Kas ir elektriskā kapacitāte un kā tā tiek mērīta

Definīcija

Diriģentu elektriskā kapacitāte ir vērtība, kas raksturo ķermeņa spēju uzkrāt elektrisko lādiņu. Tā ir tā fiziskā nozīme. To apzīmē ar latīņu burtu C. Tas ir vienāds ar lādiņa un potenciāla attiecību, ja tas ir uzrakstīts formulas veidā, iegūst sekojošo:

C = q / f

Jebkura objekta elektriskā ietilpība ir atkarīga no tā formas un ģeometriskajiem izmēriem. Ja par piemēru uzskatīsim diriģentu bumbiņas formā, tad tā vērtības aprēķināšanas formula izskatīsies šādi:

Šī formula attiecas uz vientuļo vadītāju. Ja jūs novietojat divus vadītājus blakus viens otram un atdaliet tos ar dielektriku, tad jūs saņemat kondensatoru. Par to nedaudz vēlāk, tagad apskatīsim izmērīto elektrisko jaudu.

Elektriskās jaudas mērvienība ir farad. Ja jūs sadalāt to komponentos pēc formulas, tad:

1 farad = 1 C / 1 V

Vēsturiski šīs vienības dimensija nav izvēlēta pareizi. Fakts ir tāds, ka praksē ir nepieciešams strādāt ar elektriskajām spējām: jūdzēm, mikro, nano un picofarads. Kas ir vienāds ar farada frakcijām, proti:

1 mF = 10 ^ (- 3) Ф

1 μF = 10 ^ (- 6) F

1 nF = 10 ^ (- 9) Ф

1 pF = 10 ^ (- 12) Ф

Kondensatori

Kondensators ir divas vadītspējīga materiāla plāksnes, kas atrodas viena pret otru, starp kurām ir dielektriskais slānis. Uzlādētā stāvoklī plāksnēm ir atšķirīgs potenciāls: viena no tām būs pozitīva, bet otra - negatīva. Kondensatora elektriskā ietilpība ir atkarīga no tā plāksnēs esošās uzlādes lieluma un potenciālās starpības, sprieguma starp tām. Starp plāksnēm rodas elektrostatiskais lauks, kas tur lādiņus uz plāksnēm. Kondensatora kapacitātes formula parasti:

C = q / U

Vienkāršiem vārdiem sakot, kondensatora kapacitāte ir atkarīga no plākšņu laukuma un attāluma starp tām, kā arī no materiāla, kas atrodas starp tām, relatīvās dielektriskās konstantes. Tos atšķir ar izmantoto dielektriķi:

• keramikas;
• filma;
• vizla;
• metāla papīrs;
• elektrolītiski;
• tantala utt.

Atkarībā no plākšņu formas:

• plakans;
• cilindriska;
• sfēriskas utt.

Tā kā figūras laukuma formula ir atkarīga no tās formas, ietilpības formula katrā gadījumā būs atšķirīga.

Plakanam kondensatoram:

Divām koncentriskām sfērām ar kopēju centru:

Cilindriskam kondensatoram:

Tāpat kā citi elektriskās ķēdes elementi, šajā gadījumā ir divi galvenie kondensatoru pievienošanas veidi: paralēlais un seriālais.

Iegūtās ķēdes galīgā elektriskā kapacitāte ir atkarīga no tā. Vairāku kondensatoru kapacitātes aprēķini atgādina rezistoru pretestības aprēķinus dažādos savienojumos, tikai savienojuma metožu formulas atrodas tieši pretēji, tas ir:

1. Ja tie ir savienoti paralēli, ķēdes kopējā elektriskā jauda ir katra elementa kapacitāšu summa. Katrs nākamais pievienotais palielina kopējo jaudu

Kopējais = C1 + C2 + C3

2. Savienojot virknē, shēmas elektriskā jauda samazinās tāpat kā pretestības samazināšanās paralēli savienotu rezistoru ķēdē. Es:

Bērnu gultiņa = (1 / C1) + (1 / C2) + (1 / C3)

Svarīgs! Paralēlā ķēdē spriegumi uz katra elementa plāksnēm ir vienādi. To izmanto lielu elektrisko jaudu iegūšanai. Sērijā divu sprieguma elementu savienojums uz katra kondensatora plāksnēm ir puse no kopējā sprieguma. Par trim, trešdaļām utt.

Baterijas un enerģijas patēriņš

Bateriju galvenās īpašības ir:

• Nominālais spriegums.
• Jauda.
• Maksimālā izlādes strāva.

Šajā gadījumā tiek izmantota jaudas vērtība, lai noteiktu darbības laika kvantitatīvās īpašības vai, vienkāršoti izsakoties, lai aprēķinātu akumulatora darbības laiku.

Uzlādējamās baterijās elektriskās jaudas raksturošanai izmanto šādus izmērus:

• Un * h - ampēru stundas lielām baterijām, piemēram, automašīnām.
• mAh - miliamperu stundas akumulatoriem valkājamām ierīcēm, piemēram, viedtālruņiem, kvadkopteriem un elektroniskajām cigaretēm.
• W * stundas - vatstundas.

Šīs īpašības ļauj noteikt, cik ilgi akumulators izturēs noteiktu slodzi. Lai noteiktu akumulatora elektrisko jaudu, mēra piekariņos (C). Savukārt kulons ir vienāds ar akumulatoram nodotās elektrības daudzumu ar strāvu 1A 1s. Tad, ja tulkojat stundās, tad ar 1A strāvu 1 stundu tiek pārraidīts 3600 C.

Viens veids, kā izmērīt akumulatora ietilpību, ir izlādēt to ar zināmu strāvu, un jums vajadzētu izmērīt izlādes laiku. Pieņemsim, ka, ja akumulators tiek izlādēts līdz minimālajam sprieguma līmenim 10 stundās ar 5A strāvu, tad tā jauda ir 50 A * h

Elektroenerģija ir svarīgs daudzums elektronikā un elektrotehnikā. Praksē kondensatori tiek izmantoti gandrīz katrā elektroniskās ierīces shēmā. Piemēram, barošanas avotos - lai izlīdzinātu ripples, samazinātu augstsprieguma pārspriegumu ietekmi uz strāvas slēdžiem. Dažādu ķēžu laika iestatīšanas laikā, kā arī PWM kontrolieros, lai iestatītu darbības frekvenci. Parasti izmanto arī baterijas. Kopumā enerģijas uzkrāšanas un fāžu maiņas uzdevumi ir ļoti bieži.

Iesniegtais video palīdzēs šo jautājumu izpētīt sīkāk:

Šajā video pamācībā ir sniegts īss skaidrojums:

Tagad jūs zināt, kas ir elektriskā kapacitāte, kādās vienībās to mēra, un no kā šis daudzums ir atkarīgs. Mēs ceram, ka sniegtā informācija jums bija noderīga un saprotama!

Saistītie materiāli:

• Kā noteikt kondensatora kapacitāti
• Kas ir elektriskais lādiņš?
• Kulona likums vienkāršos vārdos