке 2 происходит резкое увеличение скорости заряда, а значит и ток резко возрастет, а за ним и падение напряжения на резисторе», у Вас допущена досадная ошибка.

    Участок 2 на правом графике должен иметь вид горизонтальной полочки, начиная от времени, когда заканчивается участок 1, и вплоть до времени, когда начинается участок 3. У Вас же нарисована остроконечная «горка», что в принципе неверно. Пожалуйста поправьте.

    Высота «полочки» для участка 2 на правом графике должна быть больше, чем у полочки для участка 1. И в самом деле, участок 2 на левом графике имеет более крутой подъем, чем участок 1, поэтому и «полка» для него должна быть расположена выше. А поскольку участок 2 на левом графике — это линейно нарастающее напряжение, то соответствующий ему участок 2 на правом графике должен иметь горизонтальный вид.

    Поправка 2.
    Пожалуйста не пытайтесь охватить всю аудиторию — от тех, кто впервые сталкивается с конденсаторами (их вопросы — пробивное напряжение, какой ток конденсатор пропускает — постоянный или переменный, что такое RC-цепи вообще), и тех, кто уже знает что такое Фурье-разложение. Одним некоторые вопросы будут непонятны (следовательно статья будет не столь интересна), другим — некоторые вопросы будут не интересны (статья так же потеряет свой шарм). Т.е. в обоих случаях вы огребете минусы. Не следует стремиться завоевать сразу всю аудиторию.

    Я искренне желаю Вам удачи! Спасибо за Ваш труд.
    И я еще раз приношу свои извинения.

    С уважением,
    Жевак Александр

    1. 1. Да, спасибо. Поправил :) Изначально там был нарисован вертикальный фронт, дифференциал которого уходит в бесконечность, потом я все же решил сделать его более приближеным к реальности, а вот дифференциальную половину графика поправить забыл :(

      2. А вот тут не согласен. Просто помню себя студентом первого курса — в голове каша из математики, теорий ТОЭ, и электроники и все это в виде несвязанной мозайки. Попадись мне тогда такой материал я бы внимательней изучал тот же матан, т.к. видел бы ему реальное полезное для меня применение. Да по многим предметам так. В конце концов, увидев новое определение которое подробно не разьясняется естественный рефлекс пытливого ума — тут же это загуглить.

  6. Ди, как ты учил МК? какие книги юзал? а то я открою любую книгу для начинающих, и там сразу начинается таймеры счетчики, прерывания… для меня это темный лес. что делать помоги… читать курсы, давать ссылки на курсы не предлагать. только книги. сначала хотел бы знать архитектуру (там подтягивающие резисторы, алу и все такое, ты сам занешь)
    потом уже программирование и все остальное…

    1. На мой взгляд, опыт программирования (на ПК) вполне способствует пониманию всего этого. Прерывания пожалуй даже больше к программированию относятся, чем к аппаратной части (точнее, они на их стыке).
      Еще полезно повкуривать традиционную непрограммируемую логику.
      После всего этого обнаруживаешь, что ничего непонятного в МК в общем-то и нет :)
      Архитектура в отрыве от этих знаний ИМХО тоже мало что даст, она просто будет малопонятна.

    2. Да все сразу и по разным направлениям. ПОначалу да, темный лес. Постепенно, по мере накопления знаний это все в голове структурируется и приходит понимание процесса.

    3. Пожалуй добавлю свои пять копеек опыта.

      Во первых до начала работы с МК я занимался программированием. Причём спускался от высокоуровневых языков (Basic (будь он трижды проклят!), Delphi, Pascal, Java) к низкоуровневым (С, ассемблер (Хотя от него до сих пор голова болит)).

      То есть на МК мне было переходить не сложно (даже сейчас основные сложности представляет схемотехника а не программа).

      Вообще, если честно, то писать для МК мне нравится куда больше, чем для Win32, потому, что Винда — как коммунальная квартира, там живёт куча разных программ, и обязательно кто нибудь ворует кастрюлю (файл, или ключ реестра :)) в самый неподходящий момент :) А МК — это отдельный загородный дом, коттедж, где кроме тебя никого нет!

    4. Блин, ну зачем тебе подробное знание как фунциклирует АЛУ то же самое???
      Если интересно само программирование с нуля, то могу порекомендовать Джона Мортона (не помню — здесь есть или нет). Наберись терпения, бумажку, ручку и вперед! Читать, и немного решать самостоятельных задачек (по книге). Сам начал с него.
      А если действительно интересует как что там внутри творится, то я, извини, не знаю что и присоветовать…

      1. Ага.
        Значит частота МК, запушенного от встроенной RC цепочки почти не будет плавать. Не при просадке батарейки, не при изменении температуры (в пределах комнатной).

        Только тут есть один косяк, на который я наткнулся, когда делал часы (Кварц у меня не нашёлся, поэтому часы работали на RC Меги8 2Мгц). Проблема в том, что при номинальной частоте 2 Мгц, реальная оказалась около 1,8 (А на тиньке13, она вообще доходила до 1,4 МГц).

        Проблема с частотой решалась так:
        При запуске МК зажигает Светодиод, а чарез 10 сек выключает.
        Берём какой-нить измеритель времени (я просто снимал на камеру) и замеряем, сколько РЕАЛЬНО светит диод. Быстенько считаем и поправляем частоту. Всё, можно юзать :)

        1. Там есть калибровачные байты. Их надо считать программатором и записать куда нибудь во флеш. а потом программно пихнуть в регистр калибровки. Точней будет.

          Но часы надо делать на кварце.

              1. Ну так это же не часы реального времени на каком — нибудь военном спутнике. Никто ведь не запрешает прикрутить пару кнопок и подводить по мере надобности.

                З.Ы. Вчера ночью случайно запрограмил Мегу16 на работу от внешнего кварца. Втыкаю в плату — не пашет. Через пол-часа догнал, в чём дело. Сварганил RC цепочку из того, что под рукой было. Втыкнул в программатор — нашлась! Поправил фьюзы — теперь всё работает.
                RC — Действительно палочка-выручалочка :)

              2. Гы, у меня были советские часы «электроника-5″, какая-то из последних моделей, с корректировкой времени (просто можно было поставить компенсацию в размере +-несколько секунд с десятыми долями в сутки), и я добивался этой компенсацией ухода порядка 2 секунды за 3 месяца (проверял на слух, по сигналам точного времени на обычном радио).
                Потом читал теорию и выяснил что это как раз и есть теоритический предел для кварца без термостатирования (дальше как раз вылезают температурные эффекты и старение).
                А еще потом выяснил практику, оказалось что в суперточных часах просто стоит кварц искусственно состаренный в печке и термостатом поддерживается температура опорного генератора около 70 градусов.

      1. а ты думаешь рассказы о мировом заговоре, чипованных зомби и (естественно) массонах не повлияли на беззащитную, легко ранимую психику будущего радиотехника!?

        …говори тише, за нами уже следят…

  7. А если обкладки кондёра разной площади, то время зарада-разряда будет одинаковым ?
    И расскажи пжлста, как ведут себя электролитические кондёры в переменном токе.

    1. Взрываются :)
      А точнее, на них нельзя подавать сигнал обратной полярности. Если сигнал однополярный (т.е. с достаточной постоянной составляющей) — то можно.
      Насчет неполярных не знаю.
      Если обкладки кондера разной площади, то такой кондер примерно эквивалентен кондеру, где обе обкладки такой площади, как меньшая.

      1. С электролитами на переменке не все совсем просто — там есть интересные эффекты, благодаря которым можно кратковременно заряжать обратной полярностью, если перед этим кондер был полностью заряжен в правильной полярности.

      2. Я как-то напоролся на неполярный конденсатор, на который, оказалось, нельзя подавать постоянку. Точнее, «допустимая величина постоянной составляющей» очень мала, существенно меньше номинала предельного напряжения, написанного а корпусе. Это я уже потом в справочнике прочитал. А в то время очень удивился, когда кондёр с грохотом выплюнул заливку выводов… хорошо что в сторону.

          1. Если б я помнил :-( Это было лет 12 тому как…

            Вот конструкция в памяти отложилась: корпус — цельный «стакан» из алюминиевого сплава, выводы соответственно торчат в одну сторону и залиты «пробкой» из твёрдого компаунда, на краю корпуса в области компаунда сформованы «вмятины внутрь» для лучшей фиксации этой «пробки». Диэлектрик не помню — вроде не бумажный, бумагу при таких взрывах обычно в клочья рвёт .

            Номинальное напряжение у них было 50 В, я их поставил в 5-вольтовый простейший блок питания (трансформатор+мост+стабилизатор), так что запас казался большой даже с учетом пульсаций. А оно каааак… Два кондёра — до и после стабилизатора — выстрелили дуплетом. У одного заливка просто треснула, у второго — улетела, оставив выщербину на штукатурке русской печки.
            Потом в этой же цепи «обычные» полярные электролиты на 25 В, меньшей емкости — нормально себя чувствовали.

            Что за справочник — тоже не помню.

