یک خازن در یک مدار جریان متناوب یا جریان مستقیم، که اغلب به سادگی خازن نامیده می شود، از یک جفت صفحه تشکیل شده است که با یک لایه عایق پوشانده شده است. اگر جریانی به این دستگاه داده شود، شارژ دریافت می کند و برای مدتی آن را حفظ می کند. ظرفیت آن تا حد زیادی به شکاف بین صفحات بستگی دارد.

خازن را می توان به روش های مختلفی ساخت، اما در هر صورت ماهیت کار و عناصر اصلی آن بدون تغییر باقی می ماند. برای درک اصل عملکرد، لازم است ساده ترین مدل آن را در نظر بگیریم.

ساده ترین دستگاه دارای دو صفحه است: یکی از آنها بار مثبت دارد و دیگری برعکس بار منفی دارد. اگرچه این بارها مخالف هستند، اما برابر هستند. آنها با نیروی خاصی جذب می شوند که بستگی به فاصله دارد. هر چه صفحات به یکدیگر نزدیکتر باشند، نیروی جاذبه بین آنها بیشتر می شود. به لطف این جاذبه، دستگاه شارژ شده تخلیه نمی شود.

با این حال، کافی است هر هادی را بین دو صفحه قرار دهید و دستگاه فوراً تخلیه می شود. تمام الکترون های صفحه دارای بار منفی بلافاصله به صفحه دارای بار مثبت منتقل می شوند و در نتیجه بار یکسان می شود. به عبارت دیگر، برای حذف شارژ از خازن، فقط باید دو صفحه آن را اتصال کوتاه کنید.

مدارهای الکتریکی دو نوع هستند - دائمییا متغیرها. همه چیز بستگی به نحوه جریان الکتریکی در آنها دارد. دستگاه ها در این مدارها رفتار متفاوتی دارند.

برای در نظر گرفتن اینکه یک خازن در مدار DC چگونه رفتار می کند، باید:

1. یک منبع تغذیه DC بگیرید و مقدار ولتاژ را تعیین کنید. به عنوان مثال، "12 ولت".
2. یک لامپ با ولتاژ یکسان نصب کنید.
3. یک خازن در شبکه نصب کنید.

هیچ اثری وجود نخواهد داشت: لامپ روشن نمی شود، اما اگر خازن را از مدار خارج کنید، نور ظاهر می شود. اگر دستگاه به یک شبکه جریان متناوب متصل باشد، به سادگی بسته نمی شود و بنابراین هیچ جریان الکتریکی نمی تواند از اینجا عبور کند. دائمی - قادر به عبور از شبکه ای نیست که خازن در آن متصل است. همه اینها به خاطر صفحات این دستگاه یا بهتر است بگوییم دی الکتریکی است که این صفحات را جدا می کند.

با روش های دیگر می توانید از نبود ولتاژ در شبکه جریان مستقیم مطمئن شوید. شما می توانید هر چیزی را به شبکه وصل کنید، نکته اصلی این است که یک منبع جریان الکتریکی ثابت در مدار گنجانده شده است. عنصری که عدم وجود ولتاژ در شبکه یا برعکس وجود آن را نشان می دهد نیز می تواند هر وسیله الکتریکی باشد. بهتر است از یک لامپ برای این اهداف استفاده کنید: اگر جریان الکتریکی وجود داشته باشد می درخشد و اگر ولتاژی در شبکه وجود نداشته باشد روشن نمی شود.

می توان نتیجه گرفت که خازن قادر به انجام جریان مستقیم از طریق خود نیست، اما این نتیجه گیری نادرست است. در واقع، یک جریان الکتریکی بلافاصله پس از اعمال ولتاژ ظاهر می شود، اما فورا ناپدید می شود. در این حالت فقط در چند کسری از ثانیه عبور می کند. مدت زمان دقیق بستگی به ظرفیت دستگاه دارد، اما معمولاً این مورد در نظر گرفته نمی شود.

برای تعیین اینکه آیا جریان متناوب جاری خواهد شد، دستگاه باید به مدار مناسب متصل شود. منبع اصلی برق در این مورد باید دستگاهی باشد که جریان متناوب تولید می کند.

جریان الکتریکی مستقیم از خازن عبور نمی کند، بلکه جریان متناوب، برعکس، جریان دارد و دستگاه دائماً در برابر جریان الکتریکی عبوری از آن مقاومت می کند. بزرگی این مقاومت به فرکانس مربوط می شود. وابستگی در اینجا به طور معکوس متناسب است: هرچه فرکانس کمتر باشد، مقاومت بالاتر است. اگر به منبع جریان متناوبکندانسور را وصل کنید، سپس حداکثر مقدار ولتاژ در اینجا به قدرت جریان بستگی دارد.

یک مدار ساده متشکل از:

• منبع فعلی باید متغیر باشد.
• مصرف کننده جریان الکتریکی بهتر است از لامپ استفاده کنید.

با این حال، لازم است یک چیز را به خاطر بسپارید: لامپ فقط در صورتی روشن می شود که دستگاه دارای ظرفیت نسبتاً زیادی باشد. جریان متناوب آنقدر روی خازن تاثیر می گذارد که دستگاه شروع به شارژ و دشارژ می کند. و جریانی که در هنگام شارژ مجدد از شبکه می گذرد دمای فیلامنت لامپ را افزایش می دهد. در نتیجه می درخشد.

جریان شارژ مجدد تا حد زیادی به ظرفیت دستگاه متصل به شبکه AC بستگی دارد. این وابستگی مستقیماً متناسب است: هرچه ظرفیت بیشتر باشد، مقداری که قدرت جریان شارژ را مشخص می کند بیشتر است. برای تأیید این موضوع، فقط باید ظرفیت را افزایش دهید. بلافاصله پس از این، لامپ شروع به درخشان تر شدن می کند، زیرا رشته های آن بیشتر گرم می شوند. همانطور که می بینید، یک خازن که به عنوان یکی از عناصر مدار جریان متناوب عمل می کند، رفتار متفاوتی با یک مقاومت ثابت دارد.

هنگامی که یک خازن AC متصل می شود، فرآیندهای پیچیده تری شروع به رخ دادن می کنند. ابزاری مانند وکتور به شما در درک بهتر آنها کمک می کند. ایده اصلی بردار در این مورد این خواهد بود که شما می توانید مقدار یک سیگنال متغیر با زمان را به عنوان حاصلضرب یک سیگنال مختلط، که تابعی از محور معرف زمان و عدد مختلط است، نشان دهید. برعکس، مربوط به زمان نیست.

