Свежие обсуждения
Прочее

Отрицательная емкость конденсатора

Догадываюсь что это невозможно физически, если бы не одно "но" на ОУ (что-то похожее на гиратор) антиконденсатор возможен. Но расчет (в Wolfram) контура с отрицательной емкостью дал отрицательное время и частоту, и вообще, понятие отрицательной емкости не укладывается в голове. Как посчитать колебатеный контур с минусовой емкостью корректно?

 

Надо бы представить сначала, что твориться на антиконденсаторе с фазой тока относительно фазы напряжения. В реальном конденсаторе ток опережает напряжение. А в антиконденсаторе наоборот? Напряжение опережает ток? Как в индуктивности. Так может этот ваш антиконденсатор всего лишь индуктивность?
В RLC-2 если подключить к измерительным щупам реальную катушку индуктивности, а на индикатор вывести отображение ёмкости, то прибор показывает емкость со знаком минус.

 

абсолютно согласен с ответом АК

 

Математика,- это только инструмент. И ничего более... И, как инструмент, в разных руках работает по разному.

 

Обычный конденсатор обладает частотной характеристикой сопротивления Xc = 1/(jwC) = -j/(wC)
в комплексном представлении (напомню, что 1/j = -j).

Отрицательная ёмкость обладает частотной характерикой обычной ёмкости, взятой со знаком "минус", т.е. -(-j/(wC)) = j/(wC).

Это не то же самое, что индуктиность. У индуктивности частотная характеристика jwL.

Иначе говоря, сдфиг фаз между током и напряжением у индуктиности и отрицательной ёмкости одинаковый и равен +90 градусов (как говорят, "ток опережает напряжение"). Но, у индуктиности модуль сопротивления растёт с ростом частоты, а у отрицательной ёмкости - уменьшаеся (частота в знаменателе).

 

boo2: а у отрицательной ёмкости - уменьшаеся (частота в знаменателе).

И это противоречит физической сущности реальной емкости. Емкость со знаком минус - это математическая фикция? Отсюда вопрос, можно ли сделать двухполюсник (закрытый ящик), обладающий свойствами отрицательной емкости?

 

Это не фикция. Схема по ссылке действительно обладает импедансом j/(wC) - это довольно легко показать.
Термин "отрицательная ёмкость" - просто эффектная игра слов. Имеется в виду только то, что полученный импеданс совпадает с импедансом "реального" конденсатора, если взять его со знаком "-".

У реальной ёмкости модуль импеданса с ростом частоты тоже уменьшается, разница только в сдвиге фаз.

Ну то есть, факт ничем не более примечательный, чем, например, "эмуляция" индуктивности гиратором.

 

В таком случае практическое применение физических свойств такого гиратора будет иметь только АЧХ гиратора.? А свойства отрицательной емкости никуда не применишь?

 

Да, с практической точки зрения интересует только импеданс (его зависимость от частоты).
"Если нечто выглядит как утка, плавает как утка и крякает как утка, то это, наверное, и есть утка"

Гиратор применяют потому, что в ряде случаев технологически и/или экономически эффективней использовать ОУ+конденсатор+резисторы, чем реальную индуктиность.

А вот где и зачем на практике применять "отрицательную ёмкость" - не знаю. Как минимум, это забавный частный случай инвертора импеданса, или, как его называют буржуи, NIC (negative impedance converter).