          2. О, нашёл один сохранившийся, копаясь в хламе.
            К50-6 производства Новосибирского завода «ОКСИД», 1972 год выпуска,
            200 мкФ, 50 В. Я его даже сфоткал: http://sharepix.ru/request/eplxca1nxnmcuh8qv7kr1jot6vg142ehq1e4afq9/image54482xs.jpeg.
            Про неполярность, кажется, я прогнал. Плюсик на нём стоит.

            Это в нынешних даташитах на китайские К50-6 они неполярными числятся
            — например, http://www.platan.ru/pdf/ec126.pdf — но у них в списке номиналов нет 200 мкФ, только 220. И по размерам мой никак не «миниатюрный» — d=18, L=45 мм

            Поиск дал некоторое количество теоретических текстов, где К50-6 упоминаются как полярные оксидные. например, http://vicgain.sdot.ru/svradioL/svradioL10.htm

            Ну ладно, про неполярность я мог загнаться из данных на новые кондёры, но интересно, откуда я взял траву про заниженность допустимой постоянки?

            И с чего они бабахнули… Полярность я, помнится, всегда старался соблюдать — там где плюсик на корпусе нарисован, к плюсу и цеплять…

            Про них еще говорят, они очень склонны к высыханию.

  8. Респект. Со времен второго курса уже и забыл про все тонкости, так что приятно вспомнить =)
    Но остался один идиотский вопрос: нафига в дифференцирующей цепочке ставить резистор, подключенный к земле?

    1. Потому что считается что у источника бесконечно малое выходное сопротивление а у нагрузки бесконечно большое входное сопротивление, и конденсатор идеальный (также с бесконечно малым активным сопротивлением) и цепь идеальная (нет никаких паразитных активных и реактивных и нелинейных элементов) — и тогда фильтр получается очень слабый, тк конденсатор будет пропускать всю переменку, а с резистором уже все нормально — на НЧ у конденсатора большое сопротивление и с резистором НЧ на выход попадать будет меньше чем ВЧ.

      И вобщем для лабораторного источника в виде мощного усилителя и осциллографа-нагрузки, и при небольших частотах, цепь и есть близкая к идеальной, а в реальной жизни конечно нужно учитывать и сопротивления источника/нагрузки и в соответствующих случаях реактивные составляющие сопротивлений.

  9. Такой вопрос, если я ножкой мк генерирую ШИМ, и подключу к ней интегрирующую RC цепочку, у меня будет ровное напряжение?
    Т.е. если ШИМ с равными интервалами, и напряжение на мк 5в, то через RC цепочку я получу ровный сигнал в 2.5в? И какие выбирать номиналы резистора/конденсатора? Так, чтобы частота ШИМ <= 1/RC?

      1. О, получается я могу такую же цепочку подключить к симистору и переменке, и если управлять им ШМом, то на выходе у меня получится ровное напряжение? Только тогда же нужны керамические конденсаторы на > чем 220в, такие бывают? Электролитический ведь не подайдет? И куда заземлять конденсатор?
        (Сорри за столько вопросов, я совсем начинающий:))

          1. Нет, RC цепочку не между ножкой мк и ключем симистора(еслиб не переменка, туда полевой транзистор можо было бы воткнуть), а между выходом симистора и нагрузкой. Или так тоже не получится?
            Ну а симистор открывается-закрывается импульсами с ножки.

            1. Симистор коммутирует только переменку. А в ней нет постоянной составляющей :) Ну или она незначительная. В итоге у тебя 90% нагрузки уйдет через кондер на ноль, а резистор сгорит нафиг от натуги.

              И RC цепочка не годится для сглаживания силовых сигналов, только для измерительных-информационных (токи не более 10мА), т.к. в силовых будут чудовищные потери в резисторе (P=I*I*R) , что сводит на нет всю суть метода.

          2. >И RC цепочка не годится для сглаживания силовых сигналов, только для измерительных-информационных

            Дочитал до этого места и расстроился :) А как сглаживать силовое напряжение ? Например, в выпрямителе.
            Вот, первая картинка по запросу в гугле «схема блока питания»,
            http://www.ra4foc.narod.ru/hf/other/pic/bp_for_car_audio/1.gif
            Диодный мост выпрямляет, а кондеры сглаживают, а как их рассчитывают? Это ведь уже не RC-цепочка.
            Может у тебя где-то есть статья на тему, а я прозевал?)

  10. Поправка на названия: ФНЧ и ФВЧ расшифровываются как фильтры нижних и верхних частот, но никак не низких, высоких. Мне тоже сначала было все равно, но преподам это что-то очень не нравилось. Говорили, что смысл теряется. Короче, грамотность техноречи.

  11. А как насчет «Если что то непонятно, то не парься скоро напишу статью про то как прикрутить к микроконтроллеру аналоговую фиговину не используя АЦП. Там подробно все разжую.»

  12. Я одного не пойму в дифференцирующей цепи — у нас входное напряжение и так переменное- зачем нам отфильтровывать постоянную составляющую которой в переменном напряжении нет? И какой смысл из пилообразного входного сигнала получать такой же пилообразный сигнал с помощью РСи?

  13. Мне необходимо на вывод подать 0, а минимум через 1 мкс — логическую 1. Время фронта перехода не должно превышать 200 нс. Сколько составляет время заряда конденсатора? Смогу ли я в данном случае использовать RC цепь? Обеспечит ли она необходимое время фронта импульса? Просто очень уж нехочется тратить на вход схемы ценный выход МК, т.к. такой сброс нужно сделать всего лишь раз при включении питания.

    1. рассчитай да посмотри. Проблема тут в том, что у тебя еще время фронта есть, а у кондера оно будет затянутое, придется еще триггер шмидта ставить (еще один корпус)

      1. Вопрос не столько в значениях элементов (их посчитать проще простого), а в том, обеспечит ли RC цепь необходимое время нарастания (спада) импульса. Поэтому и спрашиваю — чему равно это время? У меня просто нет осцилографа, чтобы посмотреть. Хотя, такие малые величины могут и не зафиксироваться…

        1. Ну так это, график изменения напряжения от времени для чего нарисован то? Вот по нему и смотри свои задержки, как у тебя импульс будет себя вести, какие будут фронты и тыды. Время какое надо такое обеспечит, вопрос лишь в номиналах емкостей и кондеров.

          1. Непонял. Время импульса дано — 1 мкс. Считается просто по формуле. А как определить время нарастания? Если даже по графику — тоже непонятно. Если необходимо достичь напряжения лог 1, которое составляет 2В (40% Uпит). Максимальное время фронта = 200 нс, что составляет всего лишь 20% от времени задержки… При линейном нарастании вроде как не обеспечивает эта цепь необходимых параметров… Но ведь зависимость не линейная, а значит есть шанс… Хотя выше писалось, что это время не зависит от напряжения питания и данных конденсатора. Тот же вопрос — как посчитать время, за которое конденсатор зарядится? Или я что-то недопонимаю?
            Мне и раньше тяжко давались RC цепи, вернее, вообще не понимал. Тут хоть немного въехал, но видимо не совсем еще…

            1. Перечитываем еще раз:

              «В этом случае скорость заряда конденсатора будет зависить от сопротивлений в цепи и емкости кондера, а сам заряд будет идти по экспоненциальному закону.»

              и там же, в этой же статье:

              «А у этого закона есть пара характерных величин:
              Т — постоянная времени, это время при котором величина достигнет 63% от своего максимума. 63% тут взялись не случайно, тут прямая завязка на такую формулу VALUET=max–1/e*max.
              3T — а при троекратной постоянной значение достигнет 95% своего максимума.

              Постоянная времени для RC цепи Т=R*C.»

              И в чем проблема? У тебя есть закон, есть все его параметры (Нужное время, любая емкость и любое сопротивление). Какая проблема вычислить нужное тебе?

              1. У меня времени 2 штуки, а набор из резюка и кондера — один. Вопрос не в том, как посчитать, а какое время использовать для расчета.
                У меня Т = 1 мкс ? Через время Т он зарядится до 63%. А лог 1 наступит при 40%. Следовательно, небходимо, чтобы он «держал» землю 40% времени Т, что приведет к увеличению значения Т до 1,64 мкс. Тогда у нас как раз через это время на выводе будет необходимое для переключения в лог 1 время.
                С другой стороны имеется «крутизна фронта» (200 нс), в данном случае это время заряда кондера, которая тоже получается Т. Даже если предположить, что при 63% у нас уже кондер не будет пропускать через себя ток, т.е. обеспечит уровень 1, то мы имеем две штуки Т, а цепь резистора и кондера — одна…
                Или получается так, что при разряженном кондере на ноге будет 0, через 40% заряда — уже 1. Соответсвенно, мне необходимо, чтобы кондер набирал свои 40% заряда за 1 мкс. (длительность удержания 0), но делал это не быстрее, чем за 200 нс.
                Моск взорван…

                1. Ну так я тебе и сказал, что если тебе надо выдержать крутизну фронта, да еще ширину импульса, то нужен триггер шмидта. Конденсатор задаст длительность импульса вообще, а триггер шмидта даст тебе быстрый фронт.