از آنجایی که بردارها با یک قدر و یک زاویه مشخص نشان داده می شوند، می توان آنها را به شکل یک فلش که در صفحه مختصات می چرخد ​​ترسیم کرد. ولتاژ دستگاه کمی عقب تر از جریان است و هر دو بردار که توسط آنها تعیین شده اند در خلاف جهت عقربه های ساعت در هواپیما می چرخند.

یک خازن در یک شبکه جریان متناوب را می توان به طور دوره ای شارژ کرد: یا مقداری شارژ می گیرد، یا برعکس، آن را آزاد می کند. به این معنی که هادی و منبع جریان متناوب در شبکه به طور مداوم انرژی الکتریکی را با یکدیگر مبادله می کنند. به این نوع برق در مهندسی برق راکتیو می گویند.

خازن اجازه نمی دهد جریان الکتریکی مستقیم از شبکه عبور کند. در این صورت مقاومتی برابر با بی نهایت خواهد داشت. جریان متناوب قابلیت عبور از این دستگاه را دارد. در این حالت مقاومت مقدار محدودی دارد.

جزئیات 16 آوریل 2017

آقایان، در مقاله امروز می خواهم به یک سوال جالب توجه کنم خازن AC. این موضوع در برق بسیار مهم است، زیرا در عمل خازن ها در مدارهایی با جریان متناوب همه جا حاضر هستند و از این نظر، داشتن درک روشنی از قوانین تغییر سیگنال ها در این مورد بسیار مفید است. ما امروز این قوانین را در نظر خواهیم گرفت و در پایان یک مشکل عملی تعیین جریان از طریق خازن را حل خواهیم کرد.

آقایان، حالا جالب ترین نکته برای ما این است که ولتاژ خازن و جریان عبوری از خازن برای حالتی که خازن در مدار سیگنال متناوب قرار دارد، چگونه به هم مرتبط هستند.

چرا بلافاصله متغیر؟ بله، فقط به این دلیل که خازن در مدار است جریان مستقیمغیر قابل توجه جریان فقط در لحظه اول در حالی که خازن تخلیه می شود از آن عبور می کند. سپس خازن شارژ می شود و تمام، جریانی وجود ندارد (بله، بله، من می شنوم که مردم قبلاً شروع به فریاد زدن کرده اند که شارژ خازن از نظر تئوری برای مدت بی نهایت طولانی دوام می آورد و ممکن است مقاومت نشتی نیز داشته باشد، اما برای اکنون ما از این غفلت می کنیم). خازن شارژ شده برای دائمیجاری - چگونه است مدار باز. کی فرصت داریم متغیرجاری - اینجا همه چیز جالب تر است معلوم می شود که در این حالت جریان می تواند از طریق خازن عبور کند و خازن در این حالت، همانطور که بود، معادل است. مقاومتبا مقداری مقاومت کاملاً تعریف شده (اگر فعلاً انواع تغییر فاز را فراموش کرده اید، در ادامه در مورد آن بیشتر توضیح دهید). ما باید به نحوی رابطه ای بین جریان و ولتاژ خازن بدست آوریم.

در حال حاضر فرض می کنیم که در مدار AC فقط یک خازن وجود دارد و بس. بدون هیچ قطعه دیگری مانند مقاومت یا سلف. اجازه دهید به شما یادآوری کنم که در موردی که فقط مقاومت در مدار داریم، چنین مشکلی بسیار ساده حل می شود: جریان و ولتاژ از طریق قانون اهم به هم متصل می شوند. ما بیش از یک بار در این مورد صحبت کرده ایم. همه چیز در آنجا بسیار ساده است: ولتاژ را بر مقاومت تقسیم کنید و جریان را دریافت کنید. اما در مورد خازن چطور؟ پس از همه، یک خازن یک مقاومت نیست. فیزیک فرآیندها در آنجا کاملاً متفاوت است، بنابراین نمی توان به سادگی جریان و ولتاژ را به یکدیگر متصل کرد. با این وجود، این باید انجام شود، بنابراین بیایید سعی کنیم استدلال کنیم.

اول برگردیم خیلی عقب. حتی خیلی دور. به اولین مقاله من در این سایت. قدیمی ها ممکن است به یاد داشته باشند که این مقاله ای در مورد قدرت فعلی بود. در همین مقاله یک عبارت جالب وجود داشت که قدرت جریان و باری را که از سطح مقطع هادی عبور می‌کند به هم مرتبط می‌کرد. این خود بیان است

ممکن است کسی استدلال کند که در آن مقاله در مورد قدرت فعلی، ورود به پایان رسیده است Δqو Δt- مقدار بسیار کمی بار و مدت زمانی که این بار از سطح مقطع هادی عبور می کند. با این حال، در اینجا از نماد via استفاده خواهیم کرد dqو dt- از طریق دیفرانسیل ما بعداً به چنین نمایندگی نیاز خواهیم داشت. اگر به اعماق طبیعت ماتان نروید، اساساً dqو dtتفاوت خاصی در اینجا وجود ندارد Δqو Δt. البته، افرادی که عمیقاً در ریاضیات عالی آگاه هستند، می توانند با این جمله استدلال کنند، اما در حال حاضر نمی خواهم روی این چیزها تمرکز کنم.

بنابراین، ما عبارت را برای قدرت فعلی به یاد آوردیم. بیایید به یاد بیاوریم که چگونه ظرفیت خازن به یکدیگر مرتبط است با، شارژ q، که در خود انباشته است و تنش Uبر روی خازن، که در این مورد تشکیل شده است. خوب، ما به یاد داریم که اگر یک خازن نوعی بار را جمع کرده باشد، به ناچار ولتاژ روی صفحات آن ایجاد می شود. قبلاً در این مقاله در مورد این موضوع صحبت کردیم. ما به این فرمول نیاز داریم که فقط شارژ را با ولتاژ وصل می کند

بیایید بار خازن را از این فرمول بیان کنیم:

و اکنون وسوسه بسیار بزرگی برای جایگزینی این عبارت برای شارژ خازن به فرمول قبلی برای قدرت فعلی وجود دارد. نگاه دقیق تری بیندازید - سپس قدرت جریان، ظرفیت خازن و ولتاژ خازن به هم متصل می شوند! بیایید این تعویض را بدون معطلی انجام دهیم:

ظرفیت ما کمیت است ثابت. تعیین می شود فقط توسط خود خازنساختار داخلی آن، نوع دی الکتریک و همه چیزهای دیگر. در یکی از مقالات قبلی در مورد همه اینها به تفصیل صحبت کردیم. بنابراین، ظرفیت باخازن، از آنجایی که ثابت است، می تواند با خیال راحت به عنوان علامت دیفرانسیل خارج شود (اینها قوانین کار با همین دیفرانسیل ها هستند). اما با تنش Uشما نمی توانید این کار را انجام دهید! ولتاژ خازن در طول زمان تغییر می کند. چرا این اتفاق می افتد؟ پاسخ ابتدایی است: با عبور جریان از صفحات خازن، بدیهی است که شارژ تغییر می کند. و تغییر شارژ مطمئناً منجر به تغییر ولتاژ در خازن خواهد شد. بنابراین، ولتاژ را می توان تابع معینی از زمان در نظر گرفت و نمی توان آن را از زیر دیفرانسیل حذف کرد. بنابراین، با انجام تبدیل های مشخص شده در بالا، ورودی زیر را دریافت می کنیم:

آقایان، من عجله دارم به شما تبریک بگویم - ما به تازگی یک عبارت بسیار مفید دریافت کرده ایم که ولتاژ اعمال شده به خازن و جریانی را که از طریق آن می گذرد مرتبط می کند. بنابراین، اگر قانون تغییر ولتاژ را بدانیم، به سادگی با یافتن مشتق، به راحتی می‌توانیم قانون تغییر جریان از طریق خازن را پیدا کنیم.

اما در مورد عکس آن چطور؟ فرض کنید قانون تغییر جریان از طریق خازن را می دانیم و می خواهیم قانون تغییر ولتاژ دو طرف آن را پیدا کنیم. خوانندگان آگاه در ریاضیات احتمالاً قبلاً حدس زده اند که برای حل این مشکل کافی است به سادگی عبارت نوشته شده در بالا را ادغام کنید. یعنی نتیجه چیزی شبیه به این خواهد بود:

در واقع، هر دوی این عبارات در مورد یک چیز هستند. فقط اینکه اولی در موردی استفاده می شود که قانون تغییر ولتاژ خازن را می دانیم و می خواهیم قانون تغییر جریان از طریق آن را پیدا کنیم و دومی زمانی که می دانیم جریان از طریق خازن چگونه تغییر می کند. و می خواهیم قانون تغییر ولتاژ را پیدا کنیم. برای یادآوری بهتر این موضوع، آقایان، تصویری توضیحی برای شما آماده کردم. در شکل 1 نشان داده شده است.

شکل 1 - تصویر توضیحی

اساساً نتیجه گیری ها را به شکل فشرده ای به تصویر می کشد که خوب است به خاطر بسپارید.

آقایان توجه داشته باشید - عبارات به دست آمده برای هر قانون تغییر در جریان و ولتاژ معتبر هستند.لازم نیست سینوس، کسینوس، پیچ و خم یا هر چیز دیگری وجود داشته باشد. اگر قانون تغییر ولتاژ کاملاً خودسرانه، حتی کاملاً وحشیانه، که در هیچ ادبیاتی توضیح داده نشده است، دارید U(t)، که به خازن عرضه می شود، با تفکیک آن می توانید قانون تغییر جریان از طریق خازن را تعیین کنید. و به همین ترتیب، اگر قانون تغییر جریان از طریق خازن را بدانید آی تی)سپس، با یافتن انتگرال، می توانید نحوه تغییر ولتاژ را پیدا کنید.

بنابراین، ما متوجه شدیم که چگونه می‌توان جریان و ولتاژ را برای هر نوع، حتی احمقانه‌ترین گزینه برای تغییر آنها، به یکدیگر متصل کرد. اما برخی موارد خاص کمتر جالب نیستند. به عنوان مثال، مورد کسی که قبلاً عاشق همه ما شده است سینوسیجاری حالا بیایید به آن بپردازیم.

ولتاژ را در یک خازن با ظرفیت بگذارید سیطبق قانون سینوس به این ترتیب تغییر می کند

کمی قبلتر به تفصیل بحث کردیم که چه کمیت فیزیکی پشت هر حرف در این عبارت قرار دارد. حال در این مورد چگونه تغییر خواهد کرد؟ با استفاده از دانشی که قبلاً به دست آورده‌ایم، بیایید احمقانه این عبارت را با فرمول کلی خود جایگزین کنیم و مشتق آن را پیدا کنیم.

یا می توانید آن را اینگونه بنویسید

آقایان می خواهم یادآوری کنم که تنها تفاوت بین سینوس و کسینوس این است که یکی در فاز نسبت به دیگری 90 درجه جابجا می شود. خوب، یا، به زبان ریاضی، پس . معلوم نیست این عبارت از کجا آمده است؟ گوگلش کن فرمول های کاهش. چیز مفیدی است، دانستن آن ضرری ندارد. بهتر است اگر با آن آشنا باشید دایره مثلثاتی، همه اینها را می توان به وضوح روی آن دید.

آقایان من بلافاصله به یک نکته اشاره می کنم. در مقالاتم در مورد قوانین یافتن مشتقات و گرفتن انتگرال صحبت نمی کنم. امیدوارم حداقل یک درک کلی از این نکات داشته باشید. با این حال، حتی اگر نمی دانید چگونه این کار را انجام دهید، سعی می کنم مطالب را به گونه ای ارائه کنم که اصل کارها حتی بدون این محاسبات میانی روشن باشد. بنابراین، اکنون یک نتیجه مهم دریافت کرده ایم - اگر ولتاژ خازن مطابق قانون سینوسی تغییر کند، جریان عبوری از آن مطابق قانون کسینوس تغییر می کند. یعنی جریان و ولتاژ خازن نسبت به یکدیگر در فاز 90 درجه جابجا می شوند. علاوه بر این، ما می توانیم نسبتاً به راحتی مقدار دامنه جریان را پیدا کنیم (اینها عواملی هستند که در جلوی سینوس ظاهر می شوند). خوب، یعنی آن اوج، آن حداکثری که جریان به آن می رسد. همانطور که می بینید بستگی به ظرفیت دارد سیخازن، دامنه ولتاژ اعمال شده به آن Uمتر و فرکانس ها ω . یعنی هر چه ولتاژ اعمال شده بیشتر باشد، ظرفیت خازن بیشتر و فرکانس تغییر ولتاژ بیشتر باشد، دامنه جریان عبوری از خازن بیشتر می شود. بیایید یک نمودار بسازیم که در یک میدان جریان عبوری از خازن و ولتاژ دو طرف خازن را نشان می دهد. هنوز بدون اعداد مشخص، فقط کیفیت کاراکتر را نشان خواهیم داد. این نمودار در شکل 2 ارائه شده است (تصویر قابل کلیک است).

