மின்தேக்கியை சார்ஜ் செய்தல் மற்றும் வெளியேற்றுதல்

மின்தேக்கி கட்டணம்

மின்தேக்கியை சார்ஜ் செய்ய, நீங்கள் அதை DC சுற்றுடன் இணைக்க வேண்டும். அத்திப்பழத்தில். 1 மின்தேக்கி சார்ஜிங் சர்க்யூட்டைக் காட்டுகிறது. மின்தேக்கி சி ஜெனரேட்டரின் டெர்மினல்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. சுற்றை மூட அல்லது திறக்க விசை பயன்படுத்தப்படலாம். மின்தேக்கியை சார்ஜ் செய்யும் செயல்முறையை விரிவாகப் பார்ப்போம்.

ஜெனரேட்டருக்கு உள் எதிர்ப்பு உள்ளது. சுவிட்ச் மூடப்படும் போது, ​​மின்தேக்கியானது e க்கு சமமான தட்டுகளுக்கு இடையில் ஒரு மின்னழுத்தத்திற்கு சார்ஜ் செய்யும். முதலியன v. ஜெனரேட்டர்: Uc = E. இந்த வழக்கில், ஜெனரேட்டரின் நேர்மறை முனையத்துடன் இணைக்கப்பட்ட தட்டு நேர்மறை கட்டணத்தை (+q) பெறுகிறது, மேலும் இரண்டாவது தட்டு சமமான எதிர்மறை மின்னூட்டத்தை (-q) பெறுகிறது. மின்தேக்கி C மற்றும் அதன் தட்டுகளில் உள்ள மின்னழுத்தத்தின் கொள்ளளவுக்கு q சார்ஜ் அளவு நேரடியாக விகிதாசாரமாகும்: q = CUc

பெ. 1... மின்தேக்கி சார்ஜிங் சர்க்யூட்

மின்தேக்கி தகடுகளை சார்ஜ் செய்ய, அவற்றில் ஒன்று பெறவும் மற்றொன்று குறிப்பிட்ட அளவு எலக்ட்ரான்களை இழக்கவும் அவசியம்.எலக்ட்ரான்களை ஒரு தட்டிலிருந்து மற்றொன்றுக்கு மாற்றுவது ஜெனரேட்டரின் எலக்ட்ரோமோட்டிவ் விசையால் வெளிப்புற சுற்று வழியாக மேற்கொள்ளப்படுகிறது, மேலும் மின்சுற்றில் கட்டணங்களை நகர்த்தும் செயல்முறை ஒரு மின்னோட்டத்தைத் தவிர வேறில்லை, இது சார்ஜிங் கொள்ளளவு மின்னோட்டம் ஏ சார்ஜ் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

மின்தேக்கியின் மின்னழுத்தம் e க்கு சமமான மதிப்பை அடையும் வரை மதிப்பில் உள்ள சார்ஜிங் மின்னோட்டம் பொதுவாக ஒரு நொடியின் ஆயிரத்தில் ஒரு பங்கு பாய்கிறது. முதலியன v. ஜெனரேட்டர். அதன் சார்ஜிங் போது மின்தேக்கியின் தட்டுகளில் மின்னழுத்த உயர்வு வரைபடம் படம் காட்டப்பட்டுள்ளது. 2, a, இதிலிருந்து மின்னழுத்தம் Uc சீராக, முதலில் வேகமாக, பின்னர் மேலும் மேலும் மெதுவாக அதிகரிக்கிறது, அது e க்கு சமமாக மாறும் வரை. முதலியன v. ஜெனரேட்டர் E. அதன் பிறகு, மின்தேக்கியின் மின்னழுத்தம் மாறாமல் இருக்கும்.

அரிசி. 2. மின்தேக்கியை சார்ஜ் செய்யும் போது மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டத்தின் வரைபடங்கள்

மின்தேக்கி சார்ஜ் செய்யும் போது, ​​ஒரு சார்ஜிங் மின்னோட்டம் சுற்று வழியாக பாய்கிறது. மின்னோட்ட மின்னோட்ட வரைபடம் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. 2, பி. ஆரம்ப தருணத்தில், மின்தேக்கியில் மின்னழுத்தம் இன்னும் பூஜ்ஜியமாக இருப்பதால், சார்ஜிங் மின்னோட்டமானது மிகப்பெரிய மதிப்பைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் ஓம் விதியின் படி ஐயோடாக்ஸ் = ஈ / ரி, அனைத்து இ., முதலியன. சி ஜெனரேட்டர் ரி எதிர்ப்புக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது.