                  1. Хотелось отделаться малой кровью… Придется микруху еще одну ставить. Хотя, зачем целую микруху? Ведь можно, наверное, на транзисторах его собрать. Если применить смд — тогда вообще мало места это займет… :)

                    1. Чтобы два времени одной цепочкой сделать, можно диод поставить- у него в одну сторону сопротивление Мегомы, а в другую на малых токах меньше единиц Омов.
                      Ну грубо говоря можешь сделать чтобы цепочка заряжалась через одну пару диод-резистор а разряжалась через другую, вот и будет тебе два разных времени.

                      А триггер Шмидта все равно поставь на выходе и не спорь с Хальтом.
                      Шмидт там нужен потому что обычно входы цифры отрабатывают на каком-то пороге, который находится примерно между 40% и 63% (потому это и называется зоной неопределенности).
                      И пока у тебя будет напряжение плавно расти/спадать, не раз и не два прийдет наводка, превышающая разницу между текущим «неопределенным» уровнем и уровнем срабатывания входа, и твоя схема каждый раз будет на это реагировать.

                      PS триггер Шмидта конечно можно из смд собрать, но ведь можно и счетчик, так собери лучше счетчик, и напиши про это статью ;)

                    2. Время нарастания импульса — это не время его длительности. Вопрос немного не в этом был. А как там поставить диод? Мне не нужна генерация, мне нужен всего 1 импульс при старте. И все.
                      По поводу Шмитта. Как думаешь, проще поставить еще один корпус микросхемы и давать ему питание, он будет жрать ценные мА из источника, или поставить всего 2 транзистора и пару резюков? Тем более, что работа триггера нужна будет всего лишь малое время при включении. А питание на микруху нужно подавать постоянно… Мне почему-то кажется второй вариант более предпочтительней. Только вот кто мне бы еще подсказал, как рассчитать эти самые резюки. Ведь именно они задают параметры переключения.
                      А еще лучше — сделать ждущий мультивибратор на 1 транзисторе, срабатывающий на фронт, и его вход повесить на питание. Тогда при включении он обеспечит необходимую задержку… :)

  14. Привет автор! Решил в мультисиме так сказать получше изучить RC-цепочку. Почему когда в процессе заряда отключаешь ключом источник, то и на кондере есть напряжение и на последовательном с ним резисторе? И еще, вы говорите, что при наличие напряжения на кондере отсуствует ток и наоборот. Опять же в мультисме, при зарядке так оно и есть — максимальный ток-минимальное напряжение, а вот при разрядке, когда на кондере напяжение в первый момент времени идет максимальный ток. Соответственно вначале разряда на кондере максимальное напряжение и через него идет максимальный ток, а значит выделяется мощность. Объясните пожалуйста в чем тут ошибка.

    1. Чето не понял в чем проблема то? Так и должно быть — при разряде, когда напряжение максимальное на кондере через него идет максимальный ток. Т.к. кондер в этом случае играет роль источника с очень малым собственным внутренним сопротивлением.

  15. Прошу прощение за дурацкие вопросы, но вроде вы говорили, что на кондере не расходуется мощность, поэтому его можно использовать, например, в частотном делителе, для понижения напряжение, допустим с 220 до 5В. Получается, что в данном случае кондер — это такая же «грелка» как и резистор.

    1. Она расходуется, но в разы меньше.

      Когда кондер просто был заряжен и разряжается на резистор, то все его напряжение высаживается на резисторе, а т.к. его внутреннее сопротивление в этот нулевое, то на нем падения и не будет. Он в этот момент ведет себя как источник напряжения, выдавая максимально возможный ток для его нагрузки. Потом вся мощность рассеится на резисторе и упадет и напряжение и ток.

      При работе на переменном токе ситуация несколько иная. Тут кондер играет роль нагрузки, т.е. он вначале заряжается, потом перезаряжается. А напряжение все высаживается на сопротивлении цепи (даже если его нет явно, оно всегда присутствует в виде проводов или сопротивления источника).
      Собери сам RC цепочку и подай на нее переменный ток. Поставь токовый шунт и подключи его к осциллографу. Другой конец осциллографа подключи так, чтобы мерять напряжение на кондере. Напруга с шунта будет показывать форму тока, напруга с кондера — форму напряжения. Увидишь там сдвиг по фазе 90градусов. Т.е. максимуму тока будет минимум напряжения и наоборот.

    1. Блин, думал прокатит.. =)
      Кстати, какие теги пролезут в коммент?
      Могу, конечто, проэкспериментировать, но неохота захламлять.

      PS: тег CODE точно работает. Советую его юзать. Красивый подсвеченный код выходит в браузере.

  16. Уважаемый DI HALT!не могли бы просветить меня вот в каком вопросе. В каком случае используют полярные конденсаторы, о в каком неполярные? Вот, например, на выходе диодного моста обычно рисуют полярный конденсатор для сглаживания пульсаций. В этом случае обязательно ставить полярный конденсатор или можно обойтись простым?

    1. Все просто — там где в цепи полярность не изменяется — обычно ставятся полярные, а там где полярность изменяется — конечно приходится ставить неполярные.

      Вообще было-бы замечательно всегда и везде ставить для удобства неполярные конденсаторы — меньше шанс впаять неправильной полярностью.
      Но вся проблема, что неполярная емкость обычно дороже полярной, поэтому там где нужна БОЛЬШАЯ емкость, приходится ставить полярные конденсаторы.

        1. Не за что! :)

          Еще вот вспомнил: возможно вы никогда с этим не столкнетесь, но на частотах выше килогерца уже начинаются нюансы в зависимости от технологии конденсатора.
          Например, у дешевых электролитических очень большая индуктивность, и поэтому его емкость может не быть полноценно использована.
          Поэтому вы увидите в схемах ставят по несколько маленьких электролитических конденсаторов (вместо одного большого), и также на выходах стабилизаторов напряжения часто ставят параллельно электролитический и несколько керамических малой емкости.

          1. ааааааааааа….я видел много параллельно подключенных конденсаторов, но думал, что это для получения большей емкости из-за того ,что нет просто в наличии кондера с большим номиналом. А оно оказалось все намного хитрее)))

            А еще созрел вопрос. в каком случае лучше ставить электролитический, а в каком керамический конденсатор?

            1. Вообще керамический лучше по всем параметрам, кроме цены :)
              Но когда хватает параметров электролитического, то естественно лучше ставить его, потому что так дешевле ;)

              Вот конкретно электролитического хватает для линейных стабилизаторов (КРЕНки);
              для выхода с диодного моста, выпрямляющего 50-60Гц уже очень желательно ставить параллельно электролитическому несколько керамических;
              для сглаживания на выходе импульсного преобразователя (или высокочастотного), уже лучше ставить керамику, хотя есть специальные «низкоимпедансные» электролитические — например на материнках в преобразователях ставят как раз «низкоимпедансные», а вот в промышленном оборудовании там часто ставят керамику, потому что электролитические все без исключения со временем высыхают а керамические практически вечные.

              Ну естественно, в радиочастотных схемах уже ставят керамику, бумажные и воздушные.

  17. Привет Ди! Не могу прояснить для себя такую вещь. Зачем в цепь питания параллельно нагрузке ставят конденсатор без резистора. Любая просадка полностью отразится на нагрузке в силе параллельного подключения. Как конденсатор без резистора помогает в этом случае? С резистором все понятно, но в этом случае уменьшается мощность источника…

    1. Конденсатор способен в импульсе отдать большой ток. Поэтому он позволяет избежать просадок при импульсном потреблении больших токов. Например при зарядке затворов мощных полевиков или пусковых токов двигателей. Т.е. напряжение конденсаторе в принципе не может мгновенно измениться. Затем он и нужен.

  18. Возьмем конкретный пример. Пусть есть мощный источник U = 12В с внутренним сопротивлением r. К источнику подключена нагрузка R, причем R>>r, то есть величиной r можно пренебречь. Параллельно нагрузки включаем конденсатор емкостью C. В установившемся режиме неожиданно на источнике напряжение проваливается до 8В и снова восстанавливается до 12В. Напряжение на нагрузке изменится также в силу параллельного включения. Как поможет в данном случае параллельный конденсатор.

    1. У источника внезапно напряжение упасть не может. Как ты себе это представляешь? Напруга может упасть только в том случае если потребитель в себя резко всосет тока и много напряжения высадится на внутреннем сопротивлении источника. Тут кондер его и подпитает, удержав напряжение, послужив идеальным источником ЭДС с предельно малым внутренним сопротивлением.

      Если же, предположим, напряжение на источнике резко провалится (скажем батареи переключили с 12 на 3), то кондер станет источником и вкачает ток в батарею, сделав ее еще одним потребителем. А напряжение в момент переключения будет тем напряжением, что на кондере было в установившемся режиме.

      1. То есть при провале напряжения на источнике избыточное напряжение на кондере упадет на внутреннее сопротивление источника, так? Тогда каким образом можно регулировать время переходного процесса в этом случае, только величиной емкости?

