Конденсаторы

А] Конденсатор как таймер

Конденсатор это такой таймер. Время вытекания накопленного в нем тока (в секундах):
Tc = R * Сф *10, где R – сопротивление, через которое будет прорываться ток, а Cф – ёмкость конденсатора.
Пример: пусть ёмкость конденсатора 470 мкФ (=470/1000000), а сопротивление 1кОм (=1000 Ом), тогда Tc = 1000 * 470/1000000 *10 = 4.7 секунд.

Схема с этими параметрами такая:

Накопленный в конденсаторе 470мкФ ток вытекает на базу транзистора через сопротивление 1000 Ом. Вытекает он по показаниям прибора (т.е плюс минус полвагона) 4 секунды. По секундам это выглядит так:
 

Измерялось только напряжение на резисторе 1000 Ом. Ток на нём (т.е на базе) = U_1000/1000. Ток через лампочку (т.е эмиттер- коллектор) взят из измеренного для этого транзистора значения:
http://akostina76.ucoz.ru/publ/22-1-0-61
.. т.е 251. Напряжение на лампочке  = ток * 14 (т.е сопротивление лампочки).
Ток из конденсатора вытекает 4 секунды, но лампочка горит только на первой секунде, т.к малых напряжений на следующих секундах для неё недостаточно.

График вытекания тока из конденсатора по секундам:

… т.е вытекает он действительно 4-5 секунд, но для горения лампочки нужно то значение, которого хватает только на первой секунде. Время, естественно будет больше, если в конденсаторе накопится больше электричества или если транзистор (или группа транзисторов) будет реагировать на более слабый ток базы.

Б] Количество и скорость тока (кулоны, амперы)

Ток в конденсатор вначале втекает, а потом весь вытекает. Хранится его там какое-то количество. Просто по определению единиц измерения: 1 кулон залитого тока = 1 Ампер секунда, т.е если в течение секунды заливался 1 Ампер, то залился один кулон.

Перевод единиц:
http://www.translatorscafe.com/cafe/RU/units-converter/

Количества в таблице выше намного скромнее. За первую секунду, например залилось 0.00071 А. За все 4 секунды 0.0094 А. Это и есть весь ток, который попал в конденсатор.
Вытекание тока (также как и втекание) можно сравнить с заливанием/выливанием жидкости. Понятно, что время вытекания жидкости/тока пропорционально его количеству (чем  больше тем дольше вытекает). Время пропорционально сопротивлению, через которое приходится продираться току (чем больше сопротивление, тем медленнее будет вытекать). Чем больше дыра, в которую вытекает вода тем быстрее. Сопротивление это такая анти- дыра – препятствие. А ещё время вытекания зависит от скорости потока, т.е от того сколько кубометров воды/кулонов тока вытекает в дыру в единицу времени. А это – напряжение. Т.е чем больше скорость вытекания (напряжение) тем быстрее вытечет (т.е меньше будет время Тс).
Начальная формула: Tc = R * Сф *10,

C сопротивлением R всё понятно. Время пропорционально ему. Прочие влияющие на время величины (количество тока и скорость) явно как-то засунуты в ёмкость конденсатора Сф, т.е :

Tc = R * Сф(Q,U) *10
При этом чем больше заряда, тем больше время вытекания, чем больше скорость, тем меньше время вытекания, т.е так:

Tc = R * Q/ U *10
Формула для ёмкости тут чудесным образом совпадает с общепринятой формулой.
Если с накопленным зарядом всё понятно: это сумма токов за секунды, то напряжение – большой вопрос. Лично я взяла среднее напряжение по секундам. Тогда ёмкость конденсатора:

Сф = Q / U = 0.00094 / 0.23 = 0.004.

Чтобы получить тот же порядок надо умножить на 100 000/10. Получится 400, что явно меньше реальных 470. На картинке так:

Когда я беру среднее значение я фактически заменяю реальную картину напряжения (кривую) прямой. У этой прямой, правильно показывающей тенденцию завышены все значения напряжений в реальном процессе (кроме крайних). Т.е как будто вытекал ток (при каком приближении) всё время быстрее. Потому и значение ёмкости получилось заниженным.
Очередной раз вылез загадочный коэффициент 10, который мне пришлось вводить в формуле для времени. Вот конденсатор и его маркировка:

… означающая, вроде микро (/ 1 млн) фарады.

Если я буду считать, что она неправильная и реальная ёмкость = 4700 мкФ, то коэффициент 10 уйдёт во всех формулах:
Tc = 1000 * 4700/1000000  = 4.7 секунд.

Сф = 0.00094 / 0.23 = 0.004 ф = 0.004 * 1000000 = 4000 мкФ
 

В] Разные конденсаторы, резисторы, транзисторы

Ток заряда/разряда конденсаторов через резисторы («З 470/1» = зарядка конденсатора 470мкФ через резистор 1кОм):

График:
 

… который показывает почему конденсатор 100мкФ (голубая линия) не даёт даже малой вспышки лапочки при разрядку через базу одного транзистора. Значения его токов слишком малы даже в самый первый момент.
Довольно логично попытаться прикинуть сколько времени будет гореть лампочка, подключённая через два транзистора, если через базу транзистора сливать ток из конденсаторов 470мкФ и 100мкФ через резистор 5.1кОм, т.е при таком подключении:

Взяты замеренные мультиметром коэффициенты транзисторов (h = 251, 172). Вместе они должны начать реагировать на ток в 251*172 = 43172 раза меньший чем нужно лапочке. Отдельный вопрос, что считать горением лапочки. Пусть это будет 1.5V, т.е 1.5V/14Ом = 0,107 протекающего через неё тока. Чтобы столько тока было на лампочке надо чтобы на базе было в 43172 раза меньше, т.е 0,107 = 0.000248 A.
Если верить этим цифрам и цифрам в таблице разряда конденсаторов, то получается что лампочка будет гореть всё время разряда конденсаторов, т.е 20 и 6 секунд.

Реальная картина для 470мкФ выглядит так:

«U л» - измеренное напряжение на лапочке
«I (конд) б» - разряд конденсатора из предыдущей таблицы, т.е ток втекающий в базу транзисторов и открывающий их.
«I ламп (эк)» - ток через лапочку, т.е через эмиттер – коллектор. Расчётное значение = «U л» / 14 Ом (сопротивление лампочки).

«h реальн» реальное усиление тока двумя транзисторами (=«I ламп (эк)»/ «I (конд) б»). Значение имеет смысл, только в момент открывания/закрывания транзисторов, который тут виден очень чётко на 14-й секунде:

«U план» - напряжение на лампочке которое получилось бы если бы значения усиления для транзисторов были правильными, т.е это напряжение при токе * 172 * 251. Реально получается меньше.

«U пл h*65%» - близкие к реальным напряжения на лампочке, которые получаются если взять 65% усиления, т.е 28061 раз.

Если брать такой коэффициент усиления, то получается что лампочка перестаёт гореть на 17-й секунде при разряде конденсатора 470мкФ и на 5-й при разряде конденсатора 100мкФ (что соответствует действительности).
Пропорционально уменьшенные по этой информации коэффициенты усиления транзисторов 139 и 202.