شکل 2 - جریان عبوری از خازن و ولتاژ دو طرف خازن

در شکل 2 نمودار آبی جریان سینوسی از خازن و نمودار قرمز ولتاژ سینوسی در خازن است. از این شکل به وضوح قابل مشاهده است که جریان جلوتر از ولتاژ است (پیک های سینوسی جریان قرار دارند به سمت چپپیک های متناظر سینوسی ولتاژ، یعنی می آیند زودتر).

حالا بیایید کار را برعکس انجام دهیم. قانون تغییر فعلی را به ما اطلاع دهید من(ت)از طریق یک خازن با ظرفیت سی. و بگذارید این قانون نیز سینوسی باشد

بیایید تعیین کنیم که ولتاژ خازن در این مورد چگونه تغییر می کند. بیایید از فرمول کلی خود با انتگرال استفاده کنیم:

با قیاس مطلق با محاسباتی که قبلاً نوشته شده است، کشش را می توان به این شکل نشان داد

در اینجا دوباره از اطلاعات جالب مثلثاتی استفاده کردیم که . و دوباره فرمول های کاهشآنها به کمک شما خواهند آمد اگر مشخص نباشد که چرا این اتفاق افتاده است.

از این محاسبات چه نتیجه ای می توانیم بگیریم؟ و نتیجه هنوز همان است که قبلاً انجام شده است: جریان عبوری از خازن و ولتاژ خازن در فاز نسبت به یکدیگر 90 درجه جابجا می شوند. علاوه بر این، آنها به دلیلی جابجا می شوند. جاری در پیشولتاژ. چرا اینطور است؟ فیزیک فرآیند پشت این چیست؟ بیایید آن را بفهمیم.

بیایید آن را تصور کنیم بدون شارژما خازن را به منبع ولتاژ وصل کردیم. در لحظه اول اصلاً شارژی در خازن وجود ندارد: تخلیه می شود. و از آنجایی که هیچ شارژی وجود ندارد، پس ولتاژی وجود ندارد. اما یک جریان وجود دارد، بلافاصله هنگامی که خازن به منبع متصل می شود ظاهر می شود. متوجه شدید آقایان؟ هنوز ولتاژی وجود ندارد (وقتی برای افزایش نداشته است)، اما در حال حاضر جریان وجود دارد. و علاوه بر این، در این لحظه اتصال، جریان در مدار حداکثر است (یک خازن تخلیه شده اساسا معادل یک اتصال کوتاه در مدار است). تاخیر بین ولتاژ و جریان بسیار زیاد است. با جریان یافتن جریان، شارژ روی صفحات خازن شروع به جمع شدن می کند، یعنی ولتاژ شروع به افزایش می کند و جریان به تدریج کاهش می یابد. و پس از مدتی آنقدر بار روی صفحات جمع می شود که ولتاژ خازن برابر با ولتاژ منبع می شود و جریان در مدار به طور کامل قطع می شود.

حالا بیایید این یکی را بگیریم متهمخازن را از منبع جدا می کنیم و آن را اتصال کوتاه می کنیم. چه چیزی بدست خواهیم آورد؟ اما عملا همینطور. در همان لحظه اول، جریان حداکثر خواهد بود و ولتاژ خازن بدون تغییر باقی می ماند. یعنی دوباره جریان جلو است و بعد از آن ولتاژ تغییر می کند. با عبور جریان، ولتاژ به تدریج شروع به کاهش می‌کند و با قطع کامل جریان، آن نیز به صفر می‌رسد.

برای درک بهتر فیزیک فرآیندهای در حال انجام، می توانید یک بار دیگر استفاده کنید قیاس لوله کشی. بیایید تصور کنیم که یک خازن شارژ شده یک مخزن پر از آب است. این مخزن دارای یک شیر آب در پایین است که از طریق آن می توانید آب را تخلیه کنید. بیایید این شیر را باز کنیم. به محض اینکه آن را باز کنیم بلافاصله آب جاری می شود. و فشار در مخزن به تدریج با خروج آب کاهش می یابد. یعنی به طور کلی، یک قطره آب از یک شیر آب از تغییر فشار پیشی می‌گیرد، درست همانطور که جریان در خازن از تغییر ولتاژ در آن پیشی می‌گیرد.

استدلال مشابهی را می توان برای یک سیگنال سینوسی انجام داد، زمانی که جریان و ولتاژ مطابق قانون سینوسی و در واقع برای هر سیگنالی تغییر می کند. نکته، امیدوارم روشن باشد.

بیایید کمی داشته باشیم محاسبه عملیجریان متناوب از طریق خازن و نمودارهای رسم.

اجازه دهید منبعی از ولتاژ سینوسی داشته باشیم، مقدار موثر آن است 220 ولت، و فرکانس 50 هرتز. خوب، یعنی همه چیز دقیقاً مانند سوکت های ما است. یک خازن با ظرفیت 1 µF. به عنوان مثال، یک خازن فیلم K73-17، طراحی شده برای حداکثر ولتاژ 400 ولت (و خازن های ولتاژ پایین هرگز نباید به شبکه 220 ولت متصل شوند)، با ظرفیت 1 μF در دسترس است. برای اینکه به شما ایده بدهم که با چه چیزی سر و کار داریم، در شکل 3 عکسی از این حیوان قرار داده ام (با تشکر از Diamond برای عکس)

شکل 3 - به دنبال جریان از طریق این خازن

تعیین دامنه جریان از طریق این خازن و ساخت نمودارهای جریان و ولتاژ لازم است.