    2. Просто на высоких частотах (мегагерцы и выше, да и на килогерцах вобщем тоже) уже сопротивление проводника очень существенно растет, потому что во первых действует поверхностный эффект (скин-эффект), а во вторых начинают существенно влиять паразитные емкости и индуктивности (между параллельными дорожками есть и емкость и индуктивность).
      Вот конденсатор спасает тем что он отдает заряд во время пиков потребления, а затем между пиками неторопливо потягивает из источника.

  19. DI HALT декабря 29, 2010 at 14:19
    И там в том числе. + на нагрузке. Только величиной емкости.

    То есть в контуре источник — конденсатор — внутреннее сопротивление получит весь избыток напряжения. А источнику каково от этого, из строя не выйдет? И еще. Если время переходного процесса регулируется только емкостью и учитывая, что постоянная времени равна r*C, то при очень малых r (внутр. сопр. ист.), что в общем случае наблюдается, конденсатор почти мгновенно будет отдавать излишек потенциала при просадке. Так ли это?

    1. Идеальный конденсатор будет отдавать заряд мгновенно, но ничего идеального в мире не существует — у конденсаторов есть и активное сопротивление и реактивное, причем оно возникает не только от особенностей конструкции (например у электролита смотанные в рулончик обмотки обладают заметной индуктивностью), но также есть и особенности диэлектрика (у каждого диэлектрика, кроме пожалуй вакуума (воздуха), есть несколько завалов на разных частотах).
      Вот по совокупности и выходит, что реальный конденсатор не отдаст заряд мгновенно.

    2. > внутреннее сопротивление получит весь избыток напряжения. А источнику каково от этого, из строя не выйдет?

      Вы нормально в школе учились? Про закон сохранения энергии слышали?
      — Это который говорит, что ничто из ниоткуда не возникает и вникуда не пропадает ;)
      Так вот конденсатор это НЕ ГЕНЕРАТОР, а НАКОПИТЕЛЬ энергии.
      И фактически, конденсатор только лишь помогает источнику отдавать пиковые нагрузки и делать более гладкой кривую потребления, но нет такого чтобы вдруг из конденсатора на вход источника поперла энергия.

      И кроме того, практически все источники тока хоть в какой-то степени стабилизированные, то есть у них напряжение на выходе за реальный промежуток времени может уменьшиться только на величину падения на внутреннем сопротивлении.

      Хотя вообще есть частные случаи, когда случается, народ ставит после стабилизатора конденсатор значительно больше чем перед ним, а схема потребляет меньше чем сам стабилизатор, а стабилизатор сделан так что потребляет только из части схемы перед стабилизатором, тогда при отключении внешнего источника тока может случиться, что перед стабилизатором напряжение упадет быстрее чем после стабилизатора и в итоге оказывается отрицательный перепад напряжений между входом и выходом стабилизатора и стабилизатор оказывается в нерасчетном режиме и может пробиться и сгореть.
      Вот конкретно такая проблемка у широко распространенных КРЕН5, они-же ЕМНИС LM05, но к сглаживанию пиков прямого отношения не имеет.

  20. «- Это который говорит, что ничто из ниоткуда не возникает и вникуда не пропадает ;)
    Так вот конденсатор это НЕ ГЕНЕРАТОР, а НАКОПИТЕЛЬ энергии.
    И фактически, конденсатор только лишь помогает источнику отдавать пиковые нагрузки и делать более гладкой кривую потребления, но нет такого чтобы вдруг из конденсатора на вход источника поперла энергия.»

    Мне кажется, что вы меня не так поняли. Я говорю о ситуации просадок не когда отдаются ПИКОВЫЕ НАГРУЗКИ, А САМ ИСТОЧНИК начал отдавать меньше напряжения. Как это может быть. Ну например, батареи переключили, ну или еще что-либо произошло с самим источником.
    Причем тут закон сохранения.

      1. Тогда прошу прощения еще раз за не понимание, может еще глупее вопрос, ведь если это фильтр, то на выходе нагрузки из- за резистора будут потери по напряжению…!?!?!!?

        И если можно примеры приведи для чего регулировать время заряда
        Благодарю

    1. И время разряда тоже.

      PS Вообще-то ничего идеального в мире не существует. И даже у самого лучшего конденсатора есть и активное сопротивление и даже индуктивность. Так наверное-же лучше поставить в схему заранее рассчитанное и предсказуемое сопротивление, чем ждать чего там образуется само.

      1. Благодарю Вас, что ответили и не послали в статью, статью я перечитаю и не раз, но все же иногда вопрос ответ, дает более лучшее понимание некоторых вопросов. :)
        Если Вас не затруднит, поясните все же на примерах для чего регулировать разряд заряд данным резистором?

        1. В электронике часто нужно сделать цепи, имеющие частотно-зависимые характеристики, которые будет хорошо пропускать одни частоты и плохо пропускать другие.
          Это можно сделать чисто реактивными элементами — классический резонансный контур это параллельно либо последовательно соединенные конденсатор и катушка индуктивности.
          Но неудобство чисто реактивного резонансного контура в его нетехнологичности — катушку сделать и главное рассчитать сложнее чем резистор, в то же время RC цепочка тоже имеет частотно-зависимые характеристики, вот поэтому там где возможно часто применяют RC цепочки.

          1. Вот смотрю на график в данной статье, где на RC цепочку подается «пила» сигнал, с точки зрения математики когда изменение функции константа тут понятно, но не могу срубить физически, когда поднимается сигнал плавно, кондер заряжается и пропускает ток, так? Идем дальше т.к. сигнал плавно растет, он же и на выходе должен рости, а у нас получается ровный цифровой 1.
            Как то сможете пояснить этот момент на практике, а не математически?

            Благодарю.

                1. Грубо говоря, по мере заряда конденсатора его сопротивление меняется от 0 (полностью разряжен, считай что КЗ) до обрыва (полностью заряжен). Вот и получается, что пила наростает линейно, а ток (а от этого тока по закону ома зависит напряжение на резисторе) остается постоянным. Ну и получается у нас прямоугольники напряжения на выходе.

                    1. Благодарю. Так понятнее :)

                      Я как бы сразу понял по статье про темы КЗ и обрыва на кондере в моменты разряда, заряда, просто представил физически, Если он пропускает все при зарядке, то и на выходе должно быть столько, сколько на входе и если на входе растет, то и на выходе растет, вот меня и смутило все это… :)

                      Вот вопрос, если мы уберем резистор, что будет на графике?

                2. Представь кондер как резиновую мембрану, стоящую поперек трубы. Давление наростает, мембрана растягивается, но по закону Гука для упругих тел, чем сильней ее растягиваешь, тем больше она сопротивляется, так и тут. А с ростом давления (напряжения) вытесняемый обьем, который создает движение воды (ток) остается константным. До тех пор пока мембрана не растянется настолько, что остановит поток. А если поток начнет ослабевать, то пойдет обратно

                  1. Если мы посмотрим на графики выше, где они разбиты по участкам 1, 2, 3, 4
                    На участке 1 ток постоянен, идет нарастание потенциала, хорошо согласен, на участке 2 тоже идет на растание, но уже резче, но и ток уже изменился, т..е. мне уловить вот это момент нужно, получается если потенциал нарастает равномерно, то ток постоянен, стоит ему резко изменить на повышение, тогда только ток повысится, т.е. если равномерно растет, т.е. все же растет, то ток не изменится, а если резко начнет рост, то и ток изменится!?!??!?

                    1. Производные в школе проходил? Вот это оно и есть.

                      Там же в статье написано:
                      >А дифференцирующей цепью ее называют потому, что на выходе у нас получается дифференциал входной функции, который есть не что иное как _скорость_изменения_этой функции_.

                      Производная линейной функции = константа.

                      Потенциал наростает быстрей — больше ток через конденсатор — больше напряжение на нагрузочном резисторе.

                    2. Я же написал с позиции математике все понятно, тут дело в физике вообжажения

                    3. С позиции воображения тоже все просто. Представляешь себе приращение функции и все :) Хотя людям с гуманитарным складом ума может быть туго, даа. =)

                    4. Опять же выше я привел пример с мембраной поперек трубы. Он тут обьясняет все наглядней некуда.

                    5. С физикой все просто.
                      Представь гидравлические эквиваленты:
                      резистор это сопротивление, а конденсатор это емкость, а напряжение это уровень воды.
                      Или другими словами — конденсатор это ванна, а резистор это насколько открыт кран.
                      Единственный нюанс, что в электронике кран подведен к ванне снизу, то есть через него вода может и наполнить ванну и освободить ванну.
                      Да, и еще, уровень воды в емкости из которой будет заполняться ванна равен максимальному уровню воды в ванне, а вытекающая вода вытекает прямо на землю и получается бесконечная емкость.

                      Так вот, если кран открыт сильно, то ванна наполнится быстро, а если кран открыт слабо, то ванна будет наполняться/освобождаться медленно.

