Was ist die Aufgabe des Kondensators in einer 555-Schaltung?

Angenommen, Sie haben eine standardmäßige astabile Multivibratorschaltung (AMV) 555, die die gesamte Verdrahtung, zwei Widerstände (R1, R2) und einen Kondensator (C1) enthält. Ich frage mich, was der Zweck des Kondensators ist und wie er sich auf die Frequenz auswirkt.

Bei einigen Kondensatoren ist die Frequenz nicht "sauber" - sie schwankt und bei einigen ist sie sehr stabil, warum ist das so?

Antworten (2)

Sie sollten einen Link zum Schaltplan bereitstellen. Die Komponentennamen können variieren.

Angenommen, R1 ist der Ladewiderstand und R2 der Entladewiderstand.

Ein Kondensator ist wie ein Wasserreservoir. Es fließt Strom hinein und es füllt sich – aber mit Ladung statt mit Wasser. Wenn der Strom im "Kopf" fließt, steigt - das Maß für die Fülle ist in diesem Fall die Kondensatorspannung. So

Strom fließt über R1 und R2 in Reihe in den Kondensator. Die Spannung am Kondensator steigt. Die beiden Widerstände und der Kondensator dazwischen legen fest, wie lange es dauert, bis der Kondensator gefüllt ist, damit sie diesen Teil des Oszillatorzyklus beeinflussen.

Bei einem bestimmten Spannungspegel "entscheidet" der 555, dass genügend Spannung an der Kappe anliegt, so dass er einen Entladungstransistor darin einschaltet. Der Kondensator entlädt sich nun über R2. Die Kappe und R stellen die Zeit ein, die für den Entladungsteil des Oszillatorzyklus benötigt wird.

Der Kondensator verlangsamt also die Anstiegs- und Abfallrate der Spannung. Ohne den Kondensator würde die Schaltung versuchen, sehr schnell zu schwingen und wäre nicht steuerbar oder vorhersehbar.

Bei einem Kondensator beträgt die Ladezeit ca. t= (R1+R2) x C.
Die Entladezeit beträgt ca. t = R2 x C.

Sieht nach Schaltung aus - oh gut, R-Namen sind die gleichen wie ich verwendet habe ;-)

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

NE555 Datenblatt hier


Wenn unbeschädigte und korrekt gepolte Kappen verwendet werden, sollte die Schwingung stabil sein, solange die Datenblattgrenzen eingehalten werden. Es KANN sein, dass einige Kondensatorwerte außerhalb des zulässigen Bereichs liegen.


"Ladungsfluss"

Man kann zwar mit einiger Berechtigung behaupten, dass Ladung nicht in einen Kondensator hineinfließt, sondern von einer „Seite“ zur anderen „fließt“, aber die Aussage ist für Anfänger verwirrend und im Grunde auch nicht ganz richtig. Und in einigen Fällen ist fast völlig falsch. Fast.

dh - die Behauptung, dass Kondensatoren sich nicht mit Ladung füllen, sollte nur in Kneipen oder geschlossenen Versammlungen der verbalen Pedantengesellschaft gemacht werden ODER es sollten anständige Verweise auf das gesamte relevante Material gegeben werden.

Es wird Anfänger ungemein verwirren, solche Aussagen isoliert zu machen.
Betrachten Sie zB das klassische V=q/C und wie es normalerweise verwendet und erklärt wird.
Betrachten Sie die gegenseitige Kapazität und die Tatsache, dass eine isolierte Kugel mit Radius R C = kR hat und dass tatsächlich Ladung hineinfließt, um sie aufzuladen
. (Die Erde hat eine Kapazität von etwa 700 Mikrofarad).
Und mehr.

Eine extrem gute Behandlung bietet der Wikipedia-Eintrag Capacitance . Verstehen Sie die Hälfte von dem, was da ist, und Sie sind auf dem besten Weg, anzufangen, ein Großmeister [tm] zu werden.