ابتدا باید قانون تغییر ولتاژ در یک پریز را بنویسیم. اگر یادت باشه، دامنهمقدار ولتاژ در این مورد حدود 311 ولت است. چرا اینطور است، از کجا آمده است و چگونه قانون تغییرات ولتاژ را در یک پریز بنویسید، در این مقاله می توانید بخوانید. ما بلافاصله نتیجه را ارائه خواهیم کرد. بنابراین، ولتاژ در پریز طبق قانون تغییر می کند

اکنون می توانیم از فرمولی که قبلاً به دست آمده است استفاده کنیم که ولتاژ در خروجی را به جریان عبوری از خازن مرتبط می کند. نتیجه به این شکل خواهد بود

ما به سادگی ظرفیت خازن مشخص شده در شرایط، مقدار دامنه ولتاژ و فرکانس دایره ای ولتاژ شبکه را در فرمول کلی جایگزین کردیم. در نتیجه، پس از ضرب همه عوامل، قانون تغییر فعلی زیر را داریم:

همین، آقایان. معلوم می شود که مقدار دامنه جریان از طریق خازن کمی کمتر از 100 میلی آمپر است. زیاد است یا کم؟ سوال را نمی توان درست نامید. با توجه به استانداردهای تجهیزات صنعتی، که در آن صدها آمپر جریان ظاهر می شود، این بسیار کم است. و برای لوازم خانگی، که در آن ده ها آمپر غیر معمول نیست - بیش از حد. با این حال، حتی چنین جریانی خطر بزرگی برای انسان دارد! از این نتیجه می شود که نباید چنین خازن متصل به شبکه 220 ولت را بگیرید. با این حال، بر اساس این اصل، می توان به اصطلاح منابع تغذیه با خازن خاموش کننده تولید کرد. خوب، این یک موضوع برای یک مقاله جداگانه است و ما در اینجا به آن نمی پردازیم.

همه اینها خوب است، اما تقریباً نمودارهایی را که باید بسازیم فراموش کردیم. ما باید فوراً آن را تعمیر کنیم! بنابراین، آنها در شکل 4 و شکل 5 ارائه شده اند. در شکل 4 می توانید نمودار ولتاژ را در سوکت مشاهده کنید، و در شکل 5 - قانون تغییر جریان از طریق خازن متصل به چنین سوکتی.

شکل 4 - نمودار ولتاژ خروجی

شکل 5 - نمودار جریان عبوری از یک خازن

همانطور که از این تصاویر می بینیم، جریان و ولتاژ آنطور که باید 90 درجه جابجا شده است. و شاید خواننده ایده ای داشته باشد - اگر جریان از یک خازن عبور کند و مقداری ولتاژ در آن افت کند، احتمالاً باید مقداری توان نیز از طریق آن آزاد شود. با این حال، من عجله می کنم به شما هشدار دهم - وضعیت برای خازن کاملاً است نه به این صورت. اگر یک خازن ایده‌آل در نظر بگیریم، حتی زمانی که جریان جریان داشته باشد و ولتاژ در آن افت کند، اصلاً برقی از آن آزاد نمی‌شود. چرا؟ چطور؟ در مورد آن - در مقالات آینده برای امروز کافی است. با تشکر از شما برای خواندن، موفق باشید، و شما را دفعه بعد!

به ما بپیوندید

یک خازن معمولی با نام مدار "C" متعلق به دسته رایج ترین اجزای رادیویی است که در مدارهای AC و DC کار می کنند. در مورد اول، به عنوان یک عنصر مسدود کننده و بار خازنی، و در مورد دوم - به عنوان یک لینک فیلتر در مدارهای یکسو کننده با جریان ضربانی استفاده می شود. یک خازن در یک مدار AC شبیه چیزی است که در شکل زیر نشان داده شده است.

برخلاف یکی دیگر از اجزای رایج رادیویی به نام مقاومت، یک خازن در مدار AC یک جزء راکتیو را وارد آن می‌کند که منجر به ایجاد یک تغییر فاز بین emf اعمال شده و جریان ناشی از آن می‌شود. بیایید با جزئیات بیشتر با مولفه راکتیو و راکتانس خازنی آشنا شویم.

گنجاندن EMF سینوسی در مدار

انواع الحاقات

همانطور که مشخص است، یک خازن در یک مدار جریان مستقیم (بدون یک جزء متناوب) نمی تواند کار کند.

توجه داشته باشید!این عبارت در مورد فیلترهای صاف کننده که در آن جریان ضربانی جریان دارد و همچنین مدارهای مسدود کننده خاص صدق نمی کند.

اگر گنجاندن این عنصر را در یک مدار جریان متناوب در نظر بگیریم، تصویر کاملاً متفاوتی مشاهده می شود که در آن شروع به رفتار فعال تر می کند و می تواند چندین عملکرد را همزمان انجام دهد. در این حالت می توان از خازن برای اهداف زیر استفاده کرد:

• برای مسدود کردن قطعه DC، همیشه در هر مدار الکترونیکی وجود داشته باشد.
• به منظور ایجاد مقاومت در مسیر انتشار اجزای فرکانس بالا (HF) سیگنال پردازش شده؛
• به عنوان یک عنصر بار خازنی که ویژگی های فرکانس مدار را تنظیم می کند.
• به عنوان عنصری از مدارهای نوسانی و فیلترهای ویژه (LF و HF).

از تمام موارد فوق، بلافاصله مشخص می شود که در اکثریت قریب به اتفاق موارد، یک خازن در مدار جریان متناوب به عنوان یک عنصر وابسته به فرکانس استفاده می شود که می تواند تأثیر خاصی بر سیگنال های عبوری از آن داشته باشد.

ساده ترین نوع گنجاندن

فرآیندهای رخ داده در طول این روشن شدن در شکل زیر نشان داده شده است.

آنها را می توان با معرفی مفهوم emf هارمونیک (سینوسی) توصیف کرد که به صورت بیان شده استU = Uo cos ω تی، و به شکل زیر در بیایید:

• با افزایش متغیر EMF، خازن با جریان الکتریکی من که از آن عبور می کند شارژ می شود، که در لحظه اولیه زمان حداکثر است. با شارژ شدن ظرفیت، مقدار جریان شارژ به تدریج کاهش می یابد و در لحظه ای که EMF به حداکثر خود می رسد، به طور کامل صفر می شود.

مهم!چنین تغییر چند جهتی در جریان و ولتاژ منجر به تشکیل یک تغییر فاز 90 درجه ای این عنصر بین آنها می شود.

• این یک چهارم اول نوسان تناوبی به پایان می رسد.
• علاوه بر این، EMF سینوسی به تدریج کاهش می یابد، در نتیجه خازن شروع به تخلیه می کند و در این زمان جریان افزایش یافته در دامنه در مدار جریان می یابد. در این مورد، همان تاخیر فاز مشاهده می شود که در سه ماهه اول دوره بود.
• پس از اتمام این مرحله، خازن کاملاً تخلیه می شود (با EMF برابر با صفر) و جریان در مدار به حداکثر خود می رسد.
• با افزایش جریان معکوس (تخلیه)، ظرفیت دوباره شارژ می شود، در نتیجه جریان به تدریج به صفر کاهش می یابد و EMF به حداکثر مقدار خود می رسد (یعنی کل فرآیند به نقطه شروع باز می گردد).

علاوه بر این، تمام فرآیندهای توصیف شده با فرکانس مشخص شده توسط فرکانس EMF خارجی تکرار می شوند. تغییر فاز بین جریان و EMF را می توان نوعی مقاومت در برابر تغییر ولتاژ خازن (تأخیر آن نسبت به نوسانات جریان) در نظر گرفت.

ظرفیت

مفهوم ظرفیت

هنگام مطالعه فرآیندهایی که در مدارهایی با یک خازن متصل به آنها اتفاق می افتد، مشخص شد که زمان شارژ و دشارژ برای نمونه های مختلف این عنصر به طور قابل توجهی با یکدیگر متفاوت است. بر اساس این واقعیت، مفهوم خازن معرفی شد که به عنوان توانایی یک خازن برای جمع آوری بار تحت تأثیر یک ولتاژ معین تعریف می شود:

پس از این، تغییر شارژ در صفحات آن در طول زمان را می توان به صورت زیر نشان داد:

اما از آنجایی کهس= C.U.، سپس از طریق محاسبات ساده به دست می آوریم:

I = CxdU/dt = ω C Uo cos ω t = Io sin(ω t+90)،

یعنی جریان از طریق خازن به گونه ای می گذرد که شروع به هدایت ولتاژ 90 درجه در فاز می کند. همین نتیجه هنگام استفاده از سایر روش های ریاضی برای این فرآیند الکتریکی به دست می آید.

نمایش برداری

برای وضوح بیشتر، مهندسی برق از یک نمایش برداری از فرآیندهای در نظر گرفته شده استفاده می کند و برای کمی کردن کندی واکنش، مفهوم خازن معرفی شده است (عکس زیر را ببینید).

نمودار برداری نیز نشان می دهد که جریان در مدار خازن 90 درجه جلوتر از ولتاژ فاز است.

اطلاعات تکمیلی.هنگام مطالعه "رفتار" یک سیم پیچ در یک مدار جریان سینوسی، مشخص شد که در آن، برعکس، در فاز با ولتاژ عقب است.

در هر دو مورد، تفاوت در ویژگی های فاز فرآیندها وجود دارد که نشان دهنده ماهیت واکنشی بار در مدار EMF متناوب است.

با نادیده گرفتن محاسبات دیفرانسیل که توصیف آنها دشوار است، برای نشان دادن مقاومت یک بار خازنی به دست می آوریم:

از آن نتیجه می شود که مقاومت ایجاد شده توسط خازن با فرکانس سیگنال متناوب و ظرفیت عنصر نصب شده در مدار نسبت معکوس دارد. این وابستگی به شما امکان می دهد مدارهای وابسته به فرکانس را بر اساس یک خازن بسازید:

• یکپارچه سازی و متمایز کردن زنجیره ها (همراه با یک مقاومت غیرفعال)؛
• عناصر فیلتر LF و HF؛
• مدارهای راکتیو مورد استفاده برای بهبود ویژگی های بار تجهیزات قدرت؛
• مدارهای تشدید از نوع سری و موازی.

در حالت اول، با استفاده از یک خازن، می توان خودسرانه شکل پالس های مستطیلی را تغییر داد، مدت زمان آنها (ادغام) یا کوتاه کردن آن (تمایز) افزایش یافت.

زنجیره های فیلتر و مدارهای تشدید به طور گسترده در مدارهای خطی کلاس های مختلف (تقویت کننده ها، مبدل ها، ژنراتورها و دستگاه های مشابه) استفاده می شود.

نمودار ظرفیت

ثابت شده است که جریان از طریق خازن فقط تحت تأثیر ولتاژ متغییر هارمونیک جریان می یابد. در این حالت، قدرت جریان در مدار با ظرفیت یک عنصر مشخص تعیین می شود، بنابراین هر چه ظرفیت خازن بیشتر باشد، مقدار آن بیشتر می شود.

اما ما همچنین می توانیم یک رابطه معکوس را دنبال کنیم که بر اساس آن مقاومت خازن با کاهش پارامتر فرکانس افزایش می یابد. به عنوان مثال، نمودار نشان داده شده در شکل زیر را در نظر بگیرید.

از وابستگی فوق می توان نتایج مهم زیر را به دست آورد:

• برای یک جریان ثابت (فرکانس = 0) Xc برابر با بی نهایت است، به این معنی که نمی تواند در آن جریان یابد.
• در فرکانس های بسیار بالا، مقاومت این عنصر به صفر میل می کند.
• همه چیزهای دیگر برابر هستند، با ظرفیت خازن نصب شده در مدار تعیین می شود.

موضوعات مربوط به توزیع انرژی الکتریکی در مدارهای جریان متناوب با خازن موجود در آنها بسیار جالب است.

کار (قدرت) در یک بار خازنی

مشابه مورد القایی، هنگام مطالعه "رفتار" یک خازن در مدارهای EMF متغیر، مشخص شد که به دلیل تغییر فاز U و I، مصرف برق در آنها وجود ندارد. مورد دوم با این واقعیت توضیح داده می شود که انرژی الکتریکی در مرحله اولیه فرآیند (در طول شارژ) بین صفحات خازن ذخیره می شود و در مرحله دوم به منبع بازگردانده می شود (شکل زیر را ببینید).

در نتیجه، ظرفیت خازنی در دسته بارهای راکتیو یا بی واتر قرار می گیرد. با این حال، چنین نتیجه‌گیری را می‌توان صرفاً نظری در نظر گرفت، زیرا در مدارهای واقعی همیشه عناصر غیرفعال معمولی وجود دارند که مقاومت واکنشی ندارند، بلکه مقاومت فعال یا وات دارند. این شامل:

• مقاومت سیم سرب؛
• رسانایی مناطق دی الکتریک در یک خازن؛
• پراکندگی تماس؛
• مقاومت فعال چرخش های سیم پیچ و موارد مشابه.