                      Теперь усложним ситуацию: у нас на входе поступает не постоянное давление а переменное, идущее с некоторой частотой — просто переключаем вводы попеременно на большую емкость и на землю — так вот, чем меньше частота, тем полнее будет заполняться ванна.
                      То есть при совсем малой частоте ванна может быть заполнена полностью и полностью-же освободится, а при росте частоты постепенно максимальный уровень будет уменьшаться.

                    6. Все это про воду понятно :)
                      Могу сказать образование у меня не гуманитарное :)
                      По детсву паял и чини радиоаппаратуру, просто не вдавался на глубокий уровень электронов тогда, для меня было проходит через диод в ордном направлни напряжение, транзек, как ключ и т.д. щас вот чтото потянуло те дебри опять спуся лет 20 и уже на более низком уровне с формулами стало интересно, вот и дотошно пытаюсь понять.
                      Что именно я не понимаю. Берем график, где разделено на участки, на 1 участке ровно растет напряжение, ток постоянен, как написал автор, на 2 участке ток повышается, при резком ускорении повышения ток, так вот не понятно, почему ток медленно не повышался на 1 участке, ведь напряжение то росло, а тут просто резко изменился рост напряжения и отсюда изменился ток, про математику там все эти функции понятно, там обычная зубрежка, если постоянно, то константа, а я про реальный полет электронов, если есть тема, что при росте напряжения не растет ток, то почему он будет рости, при резком росте напряжения, вот этот момент как то я не уловил…
                      Возможно достал вас, но уж простите, може не так формулирую вопрос

                    7. «при резком ускорении повышения ток,» тут опечатка имел ввиду при резкмо повышении напряжения на участке 2

                    8. Итак. Ишо раз, на пальцах.

                      Труба. Поперек перегородка резиновая. ИДеальная — т.е. тянется бесконечно, но чем больше растягиваем тем сильней она сопротивляется. Равно как в конденсаторе поле. Чем больше мы туда зарядов набиваем повышая напряжение, тем сильней оно сопротивляется и выталкивает их обратно, но затолкать можно бесконечно много. Считаем что кондер не пробиваемый вообще.

                      Движение жидкости/зарядов это ток. Неважно какое напряжение/давление. Если движения нет, то тока тоже нет.

                      В каких условиях может быть ток при наличии мембраны/поля? Только в одном случае — если давление/напряжение постоянно растет. В этом случае мембрана непрерывно растягивается/поле усиливается. Если наростание напряжения остановить, то напряжение со стороны источника энергии будет полностью компенсировано напряжением поля конденсатора. И тока не будет. Все!

                      Чем быстрей изменяется давление/напряжение, тем быстрей растягивается мембрана/заполняется кондер новыми зарядами. И тем больше ток в проводах

                      Что тут непонятного?

                    9. Да все это я понимаю…. :)

                      Вы мне скажите, если на том графике участок (1) с постоянной растущей напряжения не менять, вырастит ток современем дальнейшего заряда?

                    10. В смысле не менять? Не менять динамику роста напряжения? Или прекратить рост напряжения и держать его на постоянном уровне?

      1. Вот все это я понимал еще в начале беседы, мне все же не поянтно, от чего если вверх идет рост напряжения, но постоянно, но все же ростет, ток постоянный, а вот если резко выростит напряжение, как на участке 2, то все же и ток выростит, ну ни как не могу понять, ведь рост напряжения идет и в том и в другом случае
        Или Вы хотите сказать, что за тот же промежуток времени от 0 до участка 3 при увеличении скорости влезет больше напряжения и из- за этого увиличися ток? Т.е. его не сможет влесть столько за тот же промежуток времени, при длинном до конца 3 учаска?

        1. в первом случае напряжение растет медленней! ВОт и вся разница. Ток через конденсатор зависитот от СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ напряжения на нем. Чем быстрей напряжение меняется, тем больше ток. Обьяснение почему я приводил двумя комментами выше.

            1. С математикой у вас тоже проблемы. Т.к. судя по

              «про математику там все эти функции понятно, там обычная зубрежка, если постоянно, то константа»

              Вы ее только зубрили, не пытаясь понять смысла. Т.к. именно из математической модели конденсатора (диф звено) становится понятно его поведение и то, что ток через него течет исключительно в зависимости от быстроты изменения (производная — скорость изменения функции)

              1. Спасибо Вам за пояснение!
                И что раздражаю Вас.
                Я кстати понял одну вещь, писать книги должны одни люди, которые могу это хорошо делать, а вот учить другие, которые хорошо могу до нести сдержанно информацию. Не пересакается это как практика показывает

              2. Поэтому и пытаюсь во все вникнуть, если Вас это раздражает, то так бы сразу и сказали…
                Ничего лично, Ваши статьи тут полезные и интересные, но как дискусия чтоб больше вникнуть при нипонимании, тут уж простите общий язык с Вааи сложно найти

  21. Здравствуйте, Di Halt!
    Пожалуйста, уточните: при ступенчатом заряде конденсатора (например в два «присеста»),начиная уже с достигнутого промежуточного напряжения за время Т

    напряжение достигнет 63% от конечного заряжающего U, или U(конечн)-U(промежут)? По графику, что-то не понятно.

  22. Вопрос о конденсаторах.
    Купил светодиодный дюралайт (гирлянда) для освещения комнаты. Обнаружился стробоскопный

    эффект. Стал разбираться, выяснилось, что гирлянда работает от 220 вольт, а адаптер,

    который к ней прилагался — это всего лишь диодный мост и больше ничего. Стало быть,

    отражает отрицательные полупериоды вверх, и гирлянда питается пульсирующим напряжением

    типа: /\/\/\/\/\ (100 Гц). Решил подсоединить конденсатор параллельно нагрузке для

    сглаживания импульсов (на выходе диодного моста). Пришлось соединить параллельно 3

    конденсатора 680 uF x 250 V, получив таким образом батарею 2040 uF x 250 V. Стробоскопный

    эффект исчез, но гирлянда засветилась ярче. Стал мерить напряжение — 280 вольт. Хотя БЕЗ

    конденсатора получалось 220 (ну или максимум 230) вольт, как положено. Откуда могли взяться

    280 вольт?
    Понятно, что переменный ток в своем амплитудном значении достигает величины, бОльшей, чем

    220 V (не знаю, сколько именно, но пусть, скажем, 320). Я думал, что конденсатор, как

    пассивный элемент, сглаживая импульсы, (в силу закона сохранения энергии или чего-то вроде

    этого) даст выровненную кривую, которая является неким усреднением исходных пульсаций, т.е.

    именно ту величину, которой принято характеризовать переменное напряжение (несколько ниже

    пикового значения), стало быть — 220 V.
    Возможно предположить, что в силу малой мощности нагрузки, конденсатор разряжается

    незначительно и именно это является причиной повышенного напряжения. Но ведь, если

    предположить, что нагрузки НЕТ, конденсатор заряжен до некоторого значения, и тут

    напряжение снижается до нуля (т.е. точка на графике между двумя соседними горбами), то раз

    потенциал в сети в этот момент нулевой (ну или почти нулевой, главное — НИЖЕ текущего

    заряда конденсатора) — значит, конденсатор будет пытаться разряжаться через СЕТЬ? А, стало

    быть, даже без нагрузки, пульсации будут иметь место, просто они будут едва заметны.
    Я очень плохо соображаю в электронике (в силу её непостижимости, пусть субъективной), и мои

    вопросы могут показаться наивными, но непонятно, откуда всё-таки взялись эти 280 V??? Как

    могло произойти так, что конденсатор зарядился до напряжения, близкого больше к пиковому,

    чем к номинальному. Это, если умозрительно судить, противоречит моделям закона сохранения

    энергии.
    Ваш материал — самый понятный из всех, что мне доводилось читать, однако электроника —

    такая сложная вещь, что лично для меня остается всё же масса непонятных вопросов в этой

    области. И этот — лишь один из них. )

    1. Ну во первых диоды жрут мало и кондер реально мог накидаться до амплитудного значения (максимум горба). Которое как раз будет около 280 вольт.

      А конденсатор через сеть разряжаться не будет — диоды моста не дадут.

      Тут еще вопрос в том, что замерял мультиметр. Дешевый электронный за 150р много там не намеряет :) Нужен с TrueRMS или стрелочный.

