Laden und Entladen von Kondensatoren, wenn sie mit Masse verbunden sind

Die Nettoladung jedes dieser intern verbundenen Plattenpaare ist immer Null. Das heißt, wenn Sie die Kondensatoren aufladen, verlässt die Ladung den Draht zwischen C und D nicht , sie bewegt sich nur daran entlang und wird durch das elektrische Feld der benachbarten Platten an Ort und Stelle gehalten. Wenn ein Stromkreis geschlossen wird, der es ermöglicht, dass Ladung von der negativen Platte von D zur positiven Platte von A fließt, bewegen sich die Ladungen zurück an die richtige Stelle, aber die Nettoladung der 4 Kondensatoren bleibt immer gleich .

Das Anschließen des Pluspols von A verhindert, dass Ladung von D zurückfließt, sodass nichts passiert. In ähnlicher Weise führt das Verbinden des Drahtes zwischen C und D nicht dazu, dass Ladung hinein- oder herausfließt, zumindest nicht in irgendeiner Weise, die für die Schaltung von Bedeutung ist. Es ändert nur die Referenz, von wo aus wir unsere Messungen vornehmen.

Sie verwechseln Ladung mit Spannung / Potential. Objekte haben Ladung, Spannung wird zwischen Objekten gemessen . Wenn zwei Objekte keine Ladung haben, ist die Spannung zwischen ihnen 0. Wenn zwei Objekte die gleiche Ladung haben, ist die Spannung zwischen ihnen immer noch 0 .

Spannung ist immer eine relative Differenz zwischen zwei Punkten. Wenn wir sagen „Klemme A hat 5 Volt“, meinen wir eigentlich „Klemme A hat 5 Volt relativ zum gekennzeichneten gemeinsamen Referenzpunkt “. Es ist immer noch eine relative Messung, wir haben nur einen Punkt in der Schaltung ausgewählt und ihn der Einfachheit halber als unsere Referenz für alle anderen Messungen bezeichnet.

Dieser gemeinsame Referenzpunkt wird "Masse" oder "gemeinsam" genannt und kann jeder Punkt in der Schaltung sein, solange alle anderen Spannungen relativ dazu gemessen werden:

Das sind alles identische Schaltungen. Die Ladung auf den Pins ist identisch, die Spannungen zwischen den Pins sind identisch. Der einzige Unterschied besteht darin, welchen Pin wir beim Messen als Masse bezeichnen. Normalerweise würden Sie das untere oder mittlere auswählen, wie das erste oder zweite Bild, aber dies ist nur eine Konvention.

In der Elektronik hat "Masse" nichts mit Masse zu tun; „Erde“ hat nichts mit der Erde zu tun. Masse ist nur ein Etikett auf einem Schaltplan.

Wenn Sie einen Kondensator "aufladen", haben Sie dem Kondensator Ladung hinzugefügt? Nein. Die Gesamtladung des Kondensators ist immer gleich. Sie haben gerade einen Teil der Ladung von einer Platte auf die andere verschoben. Das Wort "laden" bedeutet in diesem Fall nur "Energie tanken", so wie man einen Induktor mit Strom "laden" oder eine Tauchflasche mit Luft "laden" oder eine Kanone mit Schießpulver "laden" kann. Es ist eine unglückliche Terminologie.

Die Wasseranalogie könnte helfen, dies zu verstehen.

Es ist möglich, einer Platte eines Kondensators Ladung hinzuzufügen, aber Sie werden nicht in der Lage sein, sehr viel hinzuzufügen. Es ist, als würde man eine Metallkugel aufladen. In diesem Fall verbinden Sie eine Spannungsquelle zwischen der Erde und dem Ball und bewegen Ladung von der Erde zum Ball. Sie laden einen Kondensator auf, der aus der Erde als einer Platte und dem Ball als der anderen besteht. Die Kapazität dieses Kondensators ist sehr klein, weil die "Platten" so weit voneinander entfernt sind, dass Sie Tausende von Volt verwenden müssen, um eine merkliche Ladung zu bewegen.

Für den Ladungsfluss sollte der Stromkreis geschlossen sein. Im Leerlauf fließt keine Ladung. Wenn wir beide Kondensatorplatten verbinden, entsteht ein geschlossener Stromkreis, Ladung fließt im Stromkreis, wodurch Ladungen auf den Platten auf Null neutralisiert werden.

Wenn nur die +ve-Platte des Kondensators nur mit Masse verbunden ist, gibt es keinen geschlossenen Stromkreis. es fließen keine Ladungen aus dem Boden.

Wenn der Stromkreis geschlossen ist und ein beliebiger Punkt des Stromkreises mit Masse verbunden ist, wird das Potential dieses Punktes Null und das Potential anderer Punkte ändert sich entsprechend. Das Massepotential wird als Bezugspunkt mit Null angenommen. Potenzial selbst ist kein absoluter Wert, es ist ein relativer Wert. Das Potential desselben Punktes kann unterschiedlich sein, wenn wir unterschiedliche Referenzpunkte wählen....

Es hilft wirklich bei der Beantwortung dieser Frage, wenn Sie den gesamten Stromkreis zeichnen , einschließlich der Erde und aller parasitären Kapazitäten zwischen jedem Leiter / jeder Komponente und der Erde.

Wenn beispielsweise eine Induktivität parallel zu einem Widerstand liegt und ein abklingender Strom 10 V an ihnen erzeugt ... was ist, wenn der gesamte Stromkreis auf 5 VDC gegen Erde aufgeladen ist? Sie haben einen geladenen Widerstand und eine geladene Induktivität: eine Induktivität, die als eine Platte eines Kondensators behandelt wird, wobei die andere Platte Masse ist.

Geladener Widerstand?!

Stellen Sie an dieser Stelle keine Fragen zu kapazitiven Schaltungen, da dies leicht zu einer direkten Verwirrung führt. Greifen Sie zuerst alle versteckten Missverständnisse an, indem Sie sich nach aufgeladenen Widerständen, Drähten, Batterien und Induktoren fragen. Jede Komponente wird zu einer Platte eines Kondensators, wobei die andere Platte die Erde ist.

Sobald Sie sich mit dem Thema „Einplattenkondensatoren“ befasst und verstanden haben, was vor sich geht, können Sie sich wahrscheinlich aufgeladenen Kondensatoren nähern, ohne dass alles durch Ihre früheren Missverständnisse völlig entgleist wird.

Das Aufladen eines ganzen Kondensators, der als Einheit behandelt wird, unterscheidet sich nicht vom Aufladen eines ganzen Drahtes, eines Widerstands oder einer Spule. Sie behandeln jede davon als eine Platte von ca. Zehntel-Picofarad-Kondensator. Denken Sie: Was ist der Wert eines Kondensators, bei dem eine Platte einen Durchmesser von einem halben Zoll hat, das Dielektrikum einen Meter dick ist und die andere Platte die Erdungsoberfläche ist?

Dann werfen Sie einen Blick auf: Ingenieurkondensator , eine Metallkugel mit einem extrem schmalen Spalt, der durchgeschnitten ist.