در این راستا، در هر مدار الکتریکی واقعی، همیشه تلفات توان فعال (اتلاف آن)، در هر مورد به صورت جداگانه وجود دارد.

توجه ویژه باید به تلفات داخلی مرتبط با نشت از طریق دی الکتریک و عایق ضعیف بین صفحات (صفحات) شود. اجازه دهید با در نظر گرفتن وضعیت واقعی امور، به تعاریف زیر بپردازیم. بنابراین، تلفات مرتبط با ویژگی های کیفی یک دی الکتریک، دی الکتریک نامیده می شود. هزینه های انرژی نسبت داده شده به ناقص بودن عایق بین صفحات معمولاً به عنوان تلفات ناشی از نشت در عنصر خازن طبقه بندی می شود.

در پایان این بررسی، جالب است که یک قیاس را دنبال کنیم که نشان دهنده فرآیندهای رخ داده در یک مدار خازن با فنر مکانیکی الاستیک است. و در واقع، یک فنر، مانند این عنصر، انرژی پتانسیل را در یک قسمت از نوسان تناوبی در خود جمع می کند و در مرحله دوم آن را به شکل جنبشی آزاد می کند. بر اساس این قیاس، می توان تصویر کاملی از رفتار یک خازن در مدارهای با EMF متغیر ارائه داد.

ویدئو

خازن (درپوش) یک "باتری" کوچک است که در صورت وجود ولتاژ در اطراف آن به سرعت شارژ می شود و زمانی که ولتاژ کافی برای نگه داشتن شارژ وجود ندارد به سرعت تخلیه می شود.

ویژگی اصلی یک خازن ظرفیت آن است. با نماد نشان داده می شود سیواحد اندازه گیری آن فاراد است. هر چه ظرفیت خازن بزرگتر باشد، خازن می تواند بار بیشتری را در یک ولتاژ معین نگه دارد. همچنین از بیشترظرفیت، کمترسرعت شارژ و دشارژ

مقادیر معمول مورد استفاده در میکروالکترونیک: از ده ها پیکوفاراد (pF، pF = 0.000000000001 F) تا ده ها میکروفاراد (μF، μF = 0.000001). رایج ترین انواع خازن ها سرامیکی و الکترولیتی هستند. سرامیکی ها از نظر اندازه کوچکتر هستند و معمولاً ظرفیتی تا 1 μF دارند. برای آنها مهم نیست که کدام یک از مخاطبین به مثبت و کدام یک به منفی متصل می شود. خازن های الکترولیتی دارای ظرفیت خازنی از 100 pF هستند و قطبی هستند: یک تماس خاص باید به مثبت وصل شود. پای مربوط به پلاس بلندتر می شود.

یک خازن از دو صفحه تشکیل شده است که توسط یک لایه دی الکتریک از هم جدا شده اند. صفحات بار جمع می کنند: یکی مثبت، دیگری منفی است. در نتیجه ایجاد در داخل ولتاژ. دی الکتریک عایق از داخلی شدن ولتاژ داخلی جلوگیری می کند جاری، که باعث یکسان شدن صفحات می شود.

شارژ و دشارژ

این نمودار را در نظر بگیرید:

در حالی که سوئیچ در موقعیت 1 قرار دارد، ولتاژ روی خازن ایجاد می شود - شارژ می شود. شارژ سروی صفحه در یک نقطه خاص از زمان با فرمول محاسبه می شود:

سی- ظرفیت، ه- توان (ثابت ≈ 2.71828)، تی- زمان از شروع شارژ شارژ صفحه دوم همیشه دقیقاً یکسان است، اما با علامت مخالف. اگر مقاومت آرحذف کنید، فقط یک مقاومت کوچک از سیم ها باقی می ماند (این به مقدار تبدیل می شود آر) و شارژ خیلی سریع اتفاق می افتد.

با رسم تابع بر روی نمودار، تصویر زیر را بدست می آوریم:

همانطور که می بینید، بار به طور یکنواخت رشد نمی کند، بلکه به طور معکوس به صورت تصاعدی رشد می کند. این به این دلیل است که با تجمع بار، ولتاژ معکوس بیشتری ایجاد می کند Vc، که "مقاومت می کند" V در.

همه چیز با این تمام می شود Vcاز نظر ارزش برابر می شود V درو جریان به طور کلی متوقف می شود. در این نقطه گفته می شود که خازن به نقطه اشباع (تعادل) خود رسیده است. شارژ به حداکثر خود می رسد.

به یاد آوردن قانون اهم، می توانیم وابستگی جریان مدار خود را هنگام شارژ خازن به تصویر بکشیم.

اکنون که سیستم در حالت تعادل است، سوئیچ را در موقعیت 2 قرار دهید.

صفحات خازن دارای بارهایی از علائم مخالف هستند، آنها ولتاژ ایجاد می کنند - جریانی از طریق بار ظاهر می شود (Load). جریان در مقایسه با جهت منبع برق در جهت مخالف جریان خواهد داشت. دشارژ نیز برعکس اتفاق می افتد: ابتدا شارژ به سرعت از بین می رود، سپس با افت ولتاژ ایجاد شده توسط آن، آهسته تر و کندتر می شود. اگر برای Q 0باری را که ابتدا روی خازن بود مشخص کنید، سپس:

این مقادیر در نمودار به شکل زیر هستند:

دوباره پس از مدتی سیستم به حالت استراحت می رسد: تمام شارژ از بین می رود، ولتاژ ناپدید می شود و جریان جریان متوقف می شود.

اگر دوباره از سوئیچ استفاده کنید، همه چیز در یک دایره شروع می شود. بنابراین خازن هیچ کاری جز قطع کردن مدار در زمانی که ولتاژ ثابت است انجام نمی دهد. و هنگامی که ولتاژ به طور ناگهانی تغییر می کند "کار می کند". این ویژگی تعیین می کند که چه زمانی و چگونه در عمل از آن استفاده شود.