      1. Спасибо за ответ! Так что, получается диодный мост во всём виноват? А если бы его не было, (чтоб было понятнее: пусть источник питания УЖЕ выдает только положительные полупериоды, как после моста) — тогда всё было бы так, как я и ожидал? Или всё не так просто (например, скажем, конденсатор не успевал бы разряжаться через сеть, может ли такое быть?)
        Но у меня возник еще один вопрос по конденсаторам.
        В тексте значится: «…Теперь смотри, когда шарик пуст — вода втекает свободно, большой ток, а давления еще почти нет — напряжение мало…». Давления ПОЧТИ нет или его СОВСЕМ нет? Ведь если мы представим себе, скажем, резиновую грелку, то она имеет определеный объем, и мы можем лить в неё воду свободно, не испытывая сопротивления стенок, до тех пор, пока она не заполнится, дальнейшее же увеличение объема воды в грелке будет происходить засчет пересиливания сопротивления упругих стенок. В этом случае следует, наверное, трактовать ЕМКОСТЬ конденсатора как объем сосуда, при котором он заполняется, НЕ оказывая сопротивления току. Так ли это?
        Но если давление ЕСТЬ, просто оно пренебрежительно мало в начале зарядки конденсатора (резинового шара точнее), тогда получается, что ЕМКОСТЬ — это нечто другое. Тогда нам следует представлять не грелку, а резиновый воздушный шарик, который имеет почти нулевой внутренний объем, когда он сдут. Но резиновый шарик можно наполнять водой сколько угодно, пока он не лопнет. Стало быть, ЕМКОСТЬ шарика определяется ПРОЧНОСТЬЮ его стенок. Но ведь прочность стенок сосуда сопоставляется в модели с рабочим напряжением конденсатора, которое он способен выдержать. Выходит, что емкость конденсатора — это как бы не самостоятельный параметр, а она тесно взаимосвязана с его рабочим напряжением? В этом случае я совсем запутался )
        Так как же тогда трактовать эти понятия: емкость конденсатора и его рабочее напряжение?

        1. Конденсатор размажет пульсации и сгладит их. Но лишь в том случае если он будет успевать подзаряжаться быстрей чем разряжаться. Т.е. источник должен быть мощней потребителя.

          Напряжение там спадает по экспоненте. А экспонента, из математики, никогда не будет равна нулю. Она будет к нему бесконечно стремиться. Также и с конденсатором. Хотя нет, половину электрона мы не отмерим, дискрета все же есть :)

          Вообще ЕМКОСТЬ та что в фарадах это конкретная величина.

          Фарада — емкость проводника, потенциал которого повышается на один вольт, если на этот проводник поместить заряд в один кулон. И Тут она завесит ТОЛЬКО от геометрии конденсатора.

          НО! Теоретически, в идеальный конденсатор можно вкачать бесконечно большой заряд (напряжение тут тоже уйдет в бесконечность при этом). Реальный конденсатор же имеет пробивной предел по напряжению.

          А величина его заряда ограничена предельным напряжение обкладок. ВОт и получается, что конденсатор с большим значением емкости может захавать больше заряд без существенного повышения напряжения.

          1. А насколько быстро заряжается конденсатор? Зависит ли время зарядки от емкости конденсатора, или же оно зависит от приложенного напряжения?
            И еще, я заморочился с таким вот вопросом. Это, опять же, по поводу моей светодиодной гирлянды и кондера, который я врубил параллельно ей. Итак, напряжение получилось высокое – 280 V, в то время как без кондесатора оно составляет 220 V (согласно замерам). Я включил в цепь амперметр, перед диодным мостом, и его показатели были таковы: с конденсатором, при 280 V – 200 mA, без него, при 220 V – 72 mA. Я захотел ограничить ток, протекающий через гирлянду, при включенном параллельно конденсаторе, до 72 mA. Но как это сделать? Если подключить резистор, то он ведь будет потреблять лишнюю энергию и тупо греться (кстати, об этом я тоже хотел спросить, но я задам вопрос в соответствующей рубрике). Прочитал в одной статье, что можно применить конденсатор в качестве сопротивления переменному току, тогда он, мол, являясь реактивным сопротивлением, не будет жрать мощность (надо ли это понимать так, что этот подход позволит избежать увеличения энергопотребления по сравнению с использованием резистора?) Дай, думаю, включу перед мостом кондер. И вот, хочу спросить, правильно ли я рассуждал, рассчитывая емкость конденсатора (да, кстати, и вообще – будет ли это работать, если потом, после кондера, это все выпрямляется диодами и другим кондером, или же это не имеет значения?).
            1) Я решил сначала представить, будто я собираюсь подключить резистор, и вычислить его сопротивление, а потом резистор заменить конденсатором, рассчитав на основе найденного сопротивления требуемую емкость.
            2) Если кондер действительно заряжался до амплитудного напряжения, то надо снизить сетевое напряжение до такого, у которого амплитудное будет 220 V. Я делю 220 на корень из двух и получаю 156 V.
            3) Требуемый ток известен: он равен 0.072 A. Значит, такой же ток должен течь и через резистор. Падение напряжения на резисторе, которое равно 220-156=64 V, я разделил на этот ток и получил сопротивление в 895 Ом.
            4) На основе этого сопротивления я рассчитал емкость конденсатора, который следовало использовать вместо резистора, по формуле Xc=1/wC, откуда C=1/wXc=1/100piXc=3.5 mF. Итак, получилось 3.5 mF.
            Однако, во-первых, если 220 V – действующее напряжение в сети, то амплитудное должно составлять 311 V, что говорит о том, что кондер заряжался меньше, чем до амплитудного значения. В этом случае, возможно, мне следовало вычислить отношение чисел 220 / 280 и умножить на полученный коэффициент 220 V, получив при этом 173 V.
            Во-вторых, подводный камень может скрываться в формальной подмене реактивного сопротивления конденсатора активным сопротивлением резистора в части рассуждений, что, скорее всего, некорректно.

            1. От емкости. Емкость, как параметр, это то как зависит напряжение от вкачаного заряда. Чем больше емкость тем больше можно вкатить заряда при равном напряжении. Т.е. кондер в этом смысле можно представить как стакан с бесконечной высотой. Уровень воды — напряжение. А площадь основания — емкость. Т.к. высота бесконечна, то в любой стакан можно вкачать любой заряд, просто у менее емкого будет выше уровень напряжения. В реале же конечно кондер ограничен по напряжению. Т.к. при определенном его значении будет пробой и кондер сломается :)

              А время заряда зависит еще и от сопротивления там же Т=RC

              Проблема в твоих замерах в том, что ты замеряешь разное напряжение. Без кондера — действующее. А с кондером ближе к амплитудному. Ток надо же замерять не перед диодным мостом, а прям перед гирляндой. Кондер же потреблять ток не будет, если он стоит после моста. Он тупо зарядится до предела и будет буфферизировать напряжение.

              1. О, круто! Аналогия со стаканами мне очень понравилась!!!
                T=RC – какое сопротивление имеется в виду? Сопротивление конденсатора?
                Почему не следует замерять ток перед мостом? Я же измеряю ток в режиме переменного тока, или для измерения тока нет такого режима? Просто я использовал старый стрелочный мультиметр, и там есть кнопочка, переключающая, какой ток мы меряем: постоянный или переменный. Так вот, я не знаю, для каких именно параметров она действует. Просто я решил, что она и для тока сработает.
                Ну да, то, что кондер не будет потреблять ток, понятно. Просто он накидывается до 280 вольт и провоцирует гирлянду потреблять бОльший ток. Ну и вдобавок, в момент включения, он начинает жрать неимоверно большой ток, пока не зарядится. Это потверждает прибор, который просто выбивает первоначальным током (срабатывает защита), а когда кондер зарядился, то можно мерить.
                Но мне интересно другое: будет ли тот, другой кондер, который играет роль сопротивления переменному току, кушать лишнюю мощность? И что было бы, если вместо него поставить резистор?

                1. Сопротивление цепи по которой конденсатор заряжается. Это и провода и внутреннее сопротивление выводов и обкладок кондера. Переходные сопротивления контактов.

                  Ток мерять можно, но от прибора зависит. Старый стрелочный тебе покаже действующий ток. Он слишком инерционен, чтобы показать пиковые значения (Кстати, стрелочные приборы рулят именно своей возможностью ОЧЕНЬ качественно замерять действующее значение. Электронные мультиметры, особенно дешевые, сильно врут). Поэтому тебе лучше замерять на постоянке, ближе к потребителю и реальной картине. Каких либо потерь серьезных на мосту ожидать не стоит.

                  Да, естественно — большее напряжение — больший ток. Гирлянда то у тебя без стабилизатора поди.

                  На конденсаторном питании происходит сдвиг фаз между током и напряжением, поэтому потери на кондере минимальные. Но и большой ток он отдать не сможет. 100мА для него можно сказать предел. Иначе придется сильно увеличивать емкость конденсатора, а кондеры большой емкости на большие напряжения это уже очень громоздкие штуки. Тебе нужен блок питания размером с буханку хлеба? Я думаю, что нет.

                  Резистор поставить нельзя. На нем выпадет очень большая мощность. Будет греться сильно.

  23. Поясните пожалуйста такое явление:

    На контроллере сделал ШИМ с вывода померили осцилографом сигнал, все в норме, поставил RC цепочку 220 Ом резистор и 1000Микрофарад электролит, еще раз через нее померил сигнал, вроде как ровный, но светодиод после цепочки всеравно мегает!??!?!
    частоту сделал 50Гц просто тестил RC цепочку на практике
    Кстати, пробовал программой забыл как называется, собираешь там цепочку RC генератор и осцилограф, такая же картина, ровный сигнал после цепочки, а диод мигает

  24. Не поможеш мне?
    Мне бы какую нибудь полезную схему желательно провереную
    У тебя нет схемы какого нибудь одаптера для адалогова телевизора?
    Чтоб НЕ только центральные каналы ловить можно было?