Die Spannung über dem Kondensator schwankt zwischen 1/3 und 2/3 der Versorgungsspannung (es gibt einen internen Spannungsteiler, der zwei Komparatoren speist).
@starblue - ? & Ja. Deshalb habe ich gesagt, dass die Lade- und Entladezeiten ungefähr gleich sind wie die beteiligten Zeitkonstanten. dh die Kappe schwingt über einen Bereich von etwa 1/3 der Versorgung, sodass die Verwendung von t = RC in der richtigen Reihenfolge liegt.
Kondensatoren "füllen sich nicht mit Ladung". Ein geladener Kondensator hat die gleiche Nettoladung wie ein ungeladener Kondensator.
@endolith: Ist es also falsch, über das Laden einer Batterie zu sprechen, da eine leere Batterie und eine geladene Batterie die gleiche Nettoladung haben?
@Russell - tolle Antwort. hat wirklich geholfen :)) vielen vielen dank!!
Ich würde auch gerne verstehen, warum die Frequenz bei einigen Werten zwischen mehreren Werten oszillieren würde (meistens 2-3 für die meisten von mir verwendeten Kondensatoren und für einige VIEL Werte).
@DavidSchwartz: Nein. "Ladung" als Verb hat eine ganz andere Bedeutung als "elektrische Ladung". Sie können einen Kraftstofftank oder einen Wassereimer aufladen, aber das bedeutet auch keine Änderung der elektrischen Ladung. electronic.stackexchange.com/q/14462/142 Der hier verwendete Ausdruck war "es füllt sich mit Ladung", was falsch ist. Elektrische Ladung wird von einer Seite entfernt , während sie auf der anderen hinzugefügt wird. amasci.com/emotor/cap1.html
endolith: Es wäre also falsch zu sagen, dass eine geladene Batterie eine Ladung hat? Ernsthaft?!
@endolith et al - siehe Ergänzung zu meiner Antwort auf "Aufladung"
@DavidSchwartz: Eine Batterie kann geladen werden und eine Nettoladung haben oder entladen werden und eine Nettoladung haben oder geladen werden und neutral geladen werden oder entladen und neutral geladen werden. Ich habe das verdammte Wort nicht erfunden.
@RussellMcMahon: Ladung fließt in einen Kondensator. Es "füllt" den Kondensator einfach nicht, da es mit der gleichen Geschwindigkeit auf der anderen Seite herausfließt. Sagen Sie niemals, dass sich ein Kondensator mit Ladung füllt, besonders nicht zu einem Anfänger.
Tut mir leid, das ist nur absoluter pingeliger Blödsinn. Der Kondensator füllt sich mit Ladung, da jede Platte relativ zur anderen eine Ladung erhält. Die angesammelte Ladung führt zu einem wachsenden elektrischen Feld.
@endolith - Wenn Sie Ihre letzte Antwort geschrieben haben, nachdem ich meinen Beitrag bearbeitet habe, schlage ich vor, dass Sie meinen Beitrag noch einmal lesen. Und bei Bedarf immer wieder. Beispiel: Eine Wasserrutsche hat oben einen Auffangbehälter und Wasser wird vom Becken in den Tank gepumpt und dann nach Bedarf die Rutsche hinunter abgelassen. Wasser (Ladung) fließt NICHT als Ganzes betrachtet in die Wasserrutsche - es wird nur von einer "Seite" zur anderen gepumpt Die Ähnlichkeiten zu begründen sollte Anlass zum Nachdenken geben. Wenn nicht, lesen Sie bitte meine Antwort ...
" ALLE Modelle sind falsch. Einige Modelle sind nützlich" ~~= George Box. Wassermodelle eignen sich oft gut zur Visualisierung, liefern aber nie die ganze Geschichte. Die ursprünglich zitierte deklamierende Webseite und mein Wasserrutschenmodell sind beide fehlerhaft, helfen aber zu verstehen, was passiert. Ladung, die um die Kondensatorschleife gepumpt wird, fügt dem Speichersystem Energie hinzu. Masse, die auf einen Punkt im "Modell" als Referenz verweist, ist genauso gültig wie die Betrachtung des Kondensators als "ausgeglichen". Die "Ladung erhöht die Perspektive nicht" hat Plattenspannungen, die gegen Masse ausgeglichen sind - was wir bequemerweise ignorieren, wenn dies gewünscht wird.

Beachten Sie zunächst, dass es nicht hilft, sich auf R1, R2, C1 zu beziehen, ohne auf eine Schaltung zu verweisen. Die Standard-555-Schaltung hat 2 Kondensatoren, ich denke, Sie beziehen sich auf den an Pin 6. Der andere (an Pin 5) dient der Stabilität, er hat nichts mit der Frequenz zu tun.

Wenn das Datenblatt nicht alles sagt, dieser Chip ist so berühmt, dass er eine Wiki-Seite für sich hat! http://en.wikipedia.org/wiki/555_timer_IC besagt: Im astabilen Modus hängt die Frequenz des Impulsstroms von den Werten von R1, R2 und C ab. Cut-n-Paste der Formel funktioniert nicht, aber Sie können es hier (oder im Datenblatt) überprüfen.

Danke für die Antwort - aber Sie haben nicht geantwortet, wofür es auf elektrischer Ebene verwendet wird. Ich weiß, dass es für die Frequenzeinstellung verwendet wird - aber wie wirkt es sich wirklich auf die Frequenz aus und warum ist es für einige Werte instabil? Danke :) (und ja, es ist die grundlegende astabile Schaltung ohne den optionalen Kondensator)
fairchildsemi.com/ds/LM/LM555.pdf p6: Der Kondensator wird über die beiden Widerstände aufgeladen. Bei einem Kondensator mit höherem Wert dauert es länger, bis die Spannung am Kondensator den Triggerpegel erreicht.