Witam wszystkich ponowie
Mam następujący problem ze schematem umieszczonym poniżej
Białe prostokąty symbolizują pomiar napięcia stałego i przemiennego w układzie zawierającym mikrofon elektretowy
Zasilanie wynosi 9V
I tu moje pytanie Schemat pochodzi z książki "Elektronika od praktyki do teorii. Kolejne eksperymenty"
Dlaczego w punkcie nad kondensatorem podczas pomiaru napięcia stałego jest dalej napięcie 9V. Czyżby w tym układzie prąd nie płynął? Natomiast dla prądu przemiennego jest to napięcie około 0V. Chyba że zaczniemy krzycześ do mikrofonu i napięcie zmienne niewiele wzrośnie. Na jakiej zasadzie działa mikrofon elektretowy? Podejrzewam że ten mikrofon ma coś z kondensatora chociażby świadczy o tym jego symbol. Jakie będzie napięcie za kondensatorem w trybie pomiaru napięcia stałego i przemiennego?
dziękuję za odpowiedzi
pozdrawiam
Arek
Mikrofon elekretowy zasada działania
Mikrofon elekretowy zasada działania
- Załączniki
-
- Mikrofon elektretowy.jpg (11.58 KiB) Przejrzano 6832 razy
Dzięki Jony130 za szybką odpowiedz. Nie zdążyłem jeszcze przeglądnąć tego pdfa ale z tego co tam dostrzegłem to potwierdzają się moje przypuszczenia że ten mikrofon to coś w rodzaju kondensatora.
Tylko nie bardzo zrozumiałem z tego linka z forum który umieściłeś jak kondensator odcina składową stałą. Bardzo bym prosił żebyś mi to wyjaśnił
Jeszcze raz dzięki i pozdrawiam
Arek
Tylko nie bardzo zrozumiałem z tego linka z forum który umieściłeś jak kondensator odcina składową stałą. Bardzo bym prosił żebyś mi to wyjaśnił
Jeszcze raz dzięki i pozdrawiam
Arek
Humorystycznie wygląda to tak:solark pisze:Tylko nie bardzo zrozumiałem z tego linka z forum który umieściłeś jak kondensator odcina składową stałą. Bardzo bym prosił żebyś mi to wyjaśnił
" Zauważ jak prąd zmienny ładnie prześlizguje się pomiędzy moimi okładkami"
"Zauważ jak prąd stały roztrzaskuje się o moje okładki ale i tak nie może się przez nie przebici. Ale jeśli poziom napięcia stałego będzie dostatecznie duży, prąd stały może przebić moje okładziny".
A w rzeczywistym kondensatorze prąd płynie tylko wtedy gdy napięcie miedzy okładkami zmienia się I = C*ΔU/Δt.
Dlatego gdy niema zmian napięcie a kondensator jest już naładowany "za" kondensatorem woltomierz ustawiony na DC pokaże 0V.
Przeglądnij sobie ten temat
http://www.forum.elportal.pl/viewtopic.php?t=11710
- Załączniki
-
- 66.PNG (3.83 KiB) Przejrzano 6806 razy
-
- My Capacitor Spoof.png (9.81 KiB) Przejrzano 6809 razy
Dzięki bardzo Jony 130 za odpowiedz
Przyznam że nie jest to łatwe zagadnienie
Myślę że całe rozwiązanie tego problemu z usuwaniem składowej stałej leży we wzorze który podałeś na prąd przepływający przez kondensator.
Chodzi tu o zmianę napięcia czyli tak jak napisałeś delta U i tylko i wyłącznie zmiana napięcia wywołuje przepływ prądu a że napięcie zmienia się tylko o powiedzmy 2V przy składowej stałej powiedzmy 6V to tylko i wyłącznie sama zmiana napięcia o 2V wywołuje przepływ prądu.
Napisz proszę Jony 130 czy dobrze Ciebie zrozumiałem
pozdrawiam
Arek
Przyznam że nie jest to łatwe zagadnienie
Myślę że całe rozwiązanie tego problemu z usuwaniem składowej stałej leży we wzorze który podałeś na prąd przepływający przez kondensator.
Chodzi tu o zmianę napięcia czyli tak jak napisałeś delta U i tylko i wyłącznie zmiana napięcia wywołuje przepływ prądu a że napięcie zmienia się tylko o powiedzmy 2V przy składowej stałej powiedzmy 6V to tylko i wyłącznie sama zmiana napięcia o 2V wywołuje przepływ prądu.