    1. вот полезная схема:

      (+) ——(лампочка)—— (-) Ей можно что нибудь осветить — польза несомненна.

      А телевизор годится разве что его к плееру или компу подрубать, смотреть киношки с винта. Тюнер в нем я бы вообще посоветовал убить нахер. Меньше говна в голове будет и больше свободного времени.

  25. Это капец! На парах действительно делать нечего. Нам в своё время препод разве что пошутил: «Вот, значит видите, переменный ток — это кривая, синусоида… И вот она берет и так перепрыгивает через конденсатор. Постоянный же ток — прямая и не может этого сделать…» Все, конечно, поняли что это шутка, но хз как оно там на самом деле!!!

    Действительно спасибо за такие статьи! Узнал больше, чем с курса теории электромагнитных цепей.
    ЗЫ: И не вздумай править. Вот такие статьи, ориентированные на «полного нуля» просто предельно информативны.

    1. А подумать? Чем заряд отличается от разряда? Только направлением движения тока. Так? А какой элемент цепи проводит ток только в одном направлении? Правильно — диод. В итоге мы ставим две параллельные R-VD цепи с разными сопротивлениями. И диоды ставим так, чтобы заряд шел через один диод, а разряд через другой. Все просто :)

      1. Привет!
        А как сделать чтобы цепочка заряжалась медленно, а разряжалась быстро? И наоборот, раззряжалась медленно, а заряжалась быстро?

        А если у меня открытый колектор, подтянутый резистором к питанию. И при включении тр-ра 0 на выходе должен появляться медленнее чем 1 при выклбючении транзистора?

          1. А как использовать уже имющийся подтягивающий резистор и полупроводниковые свойства транзистора, чтобы не городить лишнего?
            Извиняюсь, если вопросы — тупые.

            1. Без внешних элементов вряд ли получится. Суди сам у тебя разряд и заряд идет где то по внутренним цепям, к ним ты ничего не добавишь не отнимешь. А влезать надо именно туда. Только выключать внутреннюю подтяжку добавлять внешнюю и диоды.

            2. Транзистор хреново работает как диод, потому что он для этого не предназначен.
              То есть если нужно сделать диодное искажение аналогового сигнала, то вобщем транзистора хватит, а полноценного диода (у которого очень большое обратное сопротивление и очень малое прямое) не получится.

  26. Имеется конденсатор 150 мкф 6000 вольт. Зарядив его полностью, хочу использовать в качестве аккумулятора для питания светодиодов ,радио ит.п.
    Существует ли способ с минимальными потерями преобразовать 6 кв или как-то » отщепить» приемлемое напряжение ? Про технику безопасности я в курсе

  27. Всем добрый день!

    Есть необходимость измерять влажность зерновых культур.
    Существующие приборы стоят довольно дорого, поэтому хочу сделать сам!

    Хочу попробовать реализовать следующим образом:

    1.В какую нибудь небольшую емкость установить металлические пластины на фиксированном расстоянии. Одну пластину — на землю, вторую — на компаратор микроконтроллера и через резистор на питание . И засыпать зерно в эту емкость, так что-бы оно попало между пластин.
    2.На второй вход компаратора через делитель подать какое-то определенное напряжение.
    3.Ну и как ув. DI предложил в статье, определять емкость «самодельного конденсатора».
    4.По предварительно составленной таблице емкостей для каждой культуры вычислять влажность.

    Теперь вопросы:
    1. Получится ли вообще так измерять?
    2. Если кто-то такое делал, поделитесь, пожалуйста, опытом.
    3. Или посоветуйте каким другим образом можно измерить влажность зерна. Хотя бы в каком направлении копать?
    4. Нашел датчик влажности например HIH-4000. Но я так понимаю что он показует только влажность окружающего воздуха, и влажность зерна им измерить не получится. Правильно я понял?

    Заранее всем спасибо!

  28. den dobriy
    sobral sxemu iz radio konstruktora
    tam est transistor, v bazu vkluchena RCL zep,
    v kollektore zep L i diod posledovatelno,
    t e edakiy migauziy svetodiod.

    S Voltmetrom, Ampermetrom, Oszilograffom snial
    vse chto mog, t e napriajenie i znachenie i napravlenie toka na kajdom vivode kajdogo elementa. no tak i ne mogu poniat ee funkzionirovanie.
    Delo v tom chto kogda chuntiryu L to sxema ne rabotaet, Diod prosto svetitsia,
    esli chuntiruy C to analogichno.

    Zaranee spasibo,
    bilo bi xorocho esli bi ia skinul foto sxemi.

  29. Di Halt, подскажи, вот ты привел пример работы конденсатора, связав его с бесконечно долгой трубой и бесконечно упругой мембраной:
    >В каких условиях может быть ток при наличии мембраны/поля? Только в одном случае — если давление/напряжение постоянно растет.
    Представим что у нас постоянный ток, это ма-а-аленькая часть переменного (один его нарастающий фронт). Вопрос: если взять кондер на 1500В, подать на него постоянно растущий сигнал постоянки, кондер будет пропускать ток или нет (кондер включаем последовательно)?

    1. Под током мы понимем любое движение в проводе. И не важно в какую сторону. Есть движуха — есть передача энергии.

      В одном направлении ток через конденсатор возможен только при постоянном увеличении напряжения (считаем что кондер не пробивает).

      А если дрыгать туда сюда — то без проблем будет движуха.

      Пока напряжение растет ток будет в кондер втекать и на нем будет расти напряжение, увеличиваться количество зарядов и так далее. Так что на этом отрезке времени кондер пропускает ток — ведь он не постоянный, он меняется, растет. Переменный не означает только знакопеременный.

  30. И еще: подали ток на кондер (кондер включен параллельно), его сопротивление в начальный момент времени плизко к 0, весь ток устремляется на кондер и дальше в цепь пока не течет, заряд накапливается, сопротивление растет. Собственно вопрос: ток не будет идти в цепь до тех пор, пока не зарядится кондер, или с ростом сопротивления кондера будет увеличиваться ток в цепь(т.е. чем больше сопротивление кондера, тем меньший ток будет заряжать кондер и больше будет протекать дальше в цепь) ?

    1. Ток в цепь пойдет сразу же, просто вначальный момент времени напряжение на разряженом кондере будет = 0 А раз напряжение = 0 то и ток в цепи, по закону Ома, тоже будет 0. Но на кондере напряжение начинает рости и ток в цепи увеличивается также.

    1. Я не совсем понял как туда был приплетён ряд фурье, может кто-то поподробнее объяснить?

      А да ещё кое-что, я учусь в институте Георга Симона Ома в Нюрнберге, на факультете электро и информационной техники, так вот, у нас сии конструкции назывались Хох/Тиф пассами, но они ещё у нас были и с дросселями, тоесть не только RC но и LC, как я понял работали они точно также, только в перфом случае (как выстроен интергратор) так был выстроен деффиринцатор, но с катушкой ну и тоже самое с деффиренцатором…

    2. Суть в том, что любой повторяющийся сигнал можно разложить в ряд Фурье — сумму синусоид-гармоник с разной амплитудой и частотой. Вместе они образуют форму сигнала. Выкусывая фильтром нужные гармоники мы этот форму этого сигнала можем менять.

      1. Тоесть Хохпасс/Тифпасс выкусывает какие-то члены ряда? оО
        Я думал он «интегрирует»/»деффиринцирует» функцию целиком…

        Я не совсем понимаю, просто ряд фурье использовал лишь для подсчётов Эффективного значения сигнала/напряжения/тока, убирая гармошку я делаю сигнал лишь «неточным»…

        Пы.Сы: Разве ряд фурье меняет амлитуды? Ведь коэффициэнты определяют амплитуду, а они неизменны оО

        Пы.Сы: Может это соеденение делает с сигналом то что мы делаем расчётом? Фурье—>интеграл/дефиренциал?
        Пы.Сы.Сы: Так можно делать то же самое с дросселем или я чтото путаю?

        1. Да, целиком. Но у фильтра есть такая интересная вещь как реактивное сопротивление, зависящее от частоты. У катушки, например, чем выше частота тем больше Х, а у кондера наоборот.

          В результате, во время прохода сигнала через RC фильтр более высокочастотные гармоники идут на землю с меньшими препятствиями со стороны кондера. Смотри на RC фильтр как на тупой делитель напряжения из двух резисторов, только сопротивление нижнего резистора (конденсатор) зависит от частоты сигнала (или конкретной гармоники) — чем она выше, тем оно ниже.

        2. т.е. он не то чтобы раз и выкусывает гармоники дискретно, а плавно их подавляет, начиная с частоты среза и чем дальше за частоту среза тем сильней.

          Задавливать конкретные гармоники можно полосовым фильтром, но схема у него гораздо более сложная и используются активные элементы (ОУ всякие)

          С катушкой тоже можно, только включить ее надо будет последовательно.

