Mi az elektromos kapacitás és hogyan mérik?
meghatározás
A vezetők számára az elektromos kapacitás egy olyan érték, amely jellemzi a test képességét az elektromos töltés felhalmozására. Ez a fizikai jelentése. Ezt a latin C betű jelöli. A töltés és a potenciál arányának felel meg, ha egy képlet formájában írják, az alábbiakat kapjuk:
C = q / f
Bármely tárgy elektromos kapacitása az alakjától és a geometriai méretektől függ. Ha példaként vesszük figyelembe a gömb alakú vezetőt, akkor az érték kiszámításának képlete a következőképpen néz ki:
Ez a képlet magányos vezetőre vonatkozik. Ha két vezetőt helyez egymás mellé, és dielektrikummal elválasztja egymástól, akkor kap egy kondenzátort. Erről egy kicsit később, most nézzük meg, mit mérünk az elektromos kapacitással.
Az elektromos kapacitás mértékegysége farad. Ha a képlet szerint bontja összetevőkre, akkor:
1 farad = 1 C / 1 V
Történelmileg, ennek az egységnek a méretét nem megfelelően választották meg. A helyzet az, hogy a gyakorlatban elektromos kapacitásokkal kell dolgoznia: mérföld, mikro, nano és picofarads. Amely megegyezik egy farad frakcióival, nevezetesen:
1 mF = 10 ^ (- 3) Ф
1 μF = 10 ^ (- 6) F
1 nF = 10 ^ (- 9) Ф
1 pF = 10 ^ (- 12) Ф
kondenzátorok
A kondenzátor két vezető anyagból álló, egymással szemben elhelyezkedő lemez, amelyek között dielektromos réteg van. Töltött állapotban a lemezek különböző potenciállal rendelkeznek: az egyik pozitív, a másik negatív. A kondenzátor elektromos kapacitása függ a lemezén lévő töltés nagyságától és a potenciálkülönbségtől, a közöttük lévő feszültségtől. A lemezek között elektrosztatikus mező jön létre, amely megtartja a lemezek töltését. A kondenzátor kapacitásának képlete általános esetben:
C = q / U
Egyszerű szavakkal: a kondenzátor kapacitása a lemezek területétől és a köztük lévő távolságtól, valamint a közöttük lévő anyag relatív dielektromos állandójától függ. Megkülönböztetik őket a használt dielektromos elemekkel:
- kerámia;
- membrán;
- csillám;
- fémpapír;
- elektrolit;
- tantál stb.
A lemezek alakja szerint:
- lapos;
- hengeres;
- gömb alakú stb.
Mivel az ábra alakjának alakja az alakjától függ, a kapacitási képlet minden esetben eltérő lesz.
Lapos kondenzátor esetén:
Két közös központtal rendelkező koncentrikus gömb esetében:
Hengeres kondenzátorok esetén:
Az elektromos áramkör többi eleméhez hasonlóan ebben az esetben két fő mód van a kondenzátorok csatlakoztatására: párhuzamos és soros.
A kapott áramkör végső elektromos kapacitása ettől függ. Több kondenzátor kapacitásának számítása emlékeztet a különféle csatlakozásokban lévő ellenállások ellenállásának számítására, csak a csatlakozási módszerek képlete éppen ellenkezőleg található, vagyis:
- Párhuzamosan csatlakoztatva az áramkör teljes elektromos kapacitása az egyes elemek kapacitásainak összege. Minden következő csatlakoztatás növeli a teljes kapacitást
Ctotal = C1 + C2 + C3
- Soros csatlakoztatás esetén az áramkör elektromos kapacitása csökken, mint például a párhuzamosan kapcsolt ellenállások körének ellenállása. Vagyis:
Pótágy = (1 / C1) + (1 / C2) + (1 / C3)
Fontos! Párhuzamos áramkörben az egyes elemek lapjain a feszültség azonos. Ezt nagy elektromos kapacitások elérésére használják. A két feszültség elem soros csatlakoztatásakor az egyes kondenzátorok lemezein a teljes feszültség fele van. Három, harmad és így tovább.
Elemek és energiafogyasztás
Az akkumulátorok fő jellemzői a következők:
- Névleges feszültség
- Kapacitás.
- Maximális kisülési áram.
Ebben az esetben a működési idő mennyiségi jellemzőinek meghatározására vagy egyszerűen kifejezve az akkumulátor tartósságának kiszámítására a kapacitásértéket kell használni.
Az újratölthető akkumulátorok esetében a következő méreteket kell használni az elektromos kapacitás leírására:
- És * h - amperórák nagy akkumulátorok, például autó esetében.
- mAh - milliamper órás, hordható eszközök, például okostelefonok, négykopterek és elektronikus cigaretta akkumulátorokhoz.
- W * óra - wattóra.
Ezek a jellemzők lehetővé teszik annak meghatározását, hogy az akkumulátor meddig tart-e egy adott terhelés alatt. Az akkumulátor elektromos kapacitásának meghatározása medálokban (C) történik. A medál viszont megegyezik az akkumulátorra továbbított villamosenergia mennyiségével 1 A áram mellett 1 másodpercig. Akkor, ha órákra fordítja, akkor 1A árammal 1 órán keresztül 3600 C-t továbbít.
Az akkumulátor kapacitásának mérésének egyik módja az, ha ismert árammal üríti azt, és meg kell mérnie a kisütési időt. Tegyük fel, hogy ha az akkumulátort 5 órán keresztül 10 órán belül lemeríti a minimális feszültségszint, akkor az kapacitása 50 A * h
A villamos energia fontos mennyiség az elektronika és az elektrotechnika területén. A gyakorlatban a kondenzátorokat szinte minden áramkörben használják. Például tápegységekben - a hullámok kiegyenlítése érdekében csökkentse a nagyfeszültségű hullámok hatását a hálózati kapcsolókra. Különböző áramkörök időzítése során, valamint a PWM vezérlőkben az üzemi frekvencia beállításához. Az akkumulátorokat szintén gyakran használják. Általában az energiatárolás és a fáziseltolódás problémái nagyon gyakoriak.
A mellékelt videó hozzájárul a kérdés részletesebb tanulmányozásához:
Rövid magyarázatot nyújt ez a video oktatóanyag:
Most már tudja, mi az elektromos kapacitás, milyen egységekben mérik, és miben függ ez a mennyiség. Reméljük, hogy a közölt információk hasznosak és érthetők voltak Önnek!
Kapcsolódó anyagok:
Betöltés ...