Napisz proszę Jony 130 czy dobrze Ciebie zrozumiałem
pozdrawiam
Arek
Hej
Tak dobrze zrozumiałeś. Tylko to co się zmienia przepływa, dlatego kondensator usuwa składową stałą. Dla stałego pradu to jest poprostu przerwa w obwodzie. Prąd popłynie chwilkę podczas ładowania. Ale to dlatego że de facto wtedy jest zmienny. Zmeinia się np. od 0 do 12V jak podłączacz choćby akumulator. Potem jest stan ustalony czyli naładowany kondensator i przerwa w obwodzie.
Kondensator puszcza więcej prądu im wyższa jego pojemnośc i im wyższa częstotliwość. Można go używać jako "rezystora" ograniczającego prąd przy np. Zasilaczu impulsowym takim jak tu: https://elportal.pl/pdf/k04/57_13.pdf
Warto odrazu rozwazyć cewkę. Działa ona na odwrót. Dla napięcia stałego jest to zwarcie, no bo zasadniczo cewka to zwykły drut. Dla napięcia zmiennego natomiast wytrwarza jakąś impedancę. Im wyższa częstotliwość tym cewka bardzej tłumi. Dlatego tez np. niektóre cewki nazywamy dławikami. Tłumia one prądy zmienne, puszcając stałe.
Inne zastosowanie. Lampa rtęciowa lub sodowa. Dławik służy do ograniczenia pradu płynącego przez żarówkę. Jets on cewką czyli ze wzrostem częstotliwości wzrazta jego impedancja. Staje się resystorem ograniczającym prąd. Coś jak ten kondensator w zasilaczu powyżej
I mega ważna rzecz. Dlaczego lampa rtęciowa używa cewki a zasilacz kondensatora? czemu nie dano rezystora? Ogranicza prąd i nie zalezy od częstotliwości? ( No częstotliwośc nie jest problemem bo wynosi w tych wypadkach 50Hz ale powiedzmy w innych aplikacjach może jakaś zaleznośc by była)
Ano dlatego że wystepuje tu przesunięcie prądu względem napięcia o 90 stopni. Nie wdając się w szczegóły i wzory chodzi o to że gdy występuje owe przesunięcie to ograniczamy moc strat. Rezystor by się grzał, i byłyby straty w postaci ciepła. Tutaj dzięki przesunięciu 0 90stopi prądu względem napięcia problemu się pozbywamy.
Troche sie rozgadałem ale może coś uzupełniłem i czegoś się dowiedziałeś
Pozdrawiam
Piotrek
Tak dobrze zrozumiałeś. Tylko to co się zmienia przepływa, dlatego kondensator usuwa składową stałą. Dla stałego pradu to jest poprostu przerwa w obwodzie. Prąd popłynie chwilkę podczas ładowania. Ale to dlatego że de facto wtedy jest zmienny. Zmeinia się np. od 0 do 12V jak podłączacz choćby akumulator. Potem jest stan ustalony czyli naładowany kondensator i przerwa w obwodzie.
Kondensator puszcza więcej prądu im wyższa jego pojemnośc i im wyższa częstotliwość. Można go używać jako "rezystora" ograniczającego prąd przy np. Zasilaczu impulsowym takim jak tu: https://elportal.pl/pdf/k04/57_13.pdf
Warto odrazu rozwazyć cewkę. Działa ona na odwrót. Dla napięcia stałego jest to zwarcie, no bo zasadniczo cewka to zwykły drut. Dla napięcia zmiennego natomiast wytrwarza jakąś impedancę. Im wyższa częstotliwość tym cewka bardzej tłumi. Dlatego tez np. niektóre cewki nazywamy dławikami. Tłumia one prądy zmienne, puszcając stałe.
Inne zastosowanie. Lampa rtęciowa lub sodowa. Dławik służy do ograniczenia pradu płynącego przez żarówkę. Jets on cewką czyli ze wzrostem częstotliwości wzrazta jego impedancja. Staje się resystorem ograniczającym prąd. Coś jak ten kondensator w zasilaczu powyżej
I mega ważna rzecz. Dlaczego lampa rtęciowa używa cewki a zasilacz kondensatora? czemu nie dano rezystora? Ogranicza prąd i nie zalezy od częstotliwości? ( No częstotliwośc nie jest problemem bo wynosi w tych wypadkach 50Hz ale powiedzmy w innych aplikacjach może jakaś zaleznośc by była)
Ano dlatego że wystepuje tu przesunięcie prądu względem napięcia o 90 stopni. Nie wdając się w szczegóły i wzory chodzi o to że gdy występuje owe przesunięcie to ograniczamy moc strat. Rezystor by się grzał, i byłyby straty w postaci ciepła. Tutaj dzięki przesunięciu 0 90stopi prądu względem napięcia problemu się pozbywamy.
Troche sie rozgadałem ale może coś uzupełniłem i czegoś się dowiedziałeś
Pozdrawiam
Piotrek
Ostatnio zmieniony 25 lip 2016, 14:50 przez leech10, łącznie zmieniany 1 raz.
Nie nie mogę się z tym zgodzić. Zagadnienie to jest bardzo proste nawet banalne.solark pisze:Przyznam że nie jest to łatwe zagadnienie
Wystarczy uwiadomić sobie kilka rzeczy i "poukładać" je sobie w głowie.
1 - Przez kondensator płynie prąd tylko wtedy gdy kondensator się ładuje lub rozładuje. Lub inaczej, przepływ prądu w kondensatorze polega na cyklicznym ładowaniu i rozładowaniu. Dla prądu zmiennego odbywa się to z częstotliwością prądu zmiennego.
2 - Co rozpoczyna proces ładowania/rozładowania ? Ano zmiana napięcia przyłożonego pomiędzy okładziny kondensatora. Na przykład mamy pusty kondensator (Uc = 0V napięcie na kondensatorze) połączony szeregowo z rezystorem. I teraz podłączamy ten układ do baterii 9V.
W pierwszej chwili "całe napięcie" baterii odkłada się na rezystorze (Uc = 0V pusty kondensator) zaczyna płynąc prąd w obwodzie. Prąd ten ładuje kondensator, napięcie na kondensatorze rośnie wykładniczo ze stałą czasową t = R*C (kondensator pobiera energię z baterii) i gdy napięcie na kondensatorze zrówna się z napięciem baterii prąd przestanie płynąć. Bo nie ma różnicy potencjałów potrzebnej by płynął prąd. I teraz zwiększanie napięcia baterii z 9V do 11V (zmiana z 9V do 11V) zapoczątkuje przepływ prądu który naładuje nasz kondensator do tych 11V (a przynajmniej będzie się starał to zrobić). Teraz obniżenie napięcia baterii z 11V do 9V spowoduje przepływ prądu ale tym razem w drugą stronę ( napięcie na kondensatorze Uc = 11V jest wyższe niż napięcie baterii Ub = 9V). Dlatego tym razem kondensator oddaje zgromadzoną energie czyli się rozładowuje, napięcie na kondensatorze maleje (kondensator pełnie teraz niejako rolę baterii) i gdy napięcie na kondensatorze zrówna się z napięciem baterii następuje koniec proces rozładowania (prąd już nie płynie). Z tych rozważań wynika, że kondensatora niemożna od razu (błyskawicznie) naładować/rozładować do tych 9V, bo wymagało by to przepływu nieskończenie wielkiego prądu ładowania/rozładowania. Co w sumie potwierdza ten wzór na prąd kondensatora I = C*ΔU/Δt. Wynika to z faktu, że kondensator gromadzi swą energię w polu elektrycznym a to wymaga czasu, potrzebne pole elektrycznie nie może powstać od tak.
https://elportal.pl/pdf/k01/12_08.pdf
https://elportal.pl/pdf/k01/13_10.pdf
http://www.forum.elportal.pl/viewtopic. ... 9890#79890
Przemyśl to sobie bardzo dokładnie. Czy to jest jasne ?
3 Na początek niech napięcie stałe (baterii) wynosi te 6V i teraz szeregowo do baterii podłączamy źródło napięcia przemiennego o wartości szczytowej 2Vp i międzyszczytowej 4Vpp. Więc nasze napięcie zasilania złożenie z baterii i źródła napięcia przemiennego "wygląda tak" (w dziedzinie czasu) :
Teraz do tego układu dołączamy nasz kondensator i rezystor. Gdzie zadaniem kondensatora będzie odcięcie składowej stałej a przepuszczenie tylko składowej zmiennej, rezystor symbolizuje tu "odbiornik" składowej zmiennej (obciążenie).