          1. О спасибо, теперь понял :D

            Это то что нам долбили на лабораторных по цифровой техники, у нас такая штука по-мойму устанавливалась в ряд с генератором сигналов, а выход шёл уже на програмируюмую цифровую микросхему, хотя логичнее для меня был бы стабилитрон…

            1. Здравствуйте!
              Вопрос, возможно, не по теме, но очень хочется найти программу Multisim
              (и крайне желательно бесплатную), которую используете Вы. Я раскопал один вариант в интернете, оказался триальным. Хотя описывался как взломаный и прилагалась инструкция по установке. Но, то ли инструкция
              не работает, то ли написана невразумительно — не удаётся установить её
              как зарегистрированную. Буду очень благодарен за подсказку.
              С уважением, Nick.

  31. DI HALT, не вкуриваю во вторую картинку фильтра низких частот

    там на входе синус + постоянная

    на выходе по идее производная, те (sin(x) + a)’ = cos(x),
    а на картинке на выходе sin(x) (те вроде как постоянную тока отсекли)

    дык чаго на самом деле на выходе?

  32. Случайно нарвался на эту (отличную) статью.
    Хочу дополнить тем, что когда-то сделал…

    Цитата: «Если надо заиметь аналоговую крутилку, а АЦП нету, то можно даже компаратор не юзать. Дрыгать ножкой на которой висит конденсатор и давать ему заряжаться через перменный резистор.
    По изменению Т, которая, напомню T=R*C и зная что у нас С = const, можно вычислить значение R. Причем, опять же необязательно подключать тут математический аппарат, в большинстве случаев достаточно сделать замер в каких-нибудь условных попугаях, вроде тиков таймера. А можно пойти другим путем, не менять резистор, а менять емкость, например, подсоединяя к ней емкость своего тела… что получится? Правильно — сенсорные кнопки!»…

    А если не менять ни конденсатор ни резистор, а напряжение питания, то можно заиметь… Правильно! Измеритель напряжения батарейки, от которой питается устройтво.

    Устройство, построенное по данному принципу успешно собрано и заюзано.
    Когда уже изготовлена печатная плата, всё распаяно, собрано, и выводы компаратора уже давным давно отведены под другие цели ничего другого не оставалось, как применить минимум деталей на свободные ножки.

    Две ножки, два резистора и конденсатор — чудесный измеритель напряжения питания батарейки с последующим выводом в виде символа батарейки, как в мобилке, на дисплей.
    (Единственное но(!) конденсатор нужно подбирать по приемлемому ТКЕ)…

    1. «А если не менять ни конденсатор ни резистор, а напряжение питания, то можно заиметь… Правильно! Измеритель напряжения батарейки, от которой питается устройтво.»

      Очень хочется спросить:
      -Как поменять напряжение питания?
      -Относительно чего мерить напряжение в батарейке, от которой питается устройство

      1. Правильный вопрос :) У большинства МК внутри часто есть эталонный источник напряжения. Обычно он на 1.25 или на 2.54 вольта. А то и оба сразу, как в AVR. Там 1.25 шурует на компаратор, а 2.54 можно загнать в АЦП.

        1. То есть, в МК есть:
          — своё опорное напряжение, которое не зависит от внешнего;
          — своя RC-цепочка, которая может подавать импульс с определённой частотой, которая тоже не зависит от внешних факторов.

          Температура окружающей среды, влажность, магнитное поле, электростатическое поле, либо ещё какие-либо внешние факторы дают (могут дать) относительно небольшую погрешность. (вроде так)

          Таким образом, теоретически, мы можем используя только эталонный кварц, либо RC цепочку (температурно-компенсированные), можем довольно с большой точностью определять и температуру МК? (либо какие-либо параметры среды, в которой находится МК, влияющие на параметры R, С)
          Нет, даже лучше обеспечить нормальные условия (влажность, температура, давление и т.д.) работы МК (вроде все приборы имеют свои условия эксплуатации) и тогда выносной RC-цепочкой можно измерять какие-либо параметры среды (например, сопротивление прямо пропорционально температуре).
          На выходе данного «датчика» будет результат в виде частоты в Гц, причём точность датчика увеличивается с увеличением сопротивления (т.к. увеличивается продолжительность такта RC-цепочки и чувствительность).
          Что нам это даёт? Ведь то же самое можно измерить простым термосопротивлением!
          Но если я правильно понимаю, термосопротивление надо вешать на АЦП (к тому же точность измерения будет определяться разрядностью того самого АЦП)
          Что-то далеко меня занесло в сторону размышлениями о представлении энергии в кг, а температуры в Гц (а не в В)…

          1. Своей RC не определишь, т.к. МК не сможет замерить ее параметры. А вот внешней… в принципе возможно. На эталонной частоте можно замерить параметры разряда и по ним, зная напряжение, зная емкость можно вычислить сопротивление. Или, зная сопротивление вычислить емкость.

          2. Частоту своей RC МК может сравнивать с частотой эталона. Т.е. частоты надо разделить друг на друга и получим коэффициент, который будет показывать отношение температур при которой частота RC МК совпадает с частотой эталона и температурой текущего состояния.

            Нам не надо определять (высчитывать) ёмкость или сопротивление. Т.к. частота (герцы или такты, или периоды этих колебаний) будет прямо пропорциональна входным данным. Мы просто уходим от размерностей… Значения мы находим через умножение коэффициента на текущую частоту

            Внешний датчик достаточно будет откалибровать на двух известных значениях (температура кипения/замерзания воды к примеру). т.е. получается простой частотный датчик. А частоту мы считаем таймером от RC МК, или от внешнего кварца

  33. Тут не понятно:
    ===
    Рассчитаем за сколько зарядится на 95% конденсатор емкостью 1uF через резистор в 1кОм:
    T= C*R = 10-6 * 103 = 0.001c
    3T = 0.003c через такое время напряжение на конденсаторе достигнет 95% от напряжения источника.
    ===
    Если T -время заряда до 63 %, тогда 3Т это будет больше 100%.

    1. Дело в том, что зависимость напряжения от времени не линейная.
      Это как будто воды в бачке очень много, то и напор будет большой, а чем меньше воды — тем меньше напор. Поэтому за Т вытекает 63% всего объёма, за 3Т вытекает 95%, а потом ещё тоненькой-тоненькой струйкой долго бежит и бежит и струйка становится всё тоньше и тоньше…:)

  34. Можно тут уточнить:
    ==
    При старте кондер разряжен, ток через него вваливат на полную, а напряжение на нем мизерное — на входе RESET сигнал сброса. Но вскоре конденсатор зарядится и через время Т его напряжение будет уже на уровне логической единицы
    ==

    U=5В * 63% = 3,15В ?

  35. Добрый день, уважаемый DI Halt.
    Подскажите, пожалуйста, есть две цепочки (сопротивления и конденсаторы равны R1=R2=10 кОм,C1=C2=10 uF):

    1) +o——-| |———|_____|—— o-
    Если я снимаю напряжение (или падение напряжения?) на резисторе, то это называется фильтром В.Ч.

    2) +о——-|_____|——-| |———o-
    Если я снимаю напряжение на конденсаторе, то это называется фильтром Н.Ч.

    На эти цепочки я подаю одинаковый синусоидальный сигнал f=1 kHz, V=10 В
    Эти цепочки отличаются последовательностью подключения R и С, но по ним течет один и тот же ток. Поясните, пожалуйста, почему я получаю разные сигналы на осцилле (multisim) подключенном, например, к конденсатору схемы 1 и на осцилле подключенном к конденсатору схемы 2, почему я не получаю одинаковые значения напряжений в этих двух схемах на одинаковых элементах? Какой физический смысл в разной последовательности подключения элементов R и С?

    И вопрос по процессу фильтрации: если у меня два источника сигнала в цепи с частотами f1=1 kHz и f2=6 kHz , фазы и напряжения равны,то суммарный сигнал получается синусоидой, которая состоит как бы из синусоиды 6 kHz движущейся по траектории синусоиды 1 kHz, то как посчитать частоту получившегося сигнала sin(x)+sin(6x)? Как физически происходит выделение сигнала с частотой 1 или 6 kHz (в зависимости от фильтра) в суммарном сигнале?
    Большое спасибо.

  36. Привет! появился вопросик: если перед конденсатором поставить диод и заряжать кондер импульсами тока(от генератора), то после набора N-го числа импульсов, т.е. после полной его зарядки будет ли он разряжаться на какую нибудь нагрузку?

  37. Спасибо за статейку, как раз самое то для меня. Со школы прогуливал физику, в универе сдавал электротехнику абы как. Но сейчас по иронии судьбы устроился работать программистом в фирму где по заказам делают радиоприборы. Так что азы просто необходимы. В общем, спасибо за статейку))

  38. предельное напряжение. На электролитах его часто пишут сбоку, а на керамических его надо смотреть в справочниках. Но там оно обычно от 50 вольт. В общем, выбирая кондер надо следить, чтобы его предельное напряжение было не ниже того которое в цепи.

    может быть не выше того котоое цепи.
    например если переменное 220 то 220*1.4=310 надо взять вольт на 270-300
    а если постояноое то к примеру 24 то и напряжение должно на конденсаторе быть с предельным напр 24?

Добавить комментарий