Kondensaatori laadimine ja ajakonstandid
Kui kondensaator laebub takisti kaudu, ei täitu ta ühtlasest tempos — ta laebub esmalt kiiresti, seejärel aeglasemalt ja aeglasemalt, kui ta läheb täispingele lähemale. Ajakonstant ütleb sulle, kui kiiresti see aeglustumine juhtub: pärast üht ajakonstanti on kondensaator jõudnud umbes 63 protsendini oma lõpppingest.
Valem
τ = R · C
- τ — ajakonstant (s): aeg, et jõuda umbes 63 protsendini täislaengust
- R — takistus (Ω): kui palju takisti piirab laadimisvoolu
- C — mahtuvus (F): kui palju laengut kondensaator saab salvestada volti kohta
Lahendatud näide
1000 Ω takisti laeb 0,001 F kondensaatorit. Missugune on ajakonstant?
- R = 1000 Ω
- C = 0.001 F
- τ = R · C
- τ = 1000 Ω · 0.001 F
τ = 1 s
Kontrolli end
Kui takisti vahetatakse 2000 Ω vastu sama 0,001 F kondensaatoriga, missugune on uus ajakonstant?
- Õige vastus: 2 s
- 1 s
- 4 s
Õigesti! τ = R · C = 2000 Ω × 0.001 F = 2 s — takistuse kahekordistamine kahekordistab ajakonstandi.
Pärast täpselt üht ajakonstanti, umbes missugune protsent täispingest on kondensaator jõudnud?
- 37%
- 50%
- Õige vastus: 63%
Täpselt — pärast üht ajakonstanti on kondensaator umbes 63 %-l oma lõpppingest.
Kus sa seda näed
Välklamp ei saa kaks korda järjest tulistada: pärast lõke laebub kondensaator takisti kaudu üles, esmalt kiiresti, siis aeglasemalt, ja valmis tuli süttib alles siis, kui ta on roninud suurema osa teed. Vanad suunatuled ja akupuhastite intervallid on sama vooluring kellana kasutatuna — vilgurütmi määrab, kui kiiresti kondensaator täitub.
Tüüpilised vead
Refleksviga on eeldada, et kondensaator täitub ühtlasest tempos — poolel teel ajas ei ole pool teed täis: pärast üht ajakonstanti on ta jõudnud umbes 63 protsendini, mitte 50, ja ta läheneb täispingele üha aeglasemalt. Teine viga on tempo nupu vale lugemine: τ = R · C, seega takistuse kahekordistamine 1000 Ω-lt 2000 Ω-ni sama 0,001 F kondensaatoriga kahekordistab ajakonstandi 1 s-lt 2 s-ni — suurem takistus tähendab aeglasemat laadimist ja oomid korda faradid annavad tõesti sekundeid.
Kuidas see seondub
See sulgeb vooluringide mooduli, pannes kõik kokku: silmus allub Kirchhoffi reeglitele igal hetkel, takisti allub Ohmi seadusele ja kondensaator kogub vahe — seepärast vool hääbub, kui pingete vahe sulgub. Kondensaator naaseb peaosas elektromagnetismi moodulis, sama seade nüüd loetuna energiasalvena.