Wat is elektrische capaciteit en hoe wordt het gemeten
Definitie
Voor geleiders is een elektrische capaciteit een waarde die kenmerkend is voor het vermogen van het lichaam om een elektrische lading op te bouwen. Dit is de fysieke betekenis. Het wordt aangeduid met de Latijnse letter C. Het is gelijk aan de verhouding van lading tot potentieel, als het wordt geschreven in de vorm van een formule, wordt het volgende verkregen:
C = q / f
De elektrische capaciteit van elk object hangt af van de vorm en geometrische afmetingen. Als we bijvoorbeeld een geleider in de vorm van een bal beschouwen, ziet de formule voor het berekenen van de waarde er als volgt uit:
Deze formule geldt voor een solitaire geleider. Als je twee geleiders naast elkaar plaatst en ze scheidt met een diëlektricum, dan krijg je een condensator. Hierover iets later, laten we nu kijken naar wat wordt gemeten elektrische capaciteit.
De maateenheid voor elektrische capaciteit is farad. Als u het volgens de formule in componenten ontleedt, dan:
1 farad = 1 C / 1 V
Historisch gezien is de afmeting van dit toestel niet correct gekozen. Feit is dat je in de praktijk moet werken met elektrische capaciteiten: miles, micro, nano en picofarads. Wat gelijk is aan de breuken van een farad, namelijk:
1 mF = 10 ^ (- 3) Ф
1 μF = 10 ^ (- 6) F
1 nF = 10 ^ (- 9) Ф
1 pF = 10 ^ (- 12) Ф
Condensatoren
Een condensator bestaat uit twee tegenover elkaar liggende platen van geleidend materiaal waartussen zich een diëlektrische laag bevindt. In opgeladen toestand hebben de platen verschillende mogelijkheden: één ervan is positief en de tweede negatief. De elektrische capaciteit van de condensator hangt af van de grootte van de lading op zijn platen en het potentiaalverschil, de spanning ertussen. Tussen de platen ontstaat een elektrostatisch veld dat de ladingen op de platen vasthoudt. De formule voor de capaciteit van een condensator in het algemeen:
C = q / U
In eenvoudige woorden, de capaciteit van de condensator hangt af van het oppervlak van de platen en de afstand ertussen, evenals de relatieve diëlektrische constante van het materiaal dat zich ertussen bevindt. Ze onderscheiden zich door het gebruikte diëlektricum:
- keramiek;
- film;
- mica;
- metalen papier;
- elektrolytisch;
- tantaal, etc.
Volgens de vorm van de platen:
- plat;
- cilindrisch;
- bolvormig, etc.
Aangezien de formule voor het oppervlak van een figuur afhankelijk is van de vorm, zal de formule voor capaciteit voor elk geval anders zijn.
Voor een platte condensator:
Voor twee concentrische bollen met een gemeenschappelijk centrum:
Voor cilindrische condensator:
Net als andere elementen van het elektrische circuit, zijn er in dit geval twee manieren om condensatoren aan te sluiten: parallel en serieel.
De uiteindelijke elektrische capaciteit van het resulterende circuit hangt hiervan af. De berekeningen van de capaciteit van verschillende condensatoren doen denken aan de berekeningen van de weerstand van weerstanden in verschillende verbindingen, alleen de formules voor de verbindingsmethoden bevinden zich integendeel, dat wil zeggen:
- Bij parallelle aansluiting is de totale elektrische capaciteit van het circuit de som van de capaciteiten van elk van de elementen. Elke volgende verbinding verhoogt de totale capaciteit
Ctotaal = C1 + C2 + C3
- Bij serieschakeling neemt de elektrische capaciteit van het circuit af, zoals een afname van de weerstand in een circuit van parallel aangesloten weerstanden. D.w.z:
Kinderbed = (1 / C1) + (1 / C2) + (1 / C3)
Belangrijk! In een parallel circuit zijn de spanningen op de platen van elk element hetzelfde. Dit wordt gebruikt om grote elektrische capaciteiten te verkrijgen. In de serieschakeling van twee spanningselementen op de platen van elk van de condensatoren is de helft van de totale spanning. Drie, derde, enzovoort.
Batterijen en stroomverbruik
De belangrijkste kenmerken van batterijen zijn:
- Nominale spanning.
- Capaciteit.
- Maximale ontlaadstroom.
Gebruik in dit geval de capaciteitswaarde om de kwantitatieve kenmerken van de bedrijfstijd te bepalen, of om eenvoudig te berekenen hoe lang de batterij meegaat.
Bij oplaadbare batterijen worden de volgende afmetingen gebruikt om de elektrische capaciteit te beschrijven:
- En * h - ampère-uren voor grote batterijen, bijvoorbeeld auto's.
- mAh - milliampère-uur, voor batterijen voor draagbare apparaten, zoals smartphones, quadcopters en elektronische sigaretten.
- W * uur - Watt uur.
Met deze kenmerken kunt u bepalen hoelang de batterij bestand is tegen een specifieke belasting. Om de elektrische capaciteit van de batterij te bepalen, wordt gemeten in hangers (C). De hanger is op zijn beurt gelijk aan de hoeveelheid elektriciteit die naar de batterij wordt overgebracht bij een stroom van 1A gedurende 1s. Als u zich vervolgens in uren vertaalt, worden bij een stroom van 1A gedurende 1 uur 3600 C verzonden.
Een manier om de batterijcapaciteit te meten, is door deze te ontladen met een bekende stroom, en u moet de ontladingstijd meten. Stel dat als de batterij in 10 uur met een stroom van 5A tot het minimale spanningsniveau wordt ontladen, de capaciteit 50 A * h is
Elektriciteit is een belangrijke grootheid in elektronica en elektrotechniek. In de praktijk worden condensatoren gebruikt in bijna elk circuit van een elektronisch apparaat. Bijvoorbeeld in voedingen - om rimpels glad te strijken, vermindert u het effect van hoogspanningspieken op stroomschakelaars. Tijdens timingcircuits van verschillende circuits, maar ook in PWM-controllers om de werkfrequentie in te stellen. Batterijen worden ook vaak gebruikt. Over het algemeen zijn de taken van energieopslag en faseverschuiving heel gebruikelijk.
De meegeleverde video zal helpen om het probleem in meer detail te bestuderen:
Een korte uitleg wordt gegeven in deze video-tutorial:
Nu weet u wat een elektrische capaciteit is, in welke eenheden deze wordt gemeten en waar deze hoeveelheid van afhangt. We hopen dat de verstrekte informatie nuttig en begrijpelijk voor je was!
Gerelateerde materialen:
Bezig met laden...