کاربرد در عمل

در میان رایج ترین الگوهای میکروالکترونیک می توان به الگوهای زیر اشاره کرد:

خازن پشتیبان (کلاه بای پس) - برای کاهش امواج ولتاژ تغذیه

خازن فیلتر - برای جداسازی اجزای ولتاژ ثابت و متغیر، برای جداسازی سیگنال

خازن رزرو

بسیاری از مدارها برای ارائه توان ثابت و پایدار طراحی شده اند. مثلاً 5 ولت. منبع تغذیه آن را به آنها می رساند. اما سیستم های ایده آل وجود ندارند، و در صورت تغییر ناگهانی در مصرف فعلی دستگاه، به عنوان مثال، هنگامی که یک قطعه روشن می شود، منبع تغذیه زمانی برای "واکنش" فوری و کوتاه مدت ندارد. افت ولتاژ رخ می دهد. علاوه بر این، در مواردی که سیم از منبع تغذیه به مدار به اندازه کافی طولانی باشد، شروع به کار به عنوان یک آنتن می کند و همچنین نویز ناخواسته را به سطح ولتاژ وارد می کند.

به طور معمول، انحراف از ولتاژ ایده‌آل از یک هزارم ولت تجاوز نمی‌کند، و این پدیده در هنگام تغذیه، به عنوان مثال، LED یا موتور الکتریکی، کاملاً ناچیز است. اما در مدارهای منطقی، جایی که سوئیچینگ منطق صفر و منطق یک بر اساس تغییرات ولتاژهای کوچک اتفاق می‌افتد، نویز منبع تغذیه را می‌توان با سیگنال اشتباه گرفت که منجر به سوئیچینگ نادرست می‌شود که مانند یک اثر دومینو، سیستم را قرار می‌دهد. در حالت غیر قابل پیش بینی

برای جلوگیری از چنین خرابی هایی، یک خازن پشتیبان مستقیماً در مقابل مدار قرار می گیرد

در لحظاتی که ولتاژ پر است، خازن تا حد اشباع شارژ می شود و به شارژ ذخیره تبدیل می شود. به محض کاهش سطح ولتاژ در خط، خازن پشتیبان به عنوان یک باتری سریع عمل می کند و شارژ انباشته شده قبلی را آزاد می کند تا شکاف را پر کند تا وضعیت به حالت عادی بازگردد. چنین کمکی به منبع اصلی برق تعداد زیادی بار در هر ثانیه رخ می دهد.

اگر از دیدگاه دیگری فکر کنیم: خازن جزء متناوب را از ولتاژ مستقیم استخراج می کند و با عبور از خود، آن را از خط برق به زمین می برد. به همین دلیل است که به خازن پشتیبان «خازن بای پس» نیز می گویند.

در نتیجه، ولتاژ صاف شده به صورت زیر است:

خازن‌های معمولی که برای این منظور استفاده می‌شوند، خازن‌های سرامیکی با مقدار اسمی 10 یا 100 nF هستند. سلول های الکترولیتی بزرگ برای این نقش مناسب نیستند، زیرا آنها کندتر هستند و در این شرایط که نویز فرکانس بالایی دارد نمی توانند به سرعت شارژ خود را آزاد کنند.

در یک دستگاه، خازن های پشتیبان می توانند در مکان های زیادی وجود داشته باشند: در جلوی هر مدار، که یک واحد مستقل است. به عنوان مثال، آردوینو از قبل دارای خازن های پشتیبان است که عملکرد پایدار پردازنده را تضمین می کند، اما قبل از روشن کردن صفحه LCD متصل به آن، باید خود را نصب کنید.

خازن فیلتر

یک خازن فیلتر برای حذف سیگنال از سنسور استفاده می شود که آن را به شکل یک ولتاژ متغیر منتقل می کند. نمونه هایی از این سنسورها میکروفون یا آنتن فعال Wi-Fi هستند.

بیایید به نمودار اتصال یک میکروفون الکترت نگاه کنیم. میکروفون الکترت رایج ترین و همه جا حاضر است: این میکروفون در تلفن های همراه، لوازم جانبی کامپیوتر و سیستم های آدرس عمومی استفاده می شود.

میکروفون برای کار کردن به برق نیاز دارد. در حالت سکوت مقاومت آن بالاست و به ده ها کیلواهم می رسد. هنگامی که آن را تحت تاثیر صدا، شاتر ساخته شده در داخل ترانزیستور اثر میدانیباز می شود و میکروفون مقاومت داخلی خود را از دست می دهد. از دست دادن و بازیابی مقاومت بارها در هر ثانیه اتفاق می افتد و مطابق با فاز موج صوتی است.

در خروجی، ما فقط در آن لحظاتی که صدا وجود دارد به ولتاژ علاقه مندیم. اگر خازن نبود سی، خروجی همیشه تحت تأثیر ولتاژ تغذیه ثابت قرار می گیرد. سیاین جزء ثابت را مسدود می کند و فقط به انحرافات مربوط به صدا اجازه عبور می دهد.

صدای قابل شنیدن که مورد توجه ما است، در محدوده فرکانس پایین است: 20 هرتز - 20 کیلوهرتز. به منظور جداسازی سیگنال صوتی از ولتاژ، و نه نویز برق با فرکانس بالا، سییک خازن الکترولیتی آهسته 10 میکروF استفاده می شود. اگر از یک خازن سریع، مثلاً 10 nF، استفاده شود، سیگنال‌های غیر صوتی به خروجی می‌رسند.

توجه داشته باشید که سیگنال خروجی به صورت ولتاژ منفی عرضه می شود. یعنی وقتی خروجی به زمین وصل می شود، جریان از زمین به خروجی می رود. مقادیر پیک ولتاژ در مورد میکروفون ده ها میلی ولت است. برای معکوس کردن ولتاژ و افزایش مقدار آن، خروجی V بیرونمعمولاً به یک تقویت کننده عملیاتی متصل می شود.

اتصال خازن ها

در مقایسه با اتصال مقاومت ها، محاسبه رتبه نهایی خازن برعکس به نظر می رسد.

هنگامی که به صورت موازی متصل می شود، ظرفیت کل به صورت زیر خلاصه می شود:

در صورت اتصال سری، ظرفیت نهایی با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

اگر فقط دو خازن وجود دارد، با اتصال سری:

در مورد خاص دو خازن یکسان، ظرفیت کل اتصال سری برابر با نیمی از ظرفیت هر یک است.

ویژگی های محدود

اسناد مربوط به هر خازن حداکثر ولتاژ مجاز را نشان می دهد. بیش از حد آن می تواند منجر به خرابی دی الکتریک و انفجار خازن شود. برای خازن های الکترولیتی، قطبیت باید رعایت شود. در غیر این صورت، یا الکترولیت به بیرون نشت می کند یا دوباره انفجار رخ می دهد.