மின்தேக்கி சார்ஜ் ஆக, அதாவது, அதன் மீது மின்னழுத்தம் அதிகரிக்கிறது, அது சார்ஜிங் மின்னோட்டத்திற்கு குறைகிறது. மின்தேக்கியின் குறுக்கே ஏற்கனவே மின்னழுத்தம் இருக்கும்போது, ​​மின்தடையின் குறுக்கே மின்னழுத்த வீழ்ச்சி e இடையே உள்ள வேறுபாட்டிற்கு சமமாக இருக்கும். முதலியன v. ஜெனரேட்டர் மற்றும் மின்தேக்கி மின்னழுத்தம், அதாவது E - U க்கு சமம். எனவே itax = (E-Us) / Ri

இங்கிருந்து Uc அதிகரிக்கும் போது, ​​icharge மற்றும் Uc = E இல் சார்ஜிங் மின்னோட்டம் பூஜ்ஜியமாக மாறுவதைக் காணலாம்.

ஓம் விதி பற்றி மேலும் வாசிக்க: ஒரு வட்டத்தின் ஒரு பகுதிக்கான ஓம் விதி

மின்தேக்கி சார்ஜிங் செயல்முறையின் காலம் இரண்டு அளவுகளைப் பொறுத்தது:

1) Ri ஜெனரேட்டரின் உள் எதிர்ப்பிலிருந்து,

2) மின்தேக்கி C இன் கொள்ளளவிலிருந்து.

அத்திப்பழத்தில். 2 10 மைக்ரோஃபாரட்களின் திறன் கொண்ட ஒரு மின்தேக்கிக்கான நேர்த்தியான மின்னோட்டங்களின் வரைபடங்களைக் காட்டுகிறது: வளைவு 1 e உடன் ஒரு ஜெனரேட்டரிலிருந்து சார்ஜிங் செயல்முறைக்கு ஒத்திருக்கிறது. முதலியன E = 100 V மற்றும் உள் எதிர்ப்பு Ri= 10 Ohm உடன், வளைவு 2 அதே e கொண்ட ஜெனரேட்டரிலிருந்து சார்ஜிங் செயல்முறைக்கு ஒத்திருக்கிறது. pr. உடன், ஆனால் குறைந்த உள் எதிர்ப்புடன்: Ri = 5 ohms.

இந்த வளைவுகளின் ஒப்பீட்டிலிருந்து, ஜெனரேட்டரின் குறைந்த உள் எதிர்ப்புடன், ஆரம்ப தருணத்தில் நேர்த்தியான மின்னோட்டத்தின் வலிமை அதிகமாக இருப்பதைக் காணலாம், எனவே சார்ஜிங் செயல்முறை வேகமாக உள்ளது.

அரிசி. 2. வெவ்வேறு எதிர்ப்புகளில் மின்னோட்டங்களை சார்ஜ் செய்யும் வரைபடங்கள்

அத்திப்பழத்தில். 3 அதே ஜெனரேட்டரிலிருந்து சார்ஜ் செய்யும் போது மின்னோட்டங்களை சார்ஜ் செய்யும் வரைபடங்களை e உடன் ஒப்பிடுகிறது. முதலியன E = 100 V மற்றும் உள் எதிர்ப்புடன் Ri= 10 ohms இரண்டு மின்தேக்கிகள் வெவ்வேறு திறன் கொண்டவை: 10 microfarads (வளைவு 1) மற்றும் 20 microfarads (வளைவு 2).

ஆரம்ப சார்ஜிங் மின்னோட்டம் iotax = E /Ri = 100/10 = 10 இரண்டு மின்தேக்கிகளும் ஒரே மாதிரியானவை, ஏனெனில் ஒரு பெரிய திறன் கொண்ட ஒரு மின்தேக்கி அதிக மின்சாரத்தை சேமித்து வைக்கிறது, அதன் சார்ஜிங் மின்னோட்டம் அதிக நேரம் எடுக்கும், மேலும் சார்ஜிங் செயல்முறை அதிக நேரம் ஆகும்.

