Capacitor pengisian dan pemakaian

PARTS DAN BAHAN

    * 6 volt baterai
    * Dua kapasitor elektrolitik besar, 1000 μF minimum (Radio Shack katalog # 272-1019, 272-1032, atau setara)
    * Dua resistor 1 kΩ
    * Satu beralih beralih, SPST ("Single-Pole, Single-Lemparkanlah")
kapasitor besar-nilai yang diperlukan untuk percobaan ini untuk menghasilkan konstanta waktu yang cukup lambat untuk melacak dengan voltmeter dan stopwatch. Jadilah memperingatkan bahwa kapasitor yang paling besar adalah dari jenis "elektrolisis", dan mereka polaritas sensitif! Salah satu terminal setiap kapasitor harus ditandai dengan tanda polaritas tertentu. Biasanya kapasitor dari ukuran tertentu memiliki negatif (-) tanda atau serangkaian tanda-tanda negatif mengarah ke terminal negatif. kapasitor Sangat besar sering polaritas-label dengan positif (+) tanda di samping salah satu terminal. Kegagalan untuk memperhatikan polaritas yang tepat akan hampir pasti menghasilkan kegagalan kapasitor, bahkan dengan sumber tegangan terendah 6 volt. Ketika kapasitor elektrolitik gagal, mereka biasanya meledak, memuntahkan bahan kimia kaustik dan memancarkan bau busuk. Silakan, cobalah untuk menghindari ini!
Saya sarankan tombol lampu rumah tangga untuk switch "toggle SPST" ditentukan dalam daftar bagian.
CROSS-DAFTAR PUSTAKA
Pelajaran Dalam Sirkuit Listrik, Volume 1, bab 13: "Kapasitor"
Pelajaran Dalam Sirkuit Listrik, Volume 1, bab 16: "RC dan L / R Time Konstanta"
TUJUAN BELAJAR

    * Capacitor pengisian tindakan
    * Capacitor tindakan pemakaian
    * Sisa perhitungan konstan
    * Seri dan paralel kapasitansi

Skematis DIAGRAM


ILUSTRASI


INSTRUKSI
Membangun "pengisian" sirkuit dan mengukur tegangan pada kapasitor ketika saklar ditutup. Perhatikan bagaimana perlahan-lahan meningkat dari waktu ke waktu, bukan tiba-tiba seperti akan terjadi dengan resistor. Anda dapat "reset" kapasitor kembali ke tegangan nol oleh shorting di terminal dengan sepotong kawat.
Waktu "konstanta" (τ) dari sebuah rangkaian resistor kapasitor dihitung dengan mengambil perlawanan sirkuit dan mengalikannya dengan kapasitansi sirkuit. Untuk kΩ resistor 1 dan sebuah kapasitor 1000 μF, waktu harus konstan 1 detik. Ini adalah jumlah waktu yang diperlukan untuk tegangan kapasitor untuk meningkatkan sekitar 63,2% dari nilai sekarang untuk nilai akhir nya: tegangan baterai.
Ini adalah pendidikan untuk plot tegangan dari kapasitor pengisian dari waktu ke waktu pada selembar kertas grafik, untuk melihat bagaimana kurva eksponensial terbalik berkembang. Untuk plot aksi sirkuit ini, meskipun, kita harus menemukan cara untuk memperlambat ke bawah. Sebuah waktu satu detik konstan tidak menyediakan banyak waktu untuk mengambil pembacaan voltmeter!
Kita dapat meningkatkan waktu ini sirkuit konstan dua cara yang berbeda: mengubah hambatan total rangkaian, dan / atau mengubah kapasitansi total sirkuit. Mengingat sepasang resistor identik dan sepasang kapasitor identik, percobaan dengan berbagai seri dan kombinasi paralel untuk mendapatkan tindakan pengisian paling lambat. Anda harus tahu sekarang bagaimana beberapa resistor harus terhubung untuk membentuk resistansi total lebih besar, tapi bagaimana dengan kapasitor? Sirkuit ini akan menunjukkan kepada Anda bagaimana perubahan kapasitansi dengan koneksi kapasitor seri dan paralel. Pastikan bahwa Anda memasukkan kapasitor (s) dalam arah yang benar: dengan ujung berlabel negatif (-) elektrik "terdekat" ke terminal negatif baterai!
Rangkaian pemakaian menyediakan jenis perubahan yang sama tegangan kapasitor, kecuali kali ini tegangan melompat ke tegangan baterai penuh saat saklar menutup dan perlahan-lahan jatuh ketika saklar dibuka. Sekali lagi percobaan dengan berbagai kombinasi resistor dan kapasitor, memastikan seperti biasa bahwa polaritas kapasitor adalah benar.
SIMULASI KOMPUTER

Skematis dengan nomor node SPICE:

Netlist (membuat teks file yang berisi teks berikut, verbatim):
Pengisian kapasitor sirkuit v1 1 0 dc 6 r1 1 2 1k c1 2 0 1000u ic = 0 . Tran 0,1 5 UIC plot tran. v (2,0) . Akhir