Apakah kapasitansi elektrik dan bagaimana ia diukur
Definisi
Bagi konduktor, kapasitansi elektrik adalah nilai yang mencirikan kemampuan badan untuk mengumpulkan cas elektrik. Ini adalah makna fizikalnya. Huruf ini dilambangkan dengan huruf Latin C. Ini sama dengan nisbah muatan dengan potensi, jika ditulis dalam bentuk formula, berikut diperoleh:
C = q / f
Kapasiti elektrik sebarang objek bergantung pada bentuk dan dimensi geometri. Sekiranya kita menganggap konduktor dalam bentuk bola, sebagai contoh, maka formula untuk mengira nilainya akan seperti:
Formula ini berlaku untuk konduktor bersendirian. Sekiranya anda meletakkan dua konduktor di sebelah satu sama lain dan memisahkannya dengan dielektrik, maka anda mendapat kapasitor. Mengenai ini sedikit kemudian, sekarang mari kita lihat apa yang diukur kapasiti elektrik.
Unit pengukuran kapasiti elektrik adalah farad. Sekiranya anda menguraikannya menjadi komponen mengikut formula, maka:
1 farad = 1 C / 1 V
Dari segi sejarah, dimensi unit ini belum dipilih dengan betul. Faktanya adalah bahawa dalam praktiknya perlu bekerja dengan kapasiti elektrik: batu, mikro, nano dan picofarads. Yang sama dengan pecahan farad, iaitu:
1 mF = 10 ^ (- 3) Ф
1 μF = 10 ^ (- 6) F
1 nF = 10 ^ (- 9) Ф
1 pF = 10 ^ (- 12) Ф
Kapasitor
Kapasitor adalah dua plat bahan konduktif yang terletak bertentangan antara satu sama lain, di antaranya terdapat lapisan dielektrik. Dalam keadaan bercas, plat mempunyai potensi yang berbeza: salah satunya akan positif, dan yang kedua negatif. Kapasiti elektrik kapasitor bergantung pada besarnya cas pada platnya dan perbezaan kemungkinan, voltan di antara mereka. Medan elektrostatik timbul di antara plat, yang menahan cas pada plat. Rumus untuk kapasitor kapasitor dalam kes umum:
C = q / U
Dengan kata mudah, kapasiti kapasitor bergantung pada luas plat dan jarak di antara mereka, serta pemalar dielektrik relatif bahan yang terletak di antara mereka. Mereka dibezakan oleh dielektrik yang digunakan:
- seramik;
- filem;
- mika;
- kertas logam;
- elektrolitik;
- tantalum, dll.
Mengikut bentuk pinggan:
- rata;
- silinder;
- sfera, dll.
Oleh kerana formula luas sesuatu bergantung pada bentuknya, formula untuk kapasiti akan berbeza untuk setiap kes.
Untuk kapasitor rata:
Untuk dua sfera sepusat dengan pusat yang sama:
Untuk kapasitor silinder:
Seperti elemen litar elektrik yang lain, dalam hal ini terdapat dua cara utama untuk menghubungkan kapasitor: selari dan bersiri.
Kapasitansi elektrik akhir dari litar yang dihasilkan bergantung pada ini. Pengiraan kapasitansi beberapa kapasitor mengingatkan pada pengiraan rintangan perintang dalam sambungan yang berbeza, hanya formula kaedah penyambungan yang terletak sebaliknya, iaitu:
- Apabila disambungkan secara selari, jumlah kapasiti elektrik litar adalah jumlah kapasiti setiap elemen. Setiap sambungan seterusnya meningkatkan jumlah kapasiti
Ctotal = C1 + C2 + C3
- Apabila disambungkan secara bersiri, kapasiti elektrik litar menurun, seperti penurunan rintangan dalam litar perintang yang bersambung selari. Iaitu:
Katil = (1 / C1) + (1 / C2) + (1 / C3)
Penting! Dalam litar selari, voltan pada plat setiap elemen adalah sama. Ini digunakan untuk memperoleh kapasiti elektrik yang besar. Dalam rangkaian siri dua elemen voltan pada plat setiap kapasitor adalah separuh daripada jumlah voltan. Untuk tiga, tiga, dan seterusnya.
Bateri dan penggunaan kuasa
Ciri utama bateri adalah:
- Voltan dinilai
- Kapasiti.
- Arus pelepasan maksimum.
Dalam kes ini, untuk menentukan ciri kuantitatif masa operasi, atau, dalam istilah sederhana, untuk mengira berapa lama bateri tahan, nilai kapasiti digunakan.
Dalam bateri yang boleh dicas semula, dimensi berikut digunakan untuk menggambarkan kapasiti elektrik:
- Dan * h - jam ampere untuk bateri besar, misalnya kenderaan.
- mAh - jam milliampere, untuk bateri untuk peranti yang boleh dipakai, seperti telefon pintar, quadcopters dan rokok elektronik.
- W * jam - Watt jam.
Ciri-ciri ini membolehkan anda menentukan berapa lama bateri tahan dengan beban tertentu. Untuk menentukan kapasiti elektrik bateri diukur dalam loket (C). Pada gilirannya, loket sama dengan jumlah elektrik yang dipindahkan ke bateri pada arus 1A selama 1s. Kemudian jika anda menerjemahkan ke dalam jam, maka pada arus 1A selama 1 jam, 3600 C dihantar.
Salah satu cara untuk mengukur kapasiti bateri adalah mengosongkannya dengan arus yang diketahui, dan anda mesti mengukur masa pengosongan. Katakan, jika bateri habis ke tahap voltan minimum dalam 10 jam dengan arus 5A, maka kapasitinya adalah 50 A * h
Elektrik adalah kuantiti penting dalam elektronik dan kejuruteraan elektrik. Dalam praktiknya, kapasitor digunakan di hampir setiap litar peranti elektronik. Contohnya, dalam bekalan kuasa - untuk melancarkan riak, mengurangkan kesan lonjakan voltan tinggi pada suis kuasa. Semasa pemasaan pelbagai litar, serta pengawal PWM untuk menetapkan frekuensi operasi. Bateri juga biasa digunakan. Secara umum, tugas penyimpanan tenaga dan peralihan fasa sangat biasa.
Video yang disediakan akan membantu mengkaji masalah ini dengan lebih terperinci:
Penjelasan ringkas diberikan dalam tutorial video ini:
Sekarang anda tahu apa itu kapasitansi elektrik, dalam unit mana ia diukur, dan bergantung kepada kuantiti ini. Kami harap maklumat yang diberikan berguna dan difahami oleh anda!
Bahan berkaitan:
Memuat ...