அரிசி. 3. வெவ்வேறு திறன் கொண்ட மின்னோட்டங்களை சார்ஜ் செய்யும் அட்டவணைகள்

மின்தேக்கி வெளியேற்றம்

ஜெனரேட்டரிலிருந்து சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மின்தேக்கியைத் துண்டித்து, அதன் தட்டுகளுக்கு எதிர்ப்பை இணைக்கவும்.

மின்தேக்கியின் தகடுகளில் மின்னழுத்தம் உள்ளது, எனவே, ஒரு மூடிய சுற்றுகளில், டிஸ்சார்ஜ் கொள்ளளவு மின்னோட்ட அயர்ஸ் எனப்படும் மின்னோட்டம் பாயும்.

மின்தேக்கியின் நேர்மறை தட்டில் இருந்து எதிர்மறை தட்டுக்கான எதிர்ப்பின் மூலம் மின்னோட்டம் பாய்கிறது. இது அதிகப்படியான எலக்ட்ரான்களை எதிர்மறைத் தட்டில் இருந்து நேர்மறைக்கு மாற்றுவதற்கு ஒத்திருக்கிறது, அங்கு அவை இல்லை.இரண்டு தட்டுகளின் சாத்தியக்கூறுகள் சமமாக இருக்கும் வரை வரிசை சட்டங்களின் செயல்முறை நடைபெறுகிறது, அதாவது அவற்றுக்கிடையேயான சாத்தியமான வேறுபாடு பூஜ்ஜியமாக மாறும்: Uc = 0.

அத்திப்பழத்தில். Uco = 100 V மதிப்பிலிருந்து பூஜ்ஜியத்திற்கு வெளியேற்றும் போது மின்தேக்கியில் மின்னழுத்தம் குறைவதற்கான வரைபடத்தை 4a காட்டுகிறது, மேலும் மின்னழுத்தம் முதலில் வேகமாகவும், பின்னர் மெதுவாகவும் குறைகிறது.

அத்திப்பழத்தில். 4, b வெளியேற்ற மின்னோட்டத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களின் வரைபடத்தைக் காட்டுகிறது. டிஸ்சார்ஜ் மின்னோட்டத்தின் வலிமையானது R எதிர்ப்பின் மதிப்பைப் பொறுத்தது மற்றும் ஓம் விதியின் படி ires = Uc/R

அரிசி. 4. மின்தேக்கி வெளியேற்றத்தின் போது மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டங்களின் வரைபடங்கள்

ஆரம்ப தருணத்தில், மின்தேக்கியின் தட்டுகளில் மின்னழுத்தம் அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​​​வெளியேற்ற மின்னோட்டமும் மிகப்பெரியது, மேலும் வெளியேற்றத்தின் போது Uc குறைவதால், வெளியேற்ற மின்னோட்டமும் குறைகிறது. Uc = 0 இல், வெளியேற்ற மின்னோட்டம் நிறுத்தப்படும்.

அகற்றும் காலம் இதைப் பொறுத்தது:

1) மின்தேக்கி C இன் கொள்ளளவிலிருந்து

2) மின்தேக்கி வெளியேற்றும் எதிர்ப்பின் மதிப்பில் R.

அதிக எதிர்ப்பு R, மெதுவாக வெளியேற்றம் ஏற்படும். இது ஒரு பெரிய எதிர்ப்பைக் கொண்டு, வெளியேற்ற மின்னோட்டத்தின் வலிமை சிறியது மற்றும் மின்தேக்கியின் தட்டுகளில் சார்ஜ் அளவு மெதுவாக குறைகிறது.

10 μF திறன் மற்றும் 100 V மின்னழுத்தத்திற்கு சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அதே மின்தேக்கியின் டிஸ்சார்ஜ் மின்னோட்டத்தின் வரைபடங்களில் இது இரண்டு வெவ்வேறு எதிர்ப்பின் மதிப்புகளில் (படம் 5) காட்டப்படலாம்: வளைவு 1 - R இல் =40 ஓம்ஸ், ioresr = UcО/ R = 100/40 = 2.5 A மற்றும் வளைவு 2 — 20 Ohm ioresr = 100/20 = 5 A.