Teraz bardzo ważna i istotna informacja. Nasz sygnał zmienny musi mieć okres (czas trwania 1/f) znacznie krótszy niż stała czasowa obwodu RC. A to wymaga kondensatora o "dużej" pojemności by nasz sygnał zmienny był na tyle "szybki" by nie zdążył nam znacząco naładować /rozładować kondensatora w czasie trwania całego okresu.
Na początek dla uproszczenia zakładamy że Ug = 0V; B1 = 6V i C1 = 10µF , R = 1kΩ.
Podłączenie naszego obwodu RC spowoduje naładowanie naszego kondensatora do tych 6V po czasie równym t =5*RC = 5*10µF*1kΩ = 0.05s = 50ms... jak dla człowieka to bardzo szybko. Czyli mamy Uc = 6V ; UR = 0V. Teraz załączmy nasze źródło sygnału zmiennego i przeanalizujmy sytuację w "szczycie sinusa" czyli gdy Ug = +2V (dodatnia połówka sinusa ) i Ug = -2V (ujemne połówka).
Dla dodatniej połówki mamy UR1 = Uwe - Uc = 8V - 6V = 2V dlaczego ?
W przypadku prądu stałego kondensator ładował by się ze stałą czasową RC do tych 8V. Ale, że mamy sygnał zmienny o okresie znacznie krótszym niż stała czasowa obwodu RC (kondensator o dużej pojemności) to napięcie na kondensatorze nie zdąży wzrosnąć, kondensator nie zdąży się naładować bo tak duża jest pojemność kondensatora.
Dla połówki ujemnej mamy podobną sytuację UR1 = Uwe - Uc = 4V - 6V = -2V.
A z tego wynika, że praktycznie cały czas napięcie na kondensatorze będzie równe te 6V dzięki temu że kondensator ma duża pojemność a sygnał tak szybko się zmienia, że kondensator nie zdąży na te szybkie zmiany zareagować.
W praktyce nie ma tak dobrze:
Np. dla częstotliwości 10Hz i kondensatorze o pojemności 10µF i rezystorze R1 = 1KΩ napięcie na kondensatorze będzie zmienia się z 7.7V do 4.4V w czasie okresu sygnału. Czyli "za" kondensatorem po odcięciu składowej stałej nasza składowa zmienna będzie miała w szczycie wartość mniejszą niż 2V będzie to w okolicy 1Vp.
A gdy zwiększymy "szybkość" naszego sygnału zmiennego do 1Khz .
Stała czasowa wynosi RC = 10ms a jeden pełny okres/cykl trwać będzie 1/1khz = 1ms czyli znacznie mniej. To napięcie na kondensatorze będzie zmieniać się o 32mV czyli kondensator zdąży się naładować w czasie dodatniego okresu do 6.032V a w czasie ujemnej polówki zdąży rozładować się do 5.968V. Dlatego w praktyce powiemy że cały czas napięcie na kondensatorze będzie równe te 6V tak jak w idealnym przypadku.
I to tyle na ten temat. Proszę przeanalizuj to sobie staranie i przemyśl to sobie.
- Załączniki
-
- 20a.png (2.65 KiB) Przejrzano 6744 razy
-
- 20b.png (4.67 KiB) Przejrzano 6744 razy
Teoretycznie z takiego mikrofonu może płynąć sygnał o częst. 50Hz więc powinien zadziałać tak jak to normalnie się odbywa.Problemem może być poziom sygnału..ale teoretycznie może to być "tyci"transformatorek. Jak by to było z sygnałem audio?Mogę tylko zgadywać że pewnie mocno zniekształcony...ale czy takich transformatorów nie stosowano kiedyś, właśnie w podobny sposób,coś mi się jakieś radiowęzły majaczą...
Ale mikrofon elektretowy wymaga polaryzacji prądem stałym, a transformatory nie za bardzo "lubują" się z prądem stałym. Dlatego transformatory stosowano głownie z mikrofonami dynamicznymi by dopasować impedancje. Z mikrofonami pojemnościowymi sprawa się komplikuje ale też sobie jakość poradzono
http://www.coutant.org/sonyscan/c-37p.pdf (strona 8 i 9)
http://www.neatcircuits.com/audio/phantom.htm
http://www.coutant.org/sonyscan/c-37p.pdf (strona 8 i 9)
http://www.neatcircuits.com/audio/phantom.htm