அரிசி. 5. வெவ்வேறு எதிர்ப்புகளில் வெளியேற்ற மின்னோட்டங்களின் வரைபடங்கள்

மின்தேக்கியின் கொள்ளளவு அதிகமாக இருக்கும்போது வெளியேற்றமும் மெதுவாக இருக்கும்.ஏனென்றால், மின்தேக்கி தட்டுகளில் அதிக கொள்ளளவுடன், அதிக மின்சாரம் (அதிக கட்டணம்) உள்ளது மற்றும் சார்ஜ் வடிவதற்கு அதிக நேரம் எடுக்கும். 100 V இன் அதே மின்னழுத்தத்திற்கு சார்ஜ் செய்யப்பட்டு, R= 40 ohms (படம் 6: வளைவு 1 - திறன் கொண்ட ஒரு மின்தேக்கிக்கு) மின்னழுத்தத்திற்கு டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அதே திறன் கொண்ட இரண்டு மின்தேக்கிகளுக்கான டிஸ்சார்ஜ் நீரோட்டங்களின் வரைபடங்களால் இது தெளிவாகக் காட்டப்படுகிறது. 10 microfarads மற்றும் வளைவு 2 - 20 microfarads திறன் கொண்ட மின்தேக்கிக்கு).

அரிசி. 6. வெவ்வேறு சக்திகளில் வெளியேற்ற மின்னோட்டங்களின் வரைபடங்கள்

கருதப்படும் செயல்முறைகளிலிருந்து, மின்தேக்கியுடன் கூடிய சுற்றுகளில், மின்னோட்டமானது சார்ஜ் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் செய்யும் தருணங்களில் மட்டுமே பாய்கிறது, தட்டுகளின் மின்னழுத்தம் மாறும் போது.

மின்னழுத்தம் மாறும்போது, ​​​​தகடுகளில் உள்ள கட்டணத்தின் அளவு மாறுகிறது, இதற்கு மின்சுற்று வழியாக கட்டணங்களின் இயக்கம் தேவைப்படுகிறது, அதாவது மின்சாரம் சுற்று வழியாக செல்ல வேண்டும் என்பதன் மூலம் இது விளக்கப்படுகிறது. சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மின்தேக்கி நேரடி மின்னோட்டத்தை கடக்காது, ஏனெனில் அதன் தட்டுகளுக்கு இடையே உள்ள மின்கடத்தா சுற்று திறக்கிறது.

மின்தேக்கி ஆற்றல்

சார்ஜிங் செயல்பாட்டின் போது, ​​மின்தேக்கியானது ஜெனரேட்டரிலிருந்து ஆற்றலைப் பெறுவதன் மூலம் ஆற்றலைச் சேமிக்கிறது. ஒரு மின்தேக்கி டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்படும்போது, ​​மின்சார புலத்தின் அனைத்து ஆற்றலும் வெப்ப ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது, அதாவது, மின்தேக்கி வெளியேற்றப்படும் எதிர்ப்பை வெப்பமாக்குகிறது. மின்தேக்கியின் கொள்ளளவு மற்றும் அதன் தட்டுகளில் மின்னழுத்தம் அதிகமாக இருந்தால், மின்தேக்கியின் மின்சார புலத்தின் ஆற்றல் அதிகமாகும். ஒரு மின்னழுத்த U க்கு சார்ஜ் செய்யப்பட்ட C திறன் கொண்ட மின்தேக்கியின் ஆற்றலின் அளவு இதற்கு சமம்: W = Wc = CU2/2

ஒரு உதாரணம். மின்தேக்கி C = 10 μF மின்னழுத்தம் Uc = 500 V.மின்தேக்கி வெளியேற்றப்படும் எதிர்ப்பில் வெப்பத்தின் சக்தியில் வெளியிடப்படும் ஆற்றலைத் தீர்மானிக்கவும்.

பதில். வெளியேற்றத்தின் போது, ​​மின்தேக்கியால் சேமிக்கப்படும் அனைத்து ஆற்றலும் வெப்பமாக மாற்றப்படும். எனவே W = Wc = CU2/2 = (10 x 10-6 x 500) / 2 = 1